Uživatelská příručka k modulu internetu věcí Walfront ESP32 WiFi a Bluetooth

CPU a vnitřní paměť
Modul ESP32 má dvoujádrový procesor a vnitřní paměť pro systémové operace.
Externí Flash a SRAM
ESP32 podporuje externí QSPI flash a SRAM, což poskytuje další možnosti úložiště a šifrování.

Krystalové oscilátory
Modul využívá 40MHz krystalový oscilátor pro časování a synchronizaci.
RTC a Low-Power Management
Pokročilé technologie správy napájení umožňují ESP32 optimalizovat spotřebu energie na základě využití.

FAQ

Otázka: Jaké jsou výchozí páskovací kolíky pro ESP32?
A: Výchozí páskovací kolíky pro ESP32 jsou MTDI, GPIO0, GPIO2, MTDO a GPIO5.
Q: Jaký je napájecí zdroj objtagRozsah pro ESP32?
A: Napájecí zdroj objtagRozsah pro ESP32 je 3.0 V až 3.6 V.

O tomto dokumentu
Tento dokument poskytuje specifikace pro modul ESP32.

Nadview

ESP32 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.

Definice pinů

Připnout rozložení

Popis pinu
ESP32 má 38 pinů. Viz definice pinů v tabulce 1.

Tabulka 1: Definice pinů

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 (výstup krystalového oscilátoru 32.768 kHz), 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
NC1	27	–	–
NC2	28	–	–
IO5	29	I/O	GPIO5, VSPICS0, HS1_DATA6, EMAC_RX_CLK
IO18	30	I/O	GPIO18, VSPICLK, HS1_DATA7

IO19	31	I/O	GPIO19, VSPIQ, U0CTS, EMAC_TXD0
NC	32	–	–
IO21	33	I/O	GPIO21, VSPIHD, EMAC_TX_EN
RXD0	34	I/O	GPIO3, U0RXD, CLK_OUT2
TXD0	35	I/O	GPIO1, U0TXD, CLK_OUT3, EMAC_RXD2
IO22	36	I/O	GPIO22, VSPIWP, U0RTS, EMAC_TXD1
IO23	37	I/O	GPIO23, VSPID, HS1_STROBE
GND	38	P	Země

Oznámení:
GPIO6 až GPIO11 jsou připojeny k SPI flash integrovanému na modulu a nejsou odpojeny.

Špendlíky
ESP32 má pět vázacích kolíků:

MTDI
GPIO0

GPIO2
MTDO

GPIO5

Software dokáže číst hodnoty těchto pěti bitů z registru „GPIO_STRAPPING“. Během uvolnění resetu systému čipu (reset zapnutí, reset hlídacího obvodu RTC a reset brownout) jsou západky páskovacích kolíkůample svtage vyrovnejte jako páskovací bity „0“ nebo „1“ a podržte tyto bity, dokud se čip nevypne nebo nevypne. Páskovací bity konfigurují režim spouštění zařízení, provozní objemtage VDD_SDIO a další počáteční nastavení systému. Každý páskovací kolík je během resetování čipu připojen ke svému vnitřnímu vytahování/stahování. V důsledku toho, pokud je páskovací kolík odpojen nebo připojený externí obvod má vysokou impedanci, vnitřní slabé přitažení/stažení určí výchozí vstupní úroveň páskovacích kolíků. Chcete-li změnit hodnoty páskovacího bitu, mohou uživatelé použít externí stahovací/vytahovací odpory nebo použít GPIO hostitelského MCU k ovládání hlasitosti.tagÚroveň těchto pinů při zapnutí ESP32. Po uvolnění resetu fungují páskovací kolíky jako kolíky s normální funkcí. Viz Tabulka 2 pro podrobnou konfiguraci bootovacího režimu pomocí páskových kolíků.

Tabulka 2: Páskovací kolíky

svtage interního LDO (VDD_SDIO)
Kolík	Výchozí	3.3 V	1.8 V
MTDI	Strhnout	0	1

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 na sestupné hraně	Sestupná hrana Sampling Výstup na stoupající hraně	Stoupající hrana Sampling Výstup na sestupné hraně	Stoupající hrana Sampling Výstup na stoupající hraně
MTDO	Vytahování	0	0	1	1
GPIO5	Vytahování	0	1	0	1

Poznámka:

Firmware může konfigurovat bity registru pro změnu nastavení ”Voltage interního LDO (VDD_SDIO)“ a „Časování SDIO Slave“ po zavedení.
Interní pull-up rezistor (R9) pro MTDI není v modulu osazen, protože flash a SRAM v ESP32 podporují pouze napájecí obj.tage 3.3 V (výstup přes VDD_SDIO)

Popis funkce

Tato kapitola popisuje moduly a funkce integrované do ESP32.

CPU a vnitřní paměť
ESP32 obsahuje dva nízkoenergetické mikroprocesory Xtensa® 32bitové LX6. Vnitřní paměť obsahuje:

448 KB ROM pro bootování 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 SRAM v RTC, která se nazývá RTC SLOW Memory a je přístupná koprocesoru 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 čip-ID.

Externí Flash a SRAM
ESP32 podporuje více externích QSPI flash a SRAM čipů. 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 paměťového prostoru instrukcí 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 integruje 8 MB SPI flash a 8 MB PSRAM pro více místa v paměti.

Krystalové oscilátory
Modul používá krystalový oscilátor 40 MHz.

RTC a Low-Power Management
S využitím pokročilých technologií správy napájení může ESP32 přepínat mezi různými režimy napájení.

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.

Tabulka 3: Absolutní maximální hodnocení

Modul fungoval správně po 24hodinovém testu při okolní teplotě při 25 °C a IO ve třech doménách (VDD3P3_RTC, VDD3P3_CPU, VDD_SDIO) vysílají vysokou logickou úroveň do země. Vezměte prosím na vědomí, že piny obsazené flash a/nebo PSRAM v doméně napájení VDD_SDIO byly z testu vyloučeny.

Doporučené provozní podmínky
Tabulka 4: Doporučené provozní podmínky

Symbol	Parametr	Min	Typický	Max	Jednotka
VDD33	Napájení voltage	3.0	3.3	3.6	V
I V DD	Aktuálně dodáváno externím napájecím zdrojem	0.5	–	–	A
T	Provozní teplota	–40	–	65	°C

DC charakteristiky (3.3 V, 25 °C)
Tabulka 5: DC charakteristiky (3.3 V, 25 °C)

Symbol	Parametr		Min	Typ	Max	Jednotka
C IN	Kapacita pinu		–	2	–	pF
V IH	Vysokoúrovňový vstupní objtage		0.75×VDD1	–	VDD1 + 0.3	V
V IL	Nízkoúrovňový vstupní objtage		–0.3	–	0.25×VDD1	V
I IH	Vysokoúrovňový vstupní proud		–	–	50	nA
I IL	Nízkoúrovňový vstupní proud		–	–	50	nA
V OH	Vysokoúrovňový výstup objtage		0.8×VDD1	–	–	V
V OL	Nízkoúrovňový výstup objtage		–	–	0.1×VDD1	V
I OH	Vysokoúrovňový zdrojový proud (VDD1 = 3.3 V, VOH >= 2.64 V, výstupní síla nastavená 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

I OL	Nízkoúrovňový klesající proud (VDD1 = 3.3 V, VOL = 0.495 V, výstupní síla nastavená na maximum)	–	28	–	mA
R PU	Odpor vnitřního pull-up rezistoru	–	45	–	kΩ
R PD	Odpor vnitřního stahovacího rezistoru	–	45	–	kΩ
V IL_nRST	Nízkoúrovňový vstupní objtage z CHIP_PU pro vypnutí čipu	–	–	0.6	V

Poznámky:

VDD je I/O svazektage pro konkrétní výkonovou doménu kolíků.
Pro výkonovou doménu 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
Tabulka 6: Charakteristika Wi-Fi rádia

Parametr	Stav	Min	Typický	Max	Jednotka
Provozní frekvenční rozsah poznámka1	–	2412	–	2462	MHz
TX napájení poznámka2	802.11b:26.62dBm;802.11g:25.91dBm 802.11n20:25.89dBm;802.11n40:26.51dBm				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

Zařízení by mělo pracovat ve frekvenčním rozsahu přiděleném regionálními regulačními úřady. Cílový rozsah provozní frekvence je konfigurovatelný softwarem.

U modulů, které používají antény IPEX, je výstupní impedance 50 Ω. U ostatních modulů bez IPEX antén se uživatelé nemusí obávat výstupní impedance.
Cílový TX výkon je konfigurovatelný na základě zařízení nebo certifikačních požadavků.

Bluetooth/BLE

Rádiový přijímač 4.5.1
Tabulka 7: Charakteristiky přijímače – 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
Tabulka 8: Charakteristiky vysílače – Bluetooth/BLE

Parametr	Podmínky	Min	Typ	Max	Jednotka
RF frekvence	–	2402	–	2480	dBm
Získejte kontrolní krok	–	–	–	–	dBm
RF napájení	BLE: 6.80 dBm; BT: 8.51 dBm				dBm
Sousední kanál přenáší energii	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°C Čas: 60 ~ 90s Ramp-rychlost: 1 ~ 3 °C/s
Předehřívací zóna — Teplota: 150 ~ 200 °C Čas: 60 ~ 120 s Ramp-rychlost: 0.3 ~ 0.8 °C/s

Reflow zóna — Teplota: >217 °C 7LPH60 ~ 90s; Špičková teplota: 235 ~ 250°C (doporučeno <245°C) Čas: 30 ~ 70s
Chladicí zóna — Špičková teplota. ~ 180 °Camp-rychlost poklesu: -1 ~ -5°C/s
Pájka — Sn&Ag&Cu Bezolovnatá pájka (SAC305)

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 –40 °C ~ 65 °C. Je povolena pouze vestavěná anténa PCB. Jakákoli jiná externí anténa je zakázána.
Omezené procedury modulu
N/A

Trace anténa design
N/A
Úvahy o vystavení RF
Zařízení vyhovuje limitům FCC pro vystavení radiaci stanoveným pro nekontrolované prostředí. Toto zařízení by mělo být instalováno a provozováno s minimální vzdáleností 20 cm mezi radiátorem a vaším tělem. Pokud je zařízení zabudováno do hostitele jako přenosné použití, může být vyžadováno dodatečné vyhodnocení vystavení vysokofrekvenčnímu záření, jak je uvedeno v 2.1093.
Anténa
1. Typ antény: PCB anténa Špičkový zisk: 3.40dBi
2. Všestranná anténa s IPEX konektorem Špičkový zisk2.33dBi
Informace o štítku a shodě
Vnější štítek na konečném produktu OEM může obsahovat například následující text: „Obsahuje FCC ID modulu vysílače: 2BFGS-ESP32WROVERE“ nebo „Obsahuje FCC ID: 2BFGS-ESP32WROVERE“.

Informace o testovacích režimech a dalších testovacích požadavcích
- 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).
- Testování by mělo kontrolovat emise, které se mohou vyskytnout 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.
- 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 Hlava B, vyloučení odpovědnosti Konečná kombinace hostitele/modulu musí být vyhodnocena podle kritérií FCC Část 15B pro neúmyslné zářiče, aby byly řádně autorizovány pro provoz jako část 15 digitální zařízení.

Hostitelský integrátor, který instaluje tento modul do svého produktu, musí zajistit, že konečný kompozitní produkt vyhovuje požadavkům FCC technickým posouzením nebo vyhodnocením pravidel FCC, včetně provozu vysílače, a měl by se řídit pokyny v KDB 996369. Pro hostitelské produkty s certifikovaných modulárních vysílačů, frekvenční rozsah vyšetřování kompozitního systému je specifikován pravidlem v oddílech 15.33(a)(1) až (a)(3), nebo rozsah platný pro digitální zařízení, jak je uvedeno v oddílu 15.33(b )(1), podle toho, který je vyšší frekvenční rozsah šetření Při testování hostitelského produktu musí být všechny vysílače v provozu. Vysílače lze aktivovat pomocí veřejně dostupných ovladačů a zapnout je, aby byly vysílače aktivní. Za určitých podmínek může být vhodné použít technologicky specifickou call box (testovací sadu), kde nejsou k dispozici příslušenství 50 nebo ovladače. Při testování emisí z neúmyslného zářiče musí být vysílač umístěn v režimu příjmu nebo v klidovém režimu, je-li to možné. Pokud není možný pouze režim příjmu, musí být rádio pasivní (preferováno) a/nebo aktivní skenování. V těchto případech by to muselo povolit aktivitu na komunikační sběrnici (tj. PCIe, SDIO, USB), aby bylo zajištěno, že je povolen neúmyslný obvod zářiče. Zkušební laboratoře mohou potřebovat přidat útlum nebo filtry v závislosti na síle signálu jakýchkoli aktivních majáků (pokud jsou k dispozici) z aktivovaných rádií. Další obecné podrobnosti o testování viz ANSI C63.4, ANSI C63.10 a ANSI C63.26.

Testovaný produkt je nastaven do spojení/přidružení s partnerským zařízením podle běžného zamýšleného použití produktu. Pro usnadnění testování je testovaný produkt nastaven tak, aby vysílal v cyklu vysokého zatížení, například odesláním a file nebo streamování nějakého mediálního obsahu.

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

Modul internetu věcí Walfront ESP32 WiFi a Bluetooth [pdfUživatelská příručka
ESP32, ESP32 WiFi a Bluetooth modul internetu věcí, modul WiFi a Bluetooth internet věcí, modul Bluetooth internetu věcí, modul internetu věcí, modul věcí, modul

Reference

Uživatelská příručka

Modul internetu věcí Walfront ESP32 WiFi a Bluetooth

Informace o produktu