espressif ESP32-WROOM-32E Bluetooth Low Energy WiFi Uživatelská příručka
Nadview
ESP32 -WROOM -32E je výkonný, generický modul WiFi -BT -BLE MCU, který se zaměřuje na širokou škálu aplikací, od nízkoenergetických senzorových sítí až po nejnáročnější úkoly, jako je kódování hlasu, streamování hudby a dekódování MP3. Jedná se o SMD modul s 2.4 GHz PCB anténou na desce. Pro přizpůsobení impedance antény si vyhrazuje ladicí obvod π. Je se všemi GPIO na pin-out kromě těch, které se již používají pro připojení blesku. Modul je pracovní svtage může být v rozsahu od 3.0 V do 3.6 V. Frekvenční rozsah je 2400 MHz až 2483.5 MHz. Externí 40 MHz jako zdroj hodin pro systém. Nechybí ani 4 MB SPI flash pro ukládání uživatelských programů a dat. Informace pro objednání ESP32 -WROOM -32E jsou uvedeny následovně:
| Modul | Vložený čip | Blikat | PSRAM | Rozměry modulu (mm) |
| ESP32-WROOM-32E | ESP32-D0WD-V3 | 4 MB 1 XNUMX | / | (18.00 ± 0.10) X (25.50 ± 0.10) X (3.10 ± 0.10) mm (včetně kovového stínění) |
| Poznámky: 1. ESP32-WROOM-32E (PCB) s 8 MB flash nebo 16 MB flash je k dispozici na zakázku.2. Podrobné informace k objednávce vize Espressif Product Ordering Informace.3. Rozměry konektoru IPEX naleznete v kapitole 10. | ||||
Jádrem modulu je čip ESP32 -D0WD -V3*. Vestavěný čip je navržen tak, aby byl škálovatelný a adaptivní. K dispozici jsou dvě jádra CPU, která lze jednotlivě ovládat, a taktovací frekvence CPU je nastavitelná od 80 MHz do 240 MHz. Uživatel může také vypnout CPU a využít koprocesor s nízkou spotřebou k neustálému sledování periferií kvůli změnám nebo překročení prahových hodnot. ESP32 integruje bohatou sadu periferií, od kapacitních dotykových senzorů, Hallových senzorů, rozhraní SD karty, Ethernetu, vysokorychlostního SPI, UART, I²S a I²C
Operační systém vybraný pro ESP32 je freeRTOS s LwIP; Zabudován je také TLS 1.2 s hardwarovou akcelerací. Podporován je také bezpečný (šifrovaný) upgrade vzduchem (OTA), takže uživatelé mohou upgradovat své produkty i po jejich vydání s minimálními náklady a úsilím. Tabulka 2 uvádí specifikace ESP32 WROOM 32E.
Tabulka 2: Specifikace ESP32-WROOM-32E
| kategorie | Položky | Specifikace |
| Test | Spolehlivost | HTOL/HTSL/uHAST/TCT/ESD |
|
Wi-Fi |
Protokoly | 802.11 b/g/n20/n40 |
| Agregace A-MPDU a A-MSDU a podpora v intervalech 0.4 s | ||
| Frekvenční rozsah | 2.412 GHz ~ 2.462 GHz | |
|
Bluetooth |
Protokoly | Specifikace Bluetooth v4.2 BR/EDR a BLE |
| Rádio | NZIF přijímač s citlivostí –97 dBm | |
| Vysílač třídy 1, třídy 2 a třídy 3 | ||
| AFH | ||
| Zvuk | CVSD a SBC | |
|
Železářské zboží |
Rozhraní modulu | SD karta, UART, SPI, SDIO, I2C, LED PWM, Motor PWM, I2S, IR, čítač pulsů, GPIO, kapacitní dotykový senzor, ADC, DAC |
| Snímač na čipu | Hallův senzor | |
| Integrovaný krystal | 40 MHz krystal | |
| Integrovaný blesk SPI | 4 MB | |
| Integrovaná PSRAM | – | |
| Provozní objemtage/Napájení | 3.0 V ~ 3.6 V | |
| Minimální proud dodávaný napájecím zdrojem | 500 mA | |
| Doporučený rozsah provozních teplot | –40 °C ~ 85 °C | |
| Velikost balení | (18.00±0.10) mm × (31.40±0.10) mm × (3.30±0.10) mm | |
| Úroveň citlivosti na vlhkost (MSL) | Úroveň 3 |
Definice pinů
Připnout rozložení
Popis pinu
ESP32 WROOM 32E má 38 pinů. Viz definice pinů v tabulce 3.
| Jméno | Žádný. | Typ | Funkce |
| GND | 1 | P | Země |
| 3V3 | 2 | P | Napájení |
| EN | 3 | I | Signál aktivace modulu. Aktivní vysoká. |
| SENSOR_VP | 4 | I | GPIO36, ADC1_CH0, RTC_GPIO0 |
| SENSOR_VN | 5 | I | GPIO39, ADC1_CH3, RTC_GPIO3 |
| IO34 | 6 | I | GPIO34, ADC1_CH6, RTC_GPIO4 |
| IO35 | 7 | I | GPIO35, ADC1_CH7, RTC_GPIO5 |
| IO32 | 8 | I/O | GPIO32, XTAL_32K_P (vstup krystalového oscilátoru 32.768 kHz), ADC1_CH4,TOUCH9, RTC_GPIO9 |
| IO33 | 9 | I/O | GPIO33, XTAL_32K_N (32.768 kHz výstup krystalového oscilátoru), ADC1_CH5, TOUCH8, RTC_GPIO8 |
| IO25 | 10 | I/O | GPIO25, DAC_1, ADC2_CH8, RTC_GPIO6, EMAC_RXD0 |
| IO26 | 11 | I/O | GPIO26, DAC_2, ADC2_CH9, RTC_GPIO7, EMAC_RXD1 |
| IO27 | 12 | I/O | GPIO27, ADC2_CH7, TOUCH7, RTC_GPIO17, EMAC_RX_DV |
| IO14 | 13 | I/O | GPIO14, ADC2_CH6, TOUCH6, RTC_GPIO16, MTMS, HSPICLK, HS2_CLK, SD_CLK, EMAC_TXD2 |
| IO12 | 14 | I/O | GPIO12, ADC2_CH5, TOUCH5, RTC_GPIO15, MTDI, HSPIQ, HS2_DATA2, SD_DATA2, EMAC_TXD3 |
| GND | 15 | P | Země |
| IO13 | 16 | I/O | GPIO13, ADC2_CH4, TOUCH4, RTC_GPIO14, MTCK, HSPID, HS2_DATA3, SD_DATA3, EMAC_RX_ER |
| NC | 17 | – | – |
| NC | 18 | – | – |
| NC | 19 | – | – |
| NC | 20 | – | – |
| NC | 21 | – | – |
| NC | 22 | – | – |
| IO15 | 23 | I/O | GPIO15, ADC2_CH3, TOUCH3, MTDO, HSPICS0, RTC_GPIO13, HS2_CMD, SD_CMD, EMAC_RXD3 |
| IO2 | 24 | I/O | GPIO2, ADC2_CH2, TOUCH2, RTC_GPIO12, HSPIWP, HS2_DATA0,SD_DATA0 |
| IO0 | 25 | I/O | GPIO0, ADC2_CH1, TOUCH1, RTC_GPIO11, CLK_OUT1,EMAC_TX_CLK |
| IO4 | 26 | I/O | GPIO4, ADC2_CH0, TOUCH0, RTC_GPIO10, HSPIHD, HS2_DATA1,SD_DATA1, EMAC_TX_ER |
| IO16 | 27 | I/O | GPIO16, HS1_DATA4, U2RXD, EMAC_CLK_OUT |
| IO17 | 28 | I/O | GPIO17, HS1_DATA5, U2TXD, EMAC_CLK_OUT_180 – |
| IO5 | 29 | I/O | GPIO5, VSPICS0, HS1_DATA6, EMAC_RX_CLK |
| IO18 | 30 | I/O | GPIO18, VSPICLK, HS1_DATA7 |
Špendlíky
ESP32 má pět vázacích kolíků, které můžete vidět v kapitole 6 Schémata:
- MTDI
- GPIO0
- GPIO2
- MTDO
- GPIO5
Software může číst hodnoty těchto pěti bitů z registru „GPIO_STRAPPING“
Každý páskovací kolík je během resetování čipu připojen ke svému vnitřnímu pull-up/pull-down. V důsledku toho, pokud je páskovací kolík odpojen nebo připojený externí obvod má vysokou impedanci, vnitřní slabé vytažení/zatažení – dolů určí výchozí vstupní úroveň páskovacích kolíků. Chcete-li změnit hodnoty páskovacího bitu, mohou uživatelé použít externí odpory stahování/vytahování nebo použít GPIO hostitelského MCU k ovládání hlasitosti.tagÚroveň těchto pinů při zapnutí ESP32. Po uvolnění resetu fungují upínací kolíky jako kolíky s normální funkcí. Viz Tabulka 4 pro podrobnou konfiguraci spouštěcího režimu pomocí upínacích kolíků
| Režim spouštění | |||||
| Kolík | Výchozí | SPI Boot | Stáhnout Boot | ||
| GPIO0 | Vytahování | 1 | 0 | ||
| GPIO2 | Strhnout | Je to jedno | 0 | ||
| Povolení/zakázání tisku protokolu ladění přes U0TXD během spouštění | |||||
| Kolík | Výchozí | U0TXD Aktivní | U0TXD Tichý | ||
| MTDO | Vytahování | 1 | 0 | ||
| Časování SDIO Slave | |||||
| Kolík | Výchozí | Sestupná hrana Sampling Výstup s klesající hranou | Sestupná hrana SamplingRising-edge Výstup | Stoupající hrana Sampling Výstup s klesající hranou | Stoupající hrana SamplingRising-edge Výstup |
| MTDO | Vytahování | 0 | 0 | 1 | 1 |
| GPIO5 | Vytahování | 0 | 1 | 0 | 1 |
Poznámka:
- Firmware může konfigurovat bity registru pro změnu nastavení ”Voltage of Internal LDO (VDD_SDIO)” a “Timeing of SDIO Slave” po zavedení.
- Interní pull-up rezistor (R9) pro MTDI není osazen v modulu, protože flash a SRAM v ESP32 -32E podporují pouze napájecí obj.tage 3.3 V (výstup přes VDD_SDIO)
Popis funkce
Tato kapitola popisuje moduly a funkce integrované v ESP32 -WROOM -32E
CPU a vnitřní paměť
ESP32 D0WD V3 obsahuje dva nízkoenergetické mikroprocesory Xtensa ® 32 bit LX6. Vnitřní paměť obsahuje: • 448 KB ROM pro spouštění a základní funkce.
- 520 KB SRAM na čipu pro data a instrukce.
- 8 KB SRAM v RTC, která se nazývá RTC FAST Memory a lze ji použít pro ukládání dat; přistupuje k němu hlavní CPU během spouštění RTC z režimu hlubokého spánku.
- 8 KB paměti SRAM v RTC, která se nazývá RTC SLOW Memory a může k ní přistupovat koprocesor během režimu hlubokého spánku.
- 1 Kbit eFuse: 256 bitů je použito pro systém (MAC adresa a konfigurace čipu) a zbývajících 768 bitů je vyhrazeno pro zákaznické aplikace, včetně flash-šifrování a čipu -ID.
Externí Flash a SRAM
ESP32 podporuje více externích QSPI flash a SRAM čipů. Více podrobností lze nalézt v kapitole SPI v technickém referenčním manuálu ESP32. ESP32 také podporuje hardwarové šifrování/dešifrování založené na AES pro ochranu programů a dat vývojářů ve flashi. ESP32 má přístup k externímu QSPI flash a SRAM prostřednictvím vysokorychlostních mezipamětí.
- Externí flash lze mapovat do paměťového prostoru instrukce CPU a paměťového prostoru pouze pro čtení současně. – Když je externí flash namapován do prostoru instrukční paměti CPU, lze namapovat až 11 MB + 248 KB najednou. Všimněte si, že pokud je mapováno více než 3 MB + 248 KB, výkon mezipaměti se sníží kvůli spekulativnímu čtení CPU. – Když je externí flash namapován do datové paměti pouze pro čtení, lze namapovat až 4 MB najednou. Podporováno je 8bitové, 16bitové a 32bitové čtení.
- Externí SRAM lze mapovat do datové paměti CPU. Najednou lze mapovat až 4 MB. Podporováno je 8bitové, 16bitové a 32bitové čtení a zápis. ESP32 -WROOM -32E integruje 4 MB SPI flash více paměti.
RTC a Low-Power Management
S využitím pokročilých technologií správy napájení může ESP32 přepínat mezi různými režimy napájení. Podrobnosti o spotřebě energie ESP32 v různých režimech napájení naleznete v části „RTC a Low – Power Management“ v uživatelské příručce k ESP32.
Periferní zařízení a senzory
Poznámka:
Externí připojení lze provést k jakémukoli GPIO kromě GPIO v rozsahu 6-11, 16 nebo 17. GPIO 6-11 jsou připojeny k integrovanému SPI flash modulu. Podrobnosti naleznete v části 6 Schémata.
Elektrické charakteristiky
Absolutní maximální hodnocení
Namáhání přesahující absolutní maximální hodnoty uvedené v tabulce níže mohou způsobit trvalé poškození zařízení. Toto jsou pouze zátěžová hodnocení a nevztahují se na funkční provoz zařízení, který by měl dodržovat doporučené provozní podmínky.
- Modul fungoval správně po 24hodinovém testu při okolní teplotě při 25 °C a IO ve třech doménách (VDD3P3_RTC, VDD3P3_CPU, VDD_SDIO) vysílají na zem vysokou logickou úroveň.
- Výkon IO naleznete v příloze IO_MUX k datovému listu ESP32
Doporučené provozní podmínky
| Symbol | Parametr | Min | Typický | Max | Jednotka |
| VDD33 | Napájení voltage | 3.0 | 3.3 | 3.6 | V |
| IV DD | Proud dodávaný externím napájecím zdrojem | 0.5 | – | – | A |
| T | Provozní teplota | –40 | – | 85 | °C |
DC charakteristiky (3.3 V, 25 °C)
| Symbol | Parametr | Min | Typ | Max | Jednotka | |
| CIN | Kapacita pinu | – | 2 | – | pF | |
| VIH | Vysokoúrovňový vstupní objtage | 0.75×VDD1 | – | VDD1 + 0.3 | V | |
| VIL | Nízkoúrovňový vstupní objtage | –0.3 | – | 0.25×VDD1 | V | |
| IIH | Vysokoúrovňový vstupní proud | – | – | 50 | nA | |
| IIL | Nízkoúrovňový vstupní proud | – | – | 50 | nA | |
| VOH | Vysokoúrovňový výstup objtage | 0.8×VDD1 | – | – | V | |
| VOL | Nízkoúrovňový výstup objtage | – | – | 0.1×VDD1 | V | |
| IOH | Vysokoúrovňový zdrojový proud (VDD1 = 3.3 V, VOH >= 2.64 V, výstupní síla pohonu nastavena na maximum) | Výkonová doména VDD3P3_CPU 1; 2 | – | 40 | – | mA |
| Výkonová doména VDD3P3_RTC 1; 2 | – | 40 | – | mA | ||
| Výkonová doména VDD_SDIO 1; 3 | – | 20 | – | mA | ||
| Symbol | Parametr | Min | Typ | Max | Jednotka |
| IOL | Nízkoúrovňový klesající proud (VDD1 = 3.3 V, VOL = 0.495 V, výstupní síla pohonu nastavena na maximum) | – | 28 | – | mA |
| RPU | Odpor vnitřního pull-up rezistoru | – | 45 | – | kΩ |
| RPD | Odpor vnitřního stahovacího rezistoru | – | 45 | – | kΩ |
| VIL_nRST | Nízkoúrovňový vstupní objtage z CHIP_PU pro vypnutí čipu | – | – | 0.6 | V |
Poznámky:
- Viz dodatek IO_MUX datového listu ESP32 pro výkonovou doménu IO. VDD je I/O svazektage pro konkrétní výkonovou doménu kolíků.
- U výkonové domény VDD3P3_CPU a VDD3P3_RTC se proud na pin napájený ve stejné doméně postupně snižuje z přibližně 40 mA na přibližně 29 mA, VOH>=2.64 V, jak se zvyšuje počet pinů zdroje proudu.
- Piny obsazené flash a/nebo PSRAM v doméně napájení VDD_SDIO byly z testu vyloučeny.
Wi-Fi rádio
| Parametr | Stav | Min | Typický | Max | Jednotka |
| Provozní frekvenční rozsah poznámka1 | – | 2412 | – | 2462 | MHz |
| RF napájení | 802.11b:26dBm802.11g:25.42dBm802.11n20:25.48dBm802.11n40:25.78dBm |
dBm |
|||
| Citlivost | 11b, 1 Mbps | – | –98 | – | dBm |
| 11b, 11 Mbps | – | –89 | – | dBm | |
| 11 g, 6 Mbps | – | –92 | – | dBm | |
| 11 g, 54 Mbps | – | –74 | – | dBm | |
| 11n, HT20, MCSO | – | –91 | – | dBm | |
| 11n, HT20, MCSO | – | –71 | – | dBm | |
| 11n, HT40, MCSO | – | –89 | – | dBm | |
| 11n, HT40, MCSO | – | –69 | – | dBm | |
| Odmítnutí sousedního kanálu | 11 g, 6 Mbps | – | 31 | – | dB |
| 11 g, 54 Mbps | – | 14 | – | dB | |
| 11n, HT20, MCSO | – | 31 | – | dB | |
| 11n, HT20, MCSO | – | 13 | – | dB | |
Rádio Bluetooth/BLE
| Parametr | Podmínky | Min | Typ | Max | Jednotka |
| Citlivost @30.8 % PER | – | – | –97 | – | dBm |
| Maximální přijímaný signál @30.8 % PER | – | 0 | – | – | dBm |
| Společný kanál C/I | – | – | +10 XNUMX XNUMX XNUMX | – | dB |
|
Selektivita sousedního kanálu C/I |
F = FO + 0 MHz | – | –5 | – | dB |
| F = F0 – 1 MHz | – | –5 | – | dB | |
| F = FO + 0 MHz | – | –25 | – | dB | |
| F = F0 – 2 MHz | – | –35 | – | dB | |
| F = FO + 0 MHz | – | –25 | – | dB | |
| F = F0 – 3 MHz | – | –45 | – | dB | |
|
Výkon blokování mimo pásmo |
30 MHz ~ 2000 MHz | –10 | – | – | dBm |
| 2000 MHz ~ 2400 MHz | –27 | – | – | dBm | |
| 2500 MHz ~ 3000 MHz | –27 | – | – | dBm | |
| 3000 MHz ~ 12.5 GHz | –10 | – | – | dBm | |
| intermodulace | – | –36 | – | – | dBm |
Vysílač
| Parametr | Podmínky | Min | Typ | Max | Jednotka |
| RF frekvence | – | 2402 | – | 2480 | MHz |
| Získejte kontrolní krok | – | – | 3 | – | dBm |
| Rozsah řízení RF výkonu | – | –12 | – | +10 XNUMX XNUMX XNUMX | dBm |
| Vysílací výkon sousedního kanálu | F = FO ± 0 MHz | – | –52 | – | dBm |
| F = FO ± 0 MHz | – | –58 | – | dBm | |
| F = FO ± > 0 MHz | – | –60 | – | dBm | |
| ∆ f1prům | – | – | – | 265 | kHz |
| ∆ f2 max | – | 247 | – | – | kHz |
| ∆ f2 prům/∆ f1prům | – | – | –0.92 | – | – |
| ICFT | – | – | –10 | – | kHz |
| Rychlost driftu | – | – | 0.7 | – | kHz/50 s |
| Unášení | – | – | 2 | – | kHz |
Reflow Profile
Ramp -horní zóna — Teplota: <150 Čas: 60 ~ 90s Ramp -rychlost: 1 ~ 3 /s Předehřívací zóna — Teplota: 150 ~ 200 Čas: 60 ~ 120 s Ramp -rychlost: 0.3 ~ 0.8 /s
Reflow zóna — Teplota: >217 7LPH60 ~ 90s; Špičková teplota: 235 ~ 250 (<245 doporučeno) Čas: 30 ~ 70 s
Chladicí zóna — Špičková teplota. ~ 180 Ramp -rychlost poklesu: -1 ~ -5 /s
Specifikace antény
Rozměry:
Výkresy vzorů:
Historie revizí
| Datum | Verze | Poznámky k vydání |
| 2020.02 | V0.1 | Předběžné vydání pro certifikaci CE& FCC. |
Návod OEM
- Platná pravidla FCC Tento modul je udělen na základě jednotného modulárního schválení. Splňuje požadavky FCC část 15C, sekce 15.247 pravidel.
- Specifické provozní podmínky použití Tento modul lze použít v zařízeních IoT. Vstupní objtage do modulu je nominálně 3.3V-3.6V DC. Provozní okolní teplota modulu je -30 až 85 stupňů C. Je povolena pouze vestavěná anténa PCB. Jakákoli jiná externí anténa je zakázána.
- Omezené procedury modulu N/A
- Provedení sledovací antény N/A
- Úvahy o vystavení RF
Zařízení vyhovuje limitům FCC pro vystavení radiaci stanoveným pro nekontrolované prostředí. Zařízení má dodatečné vyhodnocení vystavení rádiovým frekvencím nezbytné pro přenosné použití rádia Bluetooth < 20 cm mezi zářičem a tělem. Pro změnu podmínek vystavení modulu vysokofrekvenčnímu záření z mobilního na přenosný je Wi-Fi rádio deaktivováno. - Anténa Typ antény: PCB anténa; Špičkový zisk: 3.40 dBi
- Štítek a informace o shodě Vnější štítek na koncovém produktu OEM může obsahovat například následující text: „Obsahuje modul vysílače FCC ID: 2A9ZM-WROOM32E“ nebo „Obsahuje FCC ID: 2A9ZM-WROOM32E“.
- Informace o testovacích režimech a dalších testovacích požadavcích
a)Modulární vysílač byl plně otestován příjemcem modulu na požadovaném počtu kanálů, typů modulace a režimů, nemělo by být nutné, aby instalační technik znovu testoval všechny dostupné režimy nebo nastavení vysílače. Doporučuje se, aby výrobce hostitelského produktu, který instaluje modulární vysílač, provedl některá vyšetřovací měření, aby potvrdil, že výsledný kompozitní systém nepřekračuje limity rušivého vyzařování nebo limity okraje pásma (např. tam, kde jiná anténa může způsobovat dodatečné vyzařování).
b)Testování by mělo zkontrolovat emise, které se mohou objevit v důsledku smísení emisí s jinými vysílači, digitálními obvody nebo v důsledku fyzikálních vlastností hostitelského produktu (krytu). Toto šetření je zvláště důležité při integraci více modulárních převodníků, kde je certifikace založena na testování každého z nich v samostatné konfiguraci. Je důležité poznamenat, že výrobci hostitelských produktů by neměli předpokládat, že protože je modulární vysílač certifikován, nenesou žádnou odpovědnost za shodu konečného produktu.
c)Pokud šetření naznačí problém s dodržováním předpisů, je výrobce hostitelského produktu povinen problém zmírnit. Hostitelské produkty využívající modulární vysílač podléhají všem příslušným individuálním technickým pravidlům a také všeobecným provozním podmínkám uvedeným v částech 15.5, 15.15 a 15.29, aby nezpůsobovaly rušení. Provozovatel hostitelského produktu bude povinen přestat provozovat zařízení, dokud nebude rušení odstraněno. - Dodatečné testování, část 15, část B, prohlášení o vyloučení odpovědnosti Konečná kombinace hostitele / modulu musí být vyhodnocena podle kritérií FCC části 15B pro neúmyslné zářiče, aby byla řádně schválena pro provoz jako digitální zařízení části 15.
Upozornění FCC:
Jakékoli změny nebo úpravy, které nejsou výslovně schváleny stranou odpovědnou za shodu, mohou zrušit oprávnění uživatele provozovat zařízení. Toto zařízení je v souladu s částí 15 pravidel FCC. Provoz podléhá následujícím dvěma podmínkám: (1) Toto zařízení nesmí způsobovat škodlivé rušení a (2) Toto zařízení musí akceptovat jakékoli přijaté rušení, včetně rušení, které může způsobit nežádoucí provoz.
Dokumenty / zdroje
 |
espressif ESP32-WROOM-32E Bluetooth Low Energy WiFi [pdfUživatelská příručka ESP32-WROOM-32E Bluetooth Low Energy WiFi, ESP32-WROOM-32E, Bluetooth Low Energy WiFi, Low Energy WiFi, Energy WiFi, WiFi |
