Обзор ESP32: мощный микроконтроллер с Wi-Fi и Bluetooth

Современные микроконтроллеры стремятся к миниатюризации и повышению интеграции, одновременно снижая энергопотребление. Компания Espressif Systems, известная успешной серией WiFi?чипов ESP8266, выпустила долгожданное новое решение — компактный и мощный чип ESP32. В этой серии объединены два ядра с тактовой частотой до 240 МГц, поддержка Wi?Fi и Bluetooth, что делает её идеальной основой для самых разных электронных устройств. Благодаря гибким режимам энергопотребления ESP32 подходит как для любительских проектов, так и для профессиональных разработок.

Высокопроизводительные контроллеры ESP32 на архитектуре Tensilica LX6 становятся надёжным фундаментом для устройств интернета вещей (IoT): сбора данных, управления датчиками, стриминга аудио и видео, распознавания речи и изображений. Они эффективно используются в системах «умный дом» (освещение, розетки, замки, жалюзи, гаражные ворота), в лёгкой промышленности, станках с ЧПУ, 3D?принтерах, робототехнике и даже детских игрушках.

Технические характеристики

Характеристики: Производитель: Ai-Thinker Модель: NodeMCU ESP-32S / аналог Питание: 5В DC (порт USB Type-C, вход +5V) Рабочее напряжение: 3.3В Потребляемый ток: до 500 мА Контроллер: ESP-32S, 2-ядерный процессор ESP32-D0WDQ6 на основе 32-битных Xtensa LX6 с низким энергопотреблением Тактовая частота: от 80 МГц до 240 МГц Память: 448 КБ ПЗУ для загрузки и базовых функций, 520 КБ статической ОЗУ для данных и инструкций, 8 КБ быстрой статической ОЗУ для домена питания реального времени (RTC), доступной через главный процессор во время загрузки из режима глубокого сна, 8 КБ медленной статической ОЗУ для домена питания реального времени (RTC), доступной через сопроцессор в режиме глубокого сна, 1 Кбит eFuse, 256 бит заняты системой (MAC-адрес и настройки чипа), 768 бит для пользовательских приложений, включая флеш-шифрование и идентификатор микросхемы (chip-ID), ПЗУ 32 Мбит (4 МБайт) flash Диапазон радиочастот: 2.4 ~ 2.5 ГГц (2412 ~ 2484МГц) WiFi: Клиент, Точка доступа, Клиент+Точка доступа (station, softAP, station+softAP) Протоколы WiFi: 802.11 b/g/n, до 150 Мбит/сек Выходная мощность в режиме 802.11b: +20.5 dBm Поддержка WiFi MAC, Технология STBC 2х1 Антенна: PCB, разведена на плате в виде дорожки Bluetooth: Версия 4.2 BR/EDR и BLE спецификации Мощность передающего сигнала: +12dBm NZIF-приёмник с чувствительностью -97dBm Адаптивная форма скачкообразной перестройки частоты (AFH) Class-1, class-2 и class-3 передатчик без внешнего усилителя мощности Поддержка мульти-соединений в режимах классического BT и BLE Поддержка многоранговых соединений Piconect и Scatternet Поддержка голосовых кодеков CVSD и SBC Шифрование: WAPI, WEP, TKIP, AES, SHA-2, RSA, ECC Выводы общего назначения (вход/выход, GPIO): 32 Аналоговые входы (АЦП): 16, 12-бит Аналоговые выходы (ЦАП): 2, 8-бит Ток контакта общего назначения GPIO: реком. 6 мА, макс.12 мА Интерфейсы: GPIO, UART, I2C, I2S, SPI, PWM, Touch, Ethernet MAC, SDcard, SDIO, IrDA Скорость передачи данных UART: до 5 МБит/сек Встроенный переключатель приёма/передачи, согласующий высокочастотный трансформатор, усилитель мощности Встроенные блоки: согласования сети, фазовой автоподстройки частоты, управления питанием, блоки регулирования Встроенные сенсоры: датчики Холла, ёмкостный датчик касаний Поддержка Arduino IDE C/C++, ESPlorer IDE, NodeMCU Lua, MicroPhyton, PlatformIO Поддержка файловых систем SPIFFS, FATFS, RTOS Поддержка Программных наборов разработки ESP-IDF (SDK), обновление прошивки UART/OTA Светодиодный индикатор: питание (красный), программируемый вывод GPIO2 (синий) Шаг между контактами: 2.54 мм Размер: 48.8 х 25.5 х 11.2 мм Вес: 9 г.

Комплектация: 1х NodeMCU ESP-32S TYPE-С 38pin Упаковка: Антистатический пакет Размеры: 70 х 50 мм Вес брутто: 11 г.

Компоновка элементов и интерфейсов платы NodeMCU-32S

Компоновка элементов и интерфейсов платы NodeMCU-32S

Порт USB

Порт USB Type-C на плате NodeMCU-32S соответствует спецификации USB 2.0 и позволяет подключать плату к ПК для отладки или обновления прошивки. Для преобразования сигналов USB в UART?TTL используется контроллер CP2102. Порт также может служить входом для питания 5 В от сетевого адаптера или пауэрбанка.

Датчик магнитного поля

ESP-32S оснащён резистивным датчиком Холла, измеряющим силу магнитного поля. Слабый аналоговый сигнал усиливается внутри ESP32 и выводится на контакты S_VP и S_VN.

Режимы энергосбережения ESP32, домен питания реального времени RTC

Чип ESP32 содержит сопроцессор с ультранизким энергопотреблением (ULP?сопроцессор), который обеспечивает работу в нескольких режимах:

Расположение и функциональное назначение контактных выводов

Обмен цифровыми данными между контроллером и внешней периферией через выводы GPIO модуля NodeMCU ESP-32S осуществляется по 3.3?вольтовой логике. Высокий уровень (логическая единица) – от +2.64 до +3.6 В, низкий (логический ноль) – от -0.3 до +0.33 В. Многие выводы имеют встроенные подтяжки к питанию или земле, программируемые программно. Большинство контактов могут мультиплексироваться с интерфейсами UART, I2C, I2S, PWM, HSPI, VSPI, EMAC и другими. Рекомендуемый ток одного вывода GPIO – 6 мА, максимальный – 12 мА.

Обратите внимание! Большинство выводов GPIO рассчитаны на ток до 12 мА и напряжение не более 3.3 В. Превышение этих параметров может привести к повреждению ESP32.

Специальные функции и интерфейсы

Документация и программное обеспечение