ESPRESSIF ESP32-C3-WROOM-02U モジュールユーザーマニュアル

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モジュールオーバーview
ESP32-C3-WROOM-02U は、汎用 Wi-Fi および Bluetooth LE モジュールです。豊富な周辺機器セットと小型サイズにより、このモジュールはスマートホーム、産業オートメーション、ヘルスケア、家庭用電化製品などに理想的な選択肢となります。

表1: ESP32C3WROOM02Uの仕様

カテゴリー	パラメータ	仕様
Wi-Fi	プロトコル	802.11 b / g / n（最大150 Mbps）
Wi-Fi	周波数範囲	2412〜2462 MHz
ブルートゥース^®	プロトコル	ブルートゥース^® LE：Bluetooth5およびBluetoothメッシュ
	無線	クラス1、クラス2、クラス3の送信機
	無線	AFH
	オーディオ	CVSDおよびSBC
ハードウェア	モジュールインターフェース	GPIO、SPI、UART、I2C、I2S、リモートコントロールペリフェラル、LED PWMコントローラー、汎用DMAコントローラー、TWAI^® コントローラ（ISO 11898-1準拠）、温度センサー、SAR ADC
	一体型クリスタル	40MHz水晶
	統合SPIフラッシュ	4MB
	営業巻tage /電源	3.0V～3.6V
	動作電流	平均：80 mA
	電力によって供給される最小電流供給	500mA
	周囲温度	85°Cバージョン：–40°C〜+85°C;
	周囲温度	105°Cバージョン：–40°C〜 +105°C
	水分感度レベル（MSL）	レベル3

ピンの説明

モジュールには19本のピンがあります。表2のピン定義を参照してください。
ペリフェラルのピン構成については、ESP32-C3 シリーズデータシートを参照してください。

表2：ピンの定義

名前	いいえ。	タイプ	関数
3V3	1	P	電源
EN	2	I	高：オン、チップを有効にします。低：オフ、チップの電源がオフになります。注：ENピンをフローティングのままにしないでください。
IO4	3	I / O / T	GPIO4、MTMS、ADC1_CH4、FSPIHD
IO5	4	I / O / T	GPIO5、MTDI、ADC2_CH0、FSPIWP
IO6	5	I / O / T	GPIO6、MTCK、FSPICLK
IO7	6	I / O / T	GPIO7、MTDO、FSPID
IO8	7	I / O / T	GPIO8
IO9	8	I / O / T	GPIO9
グランド	9、19	P	地面
IO10	10	I / O / T	GPIO10、FSPICS0
RXD0	11	I / O / T	U0RXD、GPIO20

名前	いいえ。	タイプ	関数
TXD0	12	I / O / T	U0TXD、GPIO21
IO18	13	—	GPIO18、USB_D-
IO19	14	I / O / T	GPIO19、USB_D +
IO3	15	I / O / T	GPIO3、ADC1_CH3
IO2	16	I / O / T	GPIO2、ADC1_CH2、FSPIQ
IO1	17	I / O / T	GPIO1、ADC1_CH1、XTAL_32K_N（32.768 kHzクリスタル出力）
IO0	18	I / O / T	GPIO0、ADC1_CH0、XTAL_32K_P（32.768 kHz水晶入力）

ESP32C3WROOM02Uを使い始める

必要なもの
ESP32-C3-WROOM-02U モジュール用のアプリケーションを開発するには、以下が必要です。

1×ESP32-C3-WROOM-02Uモジュール
1 x EspressifRFテストボード
1 xUSB-シリアルボード
1 xマイクロUSBケーブル
Linuxを実行している1台のPC
このユーザーガイドでは、Linuxオペレーティングシステムを例として取り上げますampル。 WindowsおよびmacOSでの構成の詳細については、ESP-IDFプログラミングガイドを参照してください。

ハードウェア接続

図 32 に示すように、ESP3-C02-WROOM-2U モジュールを RF テスト基板にはんだ付けします。
RXテストボードをTXD、RXD、およびGNDを介してUSB-シリアルボードに接続します。
USB-シリアルボードをPCに接続します。
Micro-USBケーブルを介して、RFテストボードをPCまたは電源アダプタに接続し、5V電源を有効にします。
ダウンロード中は、ジャンパを介して IO9 を GND に接続し、IO2 と IO8 をプルアップします。次に、テストボードの電源を「ON」にします。
ファームウェアをフラッシュにダウンロードします。詳細については、以下のセクションを参照してください。

ダウンロード後、IO0とGNDのジャンパー、およびジャンパー線を取り外してIO8を引き上げます。
RF テストボードの電源を再度入れます。 ESP32-C3-WROOM-02U が動作モードに切り替わります。チップは初期化時にフラッシュからプログラムを読み取ります。

注記:
IO9 は内部的にロジックハイです。IO9 がローにプルされ、IO2 と IO8 がハイにプルされると、ブートモードが選択されます。それ以外の場合は、ダウンロードモードが選択されます。ESP32-C3-WROOM-02U の詳細については、ESP32-C3-WROOM-02 および ESP32-C3-WROOM-02U データシートを参照してください。

開発環境のセットアップ
Espressif IoT開発フレームワーク（略してESP-IDF）は、Espressifチップに基づくアプリケーションを開発するためのフレームワークです。ユーザーは、ESP-IDFに基づいてWindows / Linux / macOSでESPチップを使用してアプリケーションを開発できます。ここでは、Linuxオペレーティングシステムを例として取り上げますampル。

インストールの前提条件
ESP-IDFでコンパイルするには、次のパッケージを入手する必要があります。

CentOS 7：
1 sudo yum install git wget flex bison gperf python cmake ninja-build ccache dfuutil
UbuntuとDebian（XNUMXつのコマンドがXNUMX行に分割されます）：
1 sudo apt-get install git wget flex bison gperf python python-pip python セットアップツール

メイク
2 ninja-build ccache libffi-dev libssl-dev dfu-util アーチ:
1 sudo pacman -S –必要なgcc git make flex bison gperf python-pip cmake ninja ccache dfu-util

注記

このガイドでは、Linux上のディレクトリ〜/ espをESP-IDFのインストールフォルダとして使用します。

ESP-IDFはパス内のスペースをサポートしていないことに注意してください。

ESPIDFを入手する
ESP32-C3-WROOM-02U モジュール用のアプリケーションを構築するには、ESP-IDF リポジトリの Espressif によって提供されるソフトウェアライブラリが必要です。
ESP-IDFを取得するには、インストールディレクトリ（〜/ esp）を作成してESP-IDFをダウンロードし、「gitclone」を使用してリポジトリのクローンを作成します。

mkdir -p〜 / esp

cd〜 / esp
git クローン –再帰 https://github.com/espressif/esp-idf.git

ESP-IDFは〜/ esp / esp-idfにダウンロードされます。特定の状況で使用するESP-IDFバージョンについては、ESP-IDFバージョンを参照してください。

ツールの設定
ESP-IDFとは別に、コンパイラ、デバッガー、Pythonパッケージなど、ESP-IDFで使用されるツールもインストールする必要があります。ESP-IDFは、ツールのセットアップに役立つ「install.sh」という名前のスクリプトを提供します。一度に。

cd〜 / esp / esp-idf
./install.sh

環境変数を設定する
インストールされたツールは、PATH環境変数にまだ追加されていません。コマンドラインからツールを使用できるようにするには、いくつかの環境変数を設定する必要があります。 ESP-IDFは、それを行う別のスクリプト 'export.sh'を提供します。 ESP-IDFを使用するターミナルで、次のコマンドを実行します。

$HOME/esp/esp-idf/export.sh これで準備は完了です。ESP32-C3-WROOM-02U モジュールで最初のプロジェクトをビルドできます。

最初のプロジェクトを作成する

プロジェクトを開始する
これで、ESP32-C3-WROOM-02Uモジュール用のアプリケーションを準備する準備ができました。例からget-started/hello_worldプロジェクトを開始できます。ampESP-IDFのlesディレクトリ。

get-started / hello_worldを〜/ espディレクトリにコピーします。
1 cd〜/ esp
2 cp -r $ IDF_PATH / examples / get-started / hello_world。
元の範囲がありますamp元のルプロジェクトampESP-IDFのlesディレクトリ。上記と同じ方法で任意のプロジェクトをコピーして実行できます。 exを構築することも可能ですamp最初にコピーせずに、インプレースでファイルします。

デバイスを接続する
次に、ESP32-C3-WROOM-02U モジュールをコンピュータに接続し、モジュールがどのシリアルポートで表示されるかを確認します。 Linux のシリアルポートの名前は「/dev/tty」で始まります。以下のコマンドを XNUMX 回実行します。最初はボードを取り外した状態で、次にボードを接続した状態で実行します。XNUMX 回目に表示されるポートが、必要なポートです。
1 ls / dev / tty *

注記：
次の手順で必要になるため、ポート名を手元に置いておきます。

設定
手順2.4.1から「hello_world」ディレクトリに移動します。プロジェクトを開始し、ESP32-C3をターゲットとして設定し、プロジェクト構成ユーティリティ「menuconfig」を実行します。

cd〜 / esp / hello_world

idf.py セットターゲット esp32c3
idf.py メニュー構成

'idf.py set-target esp32c3'を使用したターゲットの設定は、新しいプロジェクトを開いた後にXNUMX回実行する必要があります。プロジェクトに既存のビルドと構成が含まれている場合、それらはクリアされて初期化されます。このステップをまったくスキップするために、ターゲットを環境変数に保存することができます。詳細については、ターゲットの選択を参照してください。
前の手順が正しく実行されている場合は、次のメニューが表示されます。

メニューの色は端末によって異なる場合があります。オプション '--style' で外観を変更できます。詳細については 'idf.py menuconfig –help' を実行してください。

プロジェクトを構築する
次のコマンドを実行してプロジェクトをビルドします。

idf.pyビルド

このコマンドは、アプリケーションとすべてのESP-IDFコンポーネントをコンパイルしてから、ブートローダー、パーティションテーブル、およびアプリケーションバイナリを生成します。

$ idf.pyビルド
ディレクトリ/ path / to / hello_world / buildでcmakeを実行しています

” cmake -G Ninja –warn-uninitialized / path / to / hello_world”を実行しています…
初期化されていない値について警告します。
— Gitが見つかりました：/ usr / bin / git（バージョン” 2.17.0”が見つかりました）

—設定のために空のaws_iotコンポーネントを構築する
—コンポーネント名：…
—コンポーネントパス：…

…（ビルドシステム出力のより多くの行）
[527/527] hello-world.bin esptool.py v2.3.115 を生成しています。プロジェクトのビルドが完了しました。
フラッシュするには、次のコマンドを実行します: ../../../components/esptool_py/esptool/esptool.py -p (PORT) -b 921600 write_flash –flash_ mode dio

–flash_size detect –flash_freq 40m 0x10000 build / hello-world.bin build 0x1000
build / bootloader / bootloader.bin0x8000ビルド/partition_table/partition-table.bin
または「idf.py-pPORTflash」を実行します

エラーがない場合、ビルドはファームウェアバイナリ.binを生成して終了します file.

デバイスにフラッシュする
次のコマンドを実行して、ESP32-C3-WROOM-02U モジュールに構築したバイナリをフラッシュします。

idf.py -p PORT [-bBAUD]フラッシュ
- 手順：デバイスを接続して、PORTをモジュールのシリアルポート名に置き換えます。
- BAUDを必要なボーレートに置き換えることで、フラッシャーのボーレートを変更することもできます。デフォルトのボーレートは460800です。
- idf.py引数の詳細については、idf.pyを参照してください。

注記
オプション「flash」はプロジェクトを自動的にビルドしてフラッシュするため、「idf.pybuild」を実行する必要はありません。

デバイスにフラッシュする
次のコマンドを実行して、ESP32-C3-WROOM-02U モジュールに構築したバイナリをフラッシュします。

idf.py -p PORT [-bBAUD]フラッシュ
手順：デバイスを接続して、PORTをモジュールのシリアルポート名に置き換えます。
BAUDを必要なボーレートに置き換えることで、フラッシャーのボーレートを変更することもできます。デフォルトのボーレートは460800です。
idf.py引数の詳細については、idf.pyを参照してください。

注記
オプション「flash」はプロジェクトを自動的にビルドしてフラッシュするため、「idf.pybuild」を実行する必要はありません。

…
esptool.py –chip esp32c3 -p /dev/ttyUSB0 -b 460800 –before=default_reset –after =hard_reset write_flash –flash_mode dio –flash_freq 80m –flash_size 2MB 0x
8000 パーティションテーブル/パーティションテーブル.bin 0x0 ブートローダー/ブートローダー.bin 0x10000 hello-world.bin

esptool.py v3.0
シリアルポート/ dev / ttyUSB0
接続中…。

チップはESP32-C3です
特徴：Wi-Fi
クリスタルは40MHzです

MAC: 7c:df:a1:40:02:a4
スタブをアップロードしています…
実行中のスタブ…

スタブランニング…
ボーレートを460800に変更
かわった。

フラッシュサイズの設定…
3072バイトを103に圧縮…
0x00008000で書き込み…（100％）

3072秒で103x0で00008000バイト（0.0圧縮）を書き込みました（有効4238.1 kbit / s）…
検証されたデータのハッシュ。
18960バイトを11311に圧縮…

0x00000000で書き込み…（100％）
18960秒で11311x0で00000000バイト（0.3圧縮）を書き込みました（有効584.9 kbit / s）…
検証されたデータのハッシュ。

145520バイトを71984に圧縮…
0x00010000で書き込み…（20％）
0x00014000で書き込み…（40％）

0x00018000で書き込み…（60％）
0x0001c000で書き込み…（80％）
0x00020000で書き込み…（100％）

145520秒で71984x0で00010000バイト（2.3圧縮）を書き込みました（有効504.4 kbit / s）…
検証されたデータのハッシュ。
32

去る…
RTSピンを介したハードリセット…
終わり

すべてがうまくいけば、IO0とGNDのジャンパーを外すと「hello_world」アプリケーションが起動します。
テストボードの電源を入れ直します。

モニター
「hello_world」が実際に実行されているかどうかを確認するには、「idf.py -p PORT monitor」と入力します（PORT をシリアルポート名に置き換えることを忘れないでください）。

このコマンドはIDFモニターアプリケーションを起動します

$ idf.py -p / dev / ttyUSB0モニター
ディレクトリ[…] / esp / hello_world / buildでidf_monitorを実行しています
” python […] /esp-idf/tools/idf_monitor.py -b 115200 […] /esp/hello_world/build/hello-world.elf”…を実行しています

— / dev / ttyUSB0のidf_monitor—
—終了：Ctrl +] | メニュー：Ctrl + T | ヘルプ：Ctrl + Tの後にCtrl + H —
ets 8年2016月00日22:57:XNUMX

rst：0x1（POWERON_RESET）、boot：0x13（SPI_FAST_FLASH_BOOT）
ets 8年2016月00日22:57:XNUMX
…

起動と診断ログが上にスクロールすると、アプリケーションによって「Hello world!」と出力されるはずです。

…
こんにちは世界！

10秒で再起動…
これは、32 CPU コア、WiFi/BLE を搭載した esp3c1 チップです。
9秒で再起動…
8秒で再起動…
7秒で再起動…

IDFモニターを終了するには、ショートカットCtrl +]を使用します。
ESP32-C3-WROOM-02Uモジュールを使い始めるのに必要なものはこれだけです。これで、他の例を試す準備が整いました。ampESP-IDFでファイルを作成するか、独自のアプリケーションの開発に進んでください。

米国FCC声明

デバイスは、KDB 996369D03OEMマニュアルv01に準拠しています。以下は、KDB 996369D03OEMマニュアルv01に従ったホスト製品メーカー向けの統合手順です。

適用されるFCC規則のリスト
FCCパート15サブパートC15.247および15.209

特定の運用使用条件
このモジュールには WiFi および BLE 機能が搭載されています。

動作周波数:
- WiFi：2412〜2462 MHz
- Bluetooth：2402〜2480 MHz
チャネル数：
- WiFi：12
- ブルートゥース: 40
変調：
- WiFi：DSSS; OFDM
- Bluetooth：GFSK;
タイプ: FPCアンテナ
ゲイン：最大2.94 dBi

このモジュールは、最大2.94dBiのアンテナを備えたIoTアプリケーションに使用できます。このモジュールを製品にインストールするホストメーカーは、送信機の操作を含むFCC規則の技術的評価または評価により、最終的な複合製品がFCC要件に準拠していることを確認する必要があります。ホストメーカーは、このモジュールを統合する最終製品のユーザーズマニュアルで、このRFモジュールの取り付けまたは取り外し方法に関する情報をエンドユーザーに提供しないように注意する必要があります。エンドユーザーマニュアルには、このマニュアルに示されているように、必要なすべての規制情報/警告を含める必要があります。

限定モジュール手順
適用できない。このモジュールは単一のモジュールであり、FCCパート15.212の要件に準拠しています。

トレースアンテナの設計
適用できない。モジュールには独自のアンテナがあり、ホストのプリント基板マイクロストリップトレースアンテナなどは必要ありません。

RF被曝に関する考慮事項
モジュールは、アンテナとユーザーの身体の間に少なくとも 20cm の距離が確保されるようにホスト機器に取り付ける必要があります。また、RF 曝露ステートメントまたはモジュールレイアウトが変更された場合、ホスト製品の製造元は、FCC ID の変更または新規申請を通じてモジュールの責任を負う必要があります。モジュールの FCC ID は、最終製品では使用できません。このような場合、ホスト製造元は、最終製品 (送信機を含む) を再評価し、別の FCC 認可を取得する責任を負います。

アンテナ
アンテナの仕様は次のとおりです。

タイプ: FPCアンテナ
ゲイン: 2.94 dBi
このデバイスは、次の条件下でホストメーカーのみを対象としています。
送信モジュールは、他の送信機またはアンテナと同じ場所に配置することはできません。
このモジュールは、このモジュールで最初にテストおよび認定された外部アンテナでのみ使用する必要があります。
アンテナは恒久的に取り付けられているか、または「独自の」アンテナカプラを使用する必要があります。
上記の条件が満たされている限り、それ以上の送信機テストは必要ありません。ただし、ホストメーカーは、このモジュールをインストールする際に必要な追加のコンプライアンス要件について、最終製品をテストする責任があります（例：ample、デジタルデバイスの放出、PC周辺機器の要件など)。

ラベルとコンプライアンス情報
ホスト製品の製造元は、完成品に「FCC ID: 2AC7Z-ESPC3WROOMU を含む」と記載された物理ラベルまたは電子ラベルを添付する必要があります。

テストモードと追加のテスト要件に関する情報

動作周波数:
- WiFi：2412〜2462 MHz
- Bluetooth：2402〜2480 MHz
チャネル数：
- WiFi：12
- ブルートゥース: 40
変調：
- WiFi：DSSS; OFDM
- Bluetooth：GFSK;

ホストメーカーは、ホスト内のスタンドアロンモジュラー送信機、およびホスト製品内の複数の同時送信モジュールまたは他の送信機の実際のテストモードに従って、放射および伝導エミッションやスプリアスエミッションなどのテストを実行する必要があります。テストモードのすべてのテスト結果がFCC要件に準拠している場合にのみ、最終製品を合法的に販売できます。

追加テスト、パート15サブパートB準拠
モジュラートランスミッターは、FCCパート15サブパートC 15.247および15.209に対してのみFCC認可されており、ホスト製品の製造元は、モジュラートランスミッターの認証の対象外のホストに適用されるその他のFCC規則に準拠する責任があります。被付与者が製品をパート15サブパートB準拠として販売する場合（意図しないラジエーターデジタル回路も含まれている場合）、被付与者は、最終的なホスト製品がまだモジュラー送信機によるパート15サブパートB準拠テストを必要とすることを示す通知を提供するものとします。インストールされています。

この機器はテスト済みであり、FCC規則のPart15に準拠したクラスBデジタルデバイスの制限に準拠していることが確認されています。これらの制限は、住宅設備での有害な干渉に対する合理的な保護を提供するように設計されています。この装置は、無線周波数エネルギーを生成、使用、および放射する可能性があり、指示に従って設置および使用しない場合、無線通信に有害な干渉を引き起こす可能性があります。
ただし、特定の設置環境で干渉が発生しないという保証はありません。この機器がラジオやテレビの受信に有害な干渉を引き起こしている場合（機器の電源をオン/オフすることで確認できます）、ユーザーは次のいずれかの方法で干渉を修正することをお勧めします。

受信アンテナの向きを変えるか、位置を変えてください。
機器と受信機間の距離を広げます。
受信機が接続されている回路とは別のコンセントに機器を接続します。
販売店または経験豊富なラジオ/テレビ技術者にご相談ください。

このデバイスはFCC規則のパート15に準拠しています。操作には次のXNUMXつの条件が適用されます。

このデバイスは有害な干渉を引き起こすことはありません。
このデバイスは、望ましくない動作を引き起こす可能性のある干渉を含め、受信した干渉を受け入れる必要があります。
コンプライアンス責任者によって明示的に承認されていない変更または修正を行うと、ユーザーの機器の操作権限が無効になる可能性があります。
この装置は、制御されていない環境に対して定められたFCCRF放射線被曝制限に準拠しています。このデバイスとそのアンテナは、他のアンテナまたは送信機と同じ場所に配置したり、一緒に操作したりしないでください。この送信機に使用されるアンテナは、すべての人から少なくとも20 cmの距離を確保するように設置する必要があり、他のアンテナまたは送信機と同じ場所に配置したり、一緒に操作したりしないでください。

OEM統合手順
このデバイスは、以下の条件を満たす OEM インテグレーターのみを対象としています。

送信モジュールは、他の送信機またはアンテナと同じ場所に配置することはできません。
このモジュールは、このモジュールで最初にテストおよび認定された外部アンテナでのみ使用する必要があります。
上記の条件が満たされている限り、それ以上の送信機テストは必要ありません。ただし、OEMインテグレーターは、このモジュールをインストールする際に必要な追加のコンプライアンス要件について、最終製品をテストする責任があります（例：ample、デジタルデバイスの放出、PC周辺機器の要件など)。

モジュール認証の使用の妥当性
これらの条件を満たすことができない場合（例：amp特定のラップトップ構成または別の送信機とのコロケーション）の場合、ホスト機器と組み合わせたこのモジュールのFCC認証は有効でないと見なされ、モジュールのFCCIDを最終製品で使用できなくなります。このような状況では、OEMインテグレーターは、最終製品（送信機を含む）を再評価し、個別のFCC認証を取得する責任があります。

最終製品のラベル
最終最終製品には、目に見える部分に「送信機モジュール FCC ID: 2AC7Z-ESPC3WROOMU を含む」というラベルを貼付する必要があります。

学習リソース

必読

文書
次のドキュメントをよく理解してください。

ESP32-C3シリーズデータセット
これは、ESP32-C3ハードウェアの仕様の概要です。view、ピンの定義、機能の説明、周辺機器のインターフェース、電気的特性など。
ESP-IDFプログラミングガイド
ハードウェアガイドからAPIリファレンスに至るまで、ESP-IDF開発フレームワークの広範なドキュメント。
ESP32-C3テクニカルリファレンスマニュアル
ESP32-C3メモリと周辺機器の使用方法に関する詳細情報。

重要なリソース
ここに重要なESP32-C3関連のリソースがあります。

ESP32掲示板
質問を投稿したり、知識を共有したり、アイデアを検討したり、他のエンジニアと問題を解決したりできるEspressif製品のEngineer-to-Engineer（E2E）コミュニティ。

改訂履歴

日付	バージョン	リリースノート
2024-10-16	バージョン0.1	暫定リリース

免責事項と著作権表示

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