Manual del usuario de la CPU Espressif ESP32-S2 WROOM 32 bit LX7

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Módulo terminadoview

Características
MCU

ESP32-S2 integrado, microprocesador LX32 de un solo núcleo Xtensa® de 7 bits, hasta 240 MHz
ROM de 128 KB

SRAM de 320 KB
SRAM de 16 KB en RTC

Wifi

802.11b/g/n

Tasa de bits: 802.11n hasta 150 Mbps
Agregación A-MPDU y A-MSDU

Soporte de intervalo de guardia de 0.4 µs
Rango de frecuencia central del canal operativo: 2412 ~ 2462 MHz

Hardware

Interfaces: GPIO, SPI, LCD, UART, I2C, I2S, interfaz Cam-era, IR, contador de pulsos, LED PWM, USB OTG 1.1, ADC, DAC, sensor táctil, sensor de temperatura
oscilador de cristal de 40 MHz
Flash SPI de 4 MB
Vol de funcionamientotage/Fuente de alimentación: 3.0 ~ 3.6 V
Rango de temperatura de funcionamiento: –40 ~ 85°C
Dimensiones: (18 × 31 × 3.3) milímetro

Proceso de dar un título

Certificación verde: RoHS/REACH
Certificación RF: FCC/CE-RED/SRRC

Prueba

HTOL/HTSL/uHAST/TCT/ESD

Descripción

ESP32-S2-WROOM y ESP32-S2-WROOM-I son dos potentes módulos MCU Wi-Fi genéricos que tienen un amplio conjunto de periféricos. Son una opción ideal para una amplia variedad de escenarios de aplicaciones relacionados con Internet de las cosas (IoT), electrónica portátil y hogar inteligente.
ESP32-S2-WROOM viene con una antena PCB y ESP32-S2-WROOM-I con una antena IPEX. Ambos cuentan con un flash SPI externo de 4 MB. La información de esta hoja de datos es aplicable a ambos módulos.
La información de pedido de los dos módulos se enumera a continuación:

Tabla 1: Información para pedidos

Módulo	Chip incrustado	Destello	Dimensiones del módulo (mm)
ESP32-S2-WROOM (PCB)	ESP32-S2	4 MB	(18.00±0.15)×(31.00±0.15)×(3.30±0.15)
ESP32-S2-WROOM-I (IPEX)
Notas El módulo con varias capacidades de flash está disponible para pedidos personalizados. Para conocer las dimensiones del conector IPEX, consulte la Sección 7.3.

En el núcleo de este módulo se encuentra ESP32-S2*, una CPU Xtensa® LX32 de 7 bits que opera hasta 240 MHz. El chip tiene un coprocesador de bajo consumo que se puede utilizar en lugar de la CPU para ahorrar energía al realizar tareas que no requieren mucha potencia informática, como la supervisión de periféricos. ESP32-S2 integra un amplio conjunto de periféricos, que van desde SPI, I²S, UART, I²C, LED PWM, LCD, interfaz de cámara, ADC, DAC, sensor táctil, sensor de temperatura, así como hasta 43 GPIO. También incluye una interfaz USB On-The-Go (OTG) de alta velocidad para permitir la comunicación USB.

Nota
* Para obtener más información sobre ESP32-S2, consulte la hoja de datos de ESP32-S2.

Aplicaciones

Concentrador de sensores IoT genérico de bajo consumo
Registradores de datos IoT genéricos de bajo consumo

Cámaras para transmisión de video
Dispositivos over-the-top (OTT)
Dispositivos USB

Reconocimiento de voz
Reconocimiento de imágenes
Red de malla

Automatización del hogar
Panel de control de casa inteligente
Edificio inteligente

Automatización industrial
Agricultura inteligente
Aplicaciones de audio

Aplicaciones de atención médica
Juguetes con Wi-Fi
Electrónica portátil

Aplicaciones minoristas y de restauración
Máquinas POS inteligentes

Definiciones de pines

Diseño de pines

Figura 1: Disposición de los pines del módulo (arriba View)

Nota
El diagrama de pines muestra la ubicación aproximada de los pines en el módulo. Para ver el diagrama mecánico real, consulte la Figura 7.1 Dimensiones físicas.

Descripción del pin

El módulo tiene 42 pines. Consulte las definiciones de pines en la Tabla 2.
Sistemas Espressif

Tabla 2: Definiciones de pines

Nombre	No.	Tipo	Función
Tierra	1	P	Suelo
3V3	2	P	Fuente de alimentación
IO0	3	E/S/T	RTC_GPIO0, GPIO0
IO1	4	E/S/T	RTC_GPIO1, GPIO1, TOQUE1, ADC1_CH0
IO2	5	E/S/T	RTC_GPIO2, GPIO2, TOQUE2, ADC1_CH1
IO3	6	E/S/T	RTC_GPIO3, GPIO3, TOQUE3, ADC1_CH2
IO4	7	E/S/T	RTC_GPIO4, GPIO4, TOQUE4, ADC1_CH3
IO5	8	E/S/T	RTC_GPIO5, GPIO5, TOQUE5, ADC1_CH4
IO6	9	E/S/T	RTC_GPIO6, GPIO6, TOQUE6, ADC1_CH5
IO7	10	E/S/T	RTC_GPIO7, GPIO7, TOQUE7, ADC1_CH6
IO8	11	E/S/T	RTC_GPIO8, GPIO8, TOQUE8, ADC1_CH7
IO9	12	E/S/T	RTC_GPIO9, GPIO9, TOUCH9, ADC1_CH8, FSPIHD
IO10	13	E/S/T	RTC_GPIO10, GPIO10, TOUCH10, ADC1_CH9, FSPICS0, FSPIIO4
IO11	14	E/S/T	RTC_GPIO11, GPIO11, TOUCH11, ADC2_CH0, FSPID, FSPIIO5
IO12	15	E/S/T	RTC_GPIO12, GPIO12, TOUCH12, ADC2_CH1, FSPICLK, FSPIIO6
IO13	16	E/S/T	RTC_GPIO13, GPIO13, TOQUE13, ADC2_CH2, FSPIQ, FSPIIO7
IO14	17	E/S/T	RTC_GPIO14, GPIO14, TOUCH14, ADC2_CH3, FSPIWP, FSPIDQS
IO15	18	E/S/T	RTC_GPIO15... GPIO15... U0RTS... ADC2_CH4... XTAL_32K_P
IO16	19	E/S/T	RTC_GPIO16... GPIO16... U0CTS... ADC2_CH5... XTAL_32K_N
IO17	20	E/S/T	RTC_GPIO17... GPIO17... U1TXD... ADC2_CH6... DAC_1
IO18	21	E/S/T	RTC_GPIO18... GPIO18... U1RXD... ADC2_CH7... DAC_2... CLK_OUT3
IO19	22	E/S/T	RTC_GPIO19, GPIO19, U1RTS, ADC2_CH8, CLK_OUT2, USB_D-
IO20	23	E/S/T	RTC_GPIO20, GPIO20, U1CTS, ADC2_CH9, CLK_OUT1, USB_D+
IO21	24	E/S/T	RTC_GPIO21, GPIO21
IO26	25	E/S/T	SPICS1, GPIO26
Tierra	26	P	Suelo
IO33	27	E/S/T	SPIIO4, GPIO33, FSPIHD
IO34	28	E/S/T	SPIIO5, GPIO34, FSPICS0
IO35	29	E/S/T	SPIIO6, GPIO35, FSPID
IO36	30	E/S/T	SPIIO7, GPIO36, FSPICLK
IO37	31	E/S/T	SPIDQS, GPIO37, FSPIQ
IO38	32	E/S/T	GPIO38, FSPIWP
IO39	33	E/S/T	MTCK, GPIO39, CLK_OUT3
IO40	34	E/S/T	MTDO, GPIO40, CLK_OUT2
IO41	35	E/S/T	MTDI... GPIO41... CLK_OUT1
IO42	36	E/S/T	MTMS, GPIO42
TXD0	37	E/S/T	U0TXD... GPIO43... CLK_OUT1
RXD0	38	E/S/T	U0RXD... GPIO44... CLK_OUT2
IO45	39	E/S/T	GPIO45
IO46	40	I	GPIO46

Nombre	No.	Tipo	Función
EN	41	I	Alto: encendido, habilita el chip. Bajo: apagado, el chip se apaga. Nota: No deje el pin EN flotando.
Tierra	42	P	Suelo

Aviso
Para configuraciones de pines periféricos, consulte el Manual del usuario de ESP32-S2.

Pasadores de flejado
ESP32-S2 tiene tres pasadores de fleje: GPIO0, GPIO45, GPIO46. El mapeo pin-pin entre ESP32-S2 y el módulo es el siguiente, que se puede ver en el Capítulo 5 Esquemas:

GPIO0 = IO0

GPIO45 = IO45
GPIO46 = IO46
El software puede leer los valores de los bits correspondientes del registro "GPIO_STRAPPING".

Durante el reinicio del sistema del chip (reinicio de encendido, reinicio de vigilancia RTC, reinicio de caída de voltaje, reinicio de súper vigilancia analógica y reinicio de detección de falla del reloj de cristal), los pestillos de los pasadores de sujeción seample el voltagColoque el nivel como bits de flejado de "0" o "1" y mantenga estos bits hasta que el chip se apague o se apague.
IO0, IO45 e IO46 están conectados al pull-up/pull-down interno. Si no están conectados o el circuito externo conectado es de alta impedancia, el pull-up/pull-down débil interno determinará el nivel de entrada predeterminado de estos pasadores de fleje.
Para cambiar los valores de bits de flejado, los usuarios pueden aplicar las resistencias externas de pull-down/pull-up, o usar los GPIO de la MCU del host para controlar el volumen.tagEl nivel de estos pines al encender ESP32-S2.

Después del reinicio, los pasadores de sujeción funcionan como pasadores de función normal.
Consulte la Tabla 3 para obtener una configuración detallada del modo de arranque de los pasadores de fleje.

Tabla 3: Pasadores de flejado

VDD_SPI Vol.tagy 1
Alfiler	Por defecto	3.3 V	1.8 V
IO45 2	Derribar	0	1
Modo de arranque
Alfiler	Por defecto	Arranque SPI	Descargar Arranque
IO0	Dominadas	1	0
IO46	Derribar	no me importa	0
Activar/desactivar la impresión del código ROM durante el arranque 3 4
Alfiler	Por defecto	Activado	Desactivado
IO46	Derribar	Ver la cuarta nota	Ver la cuarta nota

Nota

El firmware puede configurar bits de registro para cambiar la configuración de "VDD_SPI Voltagmi".
La resistencia pull-up interna (R1) para IO45 no está incluida en el módulo, ya que el flash del módulo funciona a 3.3 V de forma predeterminada (salida por VDD_SPI). Asegúrese de que IO45 no se eleve cuando el módulo se encienda mediante un circuito externo.
El código ROM se puede imprimir a través de TXD0 (por defecto) o DAC_1 (IO17), dependiendo del bit eFuse.

Cuando el valor de eFuse UART_PRINT_CONTROL es:
La impresión es normal durante el arranque y no está controlada por IO46.
1. e IO46 es 0, la impresión es normal durante el arranque; pero si IO46 es 1, la impresión está deshabilitada.
2. nd IO46 es 0, la impresión está deshabilitada; pero si IO46 es 1, la impresión es normal.
3. la impresión está deshabilitada y no controlada por IO46.

Caracteristicas electricas

Calificaciones máximas absolutas

Tabla 4: Calificaciones máximas absolutas

Símbolo	Parámetro	Mínimo	Máximo	Unidad
VDD33	Vol de la fuente de alimentacióntage	–0.3	3.6	V
TALMACENAR	Temperatura de almacenamiento	–40	85	°C

Condiciones de funcionamiento recomendadas

Tabla 5: Condiciones de funcionamiento recomendadas

Símbolo	Parámetro	Mínimo	Tipo	Máximo	Unidad
VDD33	Vol de la fuente de alimentacióntage	3.0	3.3	3.6	V
IVDD	Corriente suministrada por fuente de alimentación externa	0.5	—	—	A
T	Temperatura de funcionamiento	–40	—	85	°C
Humedad	condición de humedad	—	85	—	%RH

Características de CC (3.3 V, 25 °C)

Tabla 6: Características de CC (3.3 V, 25 °C)

Símbolo	Parámetro	Mínimo	Tipo	Máximo	Unidad
CIN	Capacitancia de clavijas	—	2	—	pF
VIH	Volumen de entrada de alto niveltage	0.75 × VDD	—	VDD + 0.3	V
VIL	Volumen de entrada de bajo niveltage	–0.3	—	0.25 × VDD	V
IIH	Corriente de entrada de alto nivel	—	—	50	nA
IIL	Corriente de entrada de bajo nivel	—	—	50	nA
VOH	Volumen de salida de alto niveltage	0.8 × VDD	—	—	V
VOL	Volumen de salida de bajo niveltage	—	—	0.1 × VDD	V
IOH	Corriente de fuente de alto nivel (VDD = 3.3 V, V_OH >= 2.64 V, PAD_DRIVER = 3)	—	40	—	mA
IOL	Corriente disipadora de bajo nivel (VDD = 3.3 V, V_OL = 0.495 V, PAD_DRIVER = 3)	—	28	—	mA
RPU	resistencia pull-up	—	45	—	kiloohmios
RPD	Resistencia desplegable	—	45	—	kiloohmios
VIH_ nRST	Vol de liberación de reinicio de chiptage	0.75 × VDD	—	VDD + 0.3	V
VIL_ nRST	Volumen de reinicio del chiptage	–0.3	—	0.25 × VDD	V

Nota
VDD es el volumen de E/Stage para un dominio de potencia particular de pines.

Características de consumo actual
Con el uso de tecnologías avanzadas de administración de energía, el módulo puede cambiar entre diferentes modos de energía. Para obtener detalles sobre los diferentes modos de energía, consulte la Sección RTC y Gestión de bajo consumo en el Manual del usuario de ESP32-S2.

Tabla 7: Consumo actual según los modos de RF

Modo de trabajo	Descripción		Promedio	Cima
Activo (RF funcionando)	TX	802.11b, 20 MHz, 1 Mbps, a 22.31 dBm	190 mA	310 mA
		802.11g, 20 MHz, 54 Mbps, a 25.00 dBm	145 mA	220 mA
		802.11n, 20 MHz, MCS7, a 24.23 dBm	135 mA	200 mA
		802.11n, 40 MHz, MCS7, a 22.86 dBm	120 mA	160 mA
	RX	802.11b/g/n, 20MHz	63 mA	63 mA
	RX	802.11n, 40MHz	68 mA	68 mA

Nota

Las medidas de consumo de corriente se toman con una alimentación de 3.3 V a 25 °C de temperatura ambiente en el puerto RF. Todas las mediciones de los transmisores se basan en un ciclo de trabajo del 50%.

Las cifras de consumo actuales en modo RX son para casos en los que los periféricos están deshabilitados y la CPU inactiva.

Tabla 8: Consumo actual según modos de trabajo

Modo de trabajo	Descripción		Consumo actual (tipo)
Módem-reposo	La CPU está encendida	240 MHz	22 mA
		160 MHz	17 mA
		Velocidad normal: 80MHz	14 mA
Sueño ligero	—		550 µA
Sueño profundo	El coprocesador ULP está encendido.		220 µA
	Patrón monitoreado por sensor ULP		7 µUn impuesto del 1%
	Temporizador RTC + memoria RTC		10 µA
	Sólo temporizador RTC		5 µA
Apagado	CHIP_PU está configurado en nivel bajo, el chip está apagado.		0.5 µA

Nota

Las cifras de consumo actuales en el modo de suspensión del módem son para casos en los que la CPU está encendida y la caché inactiva.
Cuando Wi-Fi está habilitado, el chip cambia entre los modos activo y de suspensión del módem. Por lo tanto, el consumo actual cambia en consecuencia.
En el modo de suspensión del módem, la frecuencia de la CPU cambia automáticamente. La frecuencia depende de la carga de la CPU y de los periféricos utilizados.

Durante el modo de suspensión profunda, cuando el coprocesador ULP está encendido, los periféricos como GPIO e I²C pueden funcionar.
El “patrón monitoreado por el sensor ULP” se refiere al modo en el que el coprocesador ULP o el sensor funcionan periódicamente. Cuando los sensores táctiles funcionan con un ciclo de trabajo del 1%, el consumo de corriente típico es de 7 µA.

Características de radiofrecuencia Wi-Fi
Estándares de RF Wi-Fi

Tabla 9: Estándares de RF Wi-Fi

Nombre		Descripción
Rango de frecuencia central del canal operativo nota1		2412 ~ 2462 MHz
Estándar inalámbrico Wi-Fi		IEEE 802.11b/g/n
Velocidad de datos	20 MHz	11b: 1, 2, 5.5 y 11 Mbps 11g: 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54Mbps 11n: MCS0-7, 72.2 Mbps (máx.)
	40 MHz	11n: MCS0-7, 150 Mbps (máx.)
Tipo de antena		Antena PCB, antena IPEX

El dispositivo debe funcionar en el rango de frecuencia central asignado por las autoridades reguladoras regionales. El rango de frecuencia central objetivo se puede configurar mediante software.
Para los módulos que utilizan antenas IPEX, la impedancia de salida es de 50 Ω. Para otros módulos sin antenas IPEX, los usuarios no necesitan preocuparse por la impedancia de salida.

Características del transmisor

Tabla 10: Características del transmisor

Parámetro

Tasa

Unidad

Potencia TX nota1

802.11b: 22.31 dBm

802.11 g: 25.00 dBm

802.11n20:24.23dBm

802.11n40:22.86dBm

dBm

La potencia de TX de destino se puede configurar según el dispositivo o los requisitos de certificación.

Características del receptor

Tabla 11: Características del receptor

Parámetro	Tasa	Tipo	Unidad
Sensibilidad RX	1 Mbps	–97	dBm
	2 Mbps	–95
	5.5 Mbps	–93
	11 Mbps	–88
	6 Mbps	–92

Caracteristicas electricas

Parámetro	Tasa	Tipo	Unidad
Sensibilidad RX	9 Mbps	–91	dBm
	12 Mbps	–89
	18 Mbps	–86
	24 Mbps	–83
	36 Mbps	–80
	48 Mbps	–76
	54 Mbps	–74
	11n, HT20, MCS0	–92
	11n, HT20, MCS1	–88
	11n, HT20, MCS2	–85
	11n, HT20, MCS3	–82
	11n, HT20, MCS4	–79
	11n, HT20, MCS5	–75
	11n, HT20, MCS6	–73
	11n, HT20, MCS7	–72
	11n, HT40, MCS0	–89
	11n, HT40, MCS1	–85
	11n, HT40, MCS2	–83
	11n, HT40, MCS3	–79
	11n, HT40, MCS4	–76
	11n, HT40, MCS5	–72
	11n, HT40, MCS6	–70
	11n, HT40, MCS7	–68
Nivel máximo de entrada RX	11b, 1Mbps	5	dBm
	11b, 11Mbps	5
	11g, 6Mbps	5
	11g, 54Mbps	0
	11n, HT20, MCS0	5
	11n, HT20, MCS7	0
	11n, HT40, MCS0	5
	11n, HT40, MCS7	0
Rechazo de canal adyacente	11b, 11Mbps	35	dB
	11g, 6Mbps	31
	11g, 54Mbps	14
	11n, HT20, MCS0	31
	11n, HT20, MCS7	13
	11n, HT40, MCS0	19
	11n, HT40, MCS7	8

Dimensiones físicas y patrón de superficie de PCB

Dimensiones físicas

Figura 6: Dimensiones físicas

Patrón de tierra recomendado para PCB

Figura 7: Patrón de tierra de PCB recomendado

Dimensiones del conector U.FL

Manejo de producto

Condiciones de almacenamiento

Los productos sellados en una bolsa de barrera contra la humedad (MBB) deben almacenarse en un ambiente atmosférico sin condensación de < 40 °C/90 % RH.
El módulo tiene una clasificación de nivel de sensibilidad a la humedad (MSL) 3.
Después de desembalar, el módulo debe soldarse dentro de las 168 horas en condiciones de fábrica de 25 ± 5 °C/60 % RH. Es necesario hornear el módulo si no se cumplen las condiciones anteriores.

ESD

Modelo del cuerpo humano (HBM): 2000 V
Modelo de dispositivo cargado (CDM): 500 V

Descarga de aire: 6000 V
Descarga de contacto: 4000 V

Reflujo Profile

Figura 9: Reflujo Profile

Nota
Soldar el módulo en un solo reflujo. Si la PCBA requiere múltiples reflujos, coloque el módulo en la PCB durante el reflujo final.

Direcciones MAC y eFuse

El eFuse en ESP32-S2 se ha grabado en mac_address de 48 bits. Las direcciones reales que utiliza el chip en los modos estación y AP corresponden a mac_address de la siguiente manera:

Modo de estación: dirección MAC
Modo AP: dirección_mac + 1

Hay siete bloques en eFuse para que los utilicen los usuarios. Cada bloque tiene un tamaño de 256 bits y tiene un controlador independiente de desactivación de escritura/lectura. Seis de ellos se pueden usar para almacenar claves cifradas o datos de usuario, y el restante solo se usa para almacenar datos de usuario.

Especificaciones de la antena

Antena PCB
Modelo: ESP ANT B

Montaje: Ganancia de PTH:

Dimensiones

Gráficos de patrones

Antena IPEX

Presupuesto

Ganar

Diagrama de directividad

Dimensiones

Recursos de aprendizaje

Documentos de lectura obligada
El siguiente enlace proporciona documentos relacionados con ESP32-S2.

ESP32-S2 Manual de usuario
Este documento proporciona una introducción a las especificaciones del hardware ESP32-S2, incluidas más deview, definiciones de pines, descripción funcional, interfaz periférica, características eléctricas, etc.

Guía de programación ESP-IDF
Alberga una extensa documentación para ESP-IDF que va desde guías de hardware hasta referencias de API.
Manual de referencia técnica ESP32-S2
El manual proporciona información detallada sobre cómo utilizar la memoria y los periféricos del ESP32-S2.
Información para pedidos de productos Espressif

Recursos imprescindibles
Aquí están los recursos imprescindibles relacionados con ESP32-S2.

ESP32-S2 BBS

Esta es una comunidad de ingeniero a ingeniero (E2E) para ESP32-S2 donde puede publicar preguntas, compartir conocimientos, explorar ideas y ayudar a resolver problemas con otros ingenieros.

Historial de revisiones

Documentos / Recursos

Espressif ESP32-S2 WROOM CPU LX32 de 7 bits [pdf] Manual del usuario
ESP32-S2 WROOM CPU LX32 de 7 bits, ESP32-S2, CPU WROOM LX32 de 7 bits, CPU LX32 de 7 bits, CPU LX7, CPU

Referencias

Manual de usuario

Espressif ESP32-S2 WROOM CPU LX32 de 7 bits

Módulo terminadoview

Aplicaciones

Definiciones de pines

Caracteristicas electricas

Dimensiones físicas y patrón de superficie de PCB

Manejo de producto

Direcciones MAC y eFuse

Especificaciones de la antena

Dimensiones

Gráficos de patrones

Presupuesto

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Diagrama de directividad

Recursos de aprendizaje

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