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CPU Espressif ESP32-S2 WROOM LX32 de 7 bits
Especificações
- UCM: ESP32-S2
- Hardware: Wi-fi
- Frequência Wi-Fi: 2412 ~ 2462 MHz
Sobre este documento
- Este documento fornece as especificações para o módulo ESP32-S2-WROOM e ESP32-S2-WROOM-I.
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Certificação
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- Copyright © 2020 Espressif Systems (Shanghai) Co., Ltd. Todos os direitos reservados.
Módulo acabadoview
Características
UCM
- ESP32-S2 integrado, microprocessador Xtensa® single-core LX32 de 7 bits, até 240 MHz
- ROM de 128 KB
- SRAM de 320 KB
- 16 KB SRAM em RTC
Wi-fi
- 802.11 b/g/n
- Taxa de bits: 802.11n até 150 Mbps
- Agregação A-MPDU e A-MSDU
- Suporte a intervalo de guarda de 0.4 µs
- Faixa de frequência central do canal de operação: 2412 ~ 2462 MHz
Hardware
- Interfaces: GPIO, SPI, LCD, UART, I2C, I2S, interface Cam-era, IR, contador de pulso, LED PWM, USB OTG 1.1, ADC, DAC, sensor de toque, sensor de temperatura
- oscilador de cristal de 40 MHz
- Flash SPI de 4 MB
- Vol operacionaltage/Fonte de alimentação: 3.0 ~ 3.6 V
- Faixa de temperatura operacional: –40 ~ 85 °C
- Dimensões: (18 × 31 × 3.3) mm
Certificação
- Certificação verde: RoHS/REACH
- certificação RF: FCC/CE-RED/SRRC
Teste
- HTOL/HTSL/uHAST/TCT/ESD
Descrição
- ESP32-S2-WROOM e ESP32-S2-WROOM-I são dois módulos MCU Wi-Fi genéricos e poderosos que possuem um rico conjunto de periféricos. Eles são a escolha ideal para uma ampla variedade de cenários de aplicação relacionados à Internet das Coisas (IoT), eletrônicos vestíveis e casa inteligente.
- ESP32-S2-WROOM vem com uma antena PCB e ESP32-S2-WROOM-I com uma antena IPEX. Ambos possuem um flash SPI externo de 4 MB. As informações nesta ficha técnica são aplicáveis a ambos os módulos.
As informações de pedido dos dois módulos estão listadas a seguir:
Tabela 1: Informações sobre pedidos
| Módulo | Chip embutido | Clarão | Dimensões do 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
|
|||
- No centro deste módulo está o ESP32-S2 *, uma CPU Xtensa® LX32 de 7 bits que opera em até 240 MHz. O chip possui um coprocessador de baixo consumo de energia que pode ser usado no lugar da CPU para economizar energia durante a execução de tarefas que não exigem muito poder de computação, como monitoramento de periféricos. ESP32-S2 integra um rico conjunto de periféricos, que vão desde SPI, I²S, UART, I²C, LED PWM, LCD, interface de câmera, ADC, DAC, sensor de toque, sensor de temperatura, bem como até 43 GPIOs. Ele também inclui uma interface USB On-The-Go (OTG) de velocidade total para permitir a comunicação USB.
Observação
* Para obter mais informações sobre o ESP32-S2, consulte a ficha técnica do ESP32-S2.
Aplicações
- Hub de sensor IoT genérico de baixo consumo de energia
- Registradores de dados IoT genéricos de baixo consumo de energia
- Câmeras para streaming de vídeo
- Dispositivos over-the-top (OTT)
- Dispositivos USB
- Reconhecimento de Fala
- Reconhecimento de Imagem
- Malha de rede
- Automação residencial
- Painel de controle da casa inteligente
- Edifício Inteligente
- Automação Industrial
- Agricultura Inteligente
- Aplicativos de áudio
- Aplicações de cuidados de saúde
- Brinquedos habilitados para Wi-Fi
- Eletrônicos vestíveis
- Aplicações de varejo e catering
- Máquinas POS inteligentes
Definições de Pin
Layout de Pin
Figura 1: Layout dos pinos do módulo (parte superior View)
Observação
O diagrama de pinos mostra a localização aproximada dos pinos no módulo. Para o diagrama mecânico real, consulte a Figura 7.1 Dimensões Físicas.
Descrição do Pin
O módulo tem 42 pinos. Consulte as definições de pinos na Tabela 2.
Sistemas Espressif
Tabela 2: Definições de pinos
| Nome | Não. | Tipo | Função |
| Terra | 1 | P | Chão |
| 3V3 | 2 | P | Fonte de energia |
| IO0 | 3 | E/S/T | RTC_GPIO0, GPIO0 |
| IO1 | 4 | E/S/T | RTC_GPIO1, GPIO1, TOUCH1, ADC1_CH0 |
| IO2 | 5 | E/S/T | RTC_GPIO2, GPIO2, TOUCH2, ADC1_CH1 |
| IO3 | 6 | E/S/T | RTC_GPIO3, GPIO3, TOUCH3, ADC1_CH2 |
| IO4 | 7 | E/S/T | RTC_GPIO4, GPIO4, TOUCH4, ADC1_CH3 |
| IO5 | 8 | E/S/T | RTC_GPIO5, GPIO5, TOUCH5, ADC1_CH4 |
| IO6 | 9 | E/S/T | RTC_GPIO6, GPIO6, TOUCH6, ADC1_CH5 |
| IO7 | 10 | E/S/T | RTC_GPIO7, GPIO7, TOUCH7, ADC1_CH6 |
| IO8 | 11 | E/S/T | RTC_GPIO8, GPIO8, TOUCH8, 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, TOUCH13, 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 |
| Terra | 26 | P | Chão |
| 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 |
| Nome | Não. | Tipo |
Função |
| EN | 41 | I | Alto: ligado, habilita o chip. Baixo: desligado, o chip desliga.
Observação: Não deixe o pino EN flutuando. |
| Terra | 42 | P | Chão |
Perceber
Para configurações de pinos periféricos, consulte o Manual do Usuário ESP32-S2.
Alfinetes de Cintagem
ESP32-S2 possui três pinos de cintagem: GPIO0, GPIO45, GPIO46. O mapeamento pino-pino entre o ESP32-S2 e o módulo é o seguinte, que pode ser visto no Capítulo 5 Esquema:
- GPIO0 = IO0
- GPIO45 = IO45
- GPIO46 = IO46
- O software pode ler os valores dos bits correspondentes do registro “GPIO_STRAPPING”.
- Durante a redefinição do sistema do chip (redefinição de inicialização, redefinição do watchdog RTC, redefinição de brownout, redefinição do super watchdog analógico e redefinição da detecção de falha do relógio de cristal), as travas dos pinos de amarração sample o voltagNivele como bits de amarração de “0” ou “1” e mantenha esses bits até que o chip seja desligado ou desligado.
- IO0, IO45 e IO46 estão conectados ao pull-up/pull-down interno. Se eles não estiverem conectados ou o circuito externo conectado for de alta impedância, o pull-up/pull-down fraco interno determinará o nível de entrada padrão desses pinos de cintagem.
- Para alterar os valores dos bits de cintagem, os usuários podem aplicar as resistências externas de pull-down/pull-up ou usar os GPIOs do host MCU para controlar o vol.tagO nível desses pinos ao ligar o ESP32-S2.
- Após a reinicialização, os pinos de cintagem funcionam como pinos de função normal.
Consulte a Tabela 3 para obter uma configuração detalhada do modo de inicialização dos pinos de amarração.
Tabela 3: Pinos de Cintagem
| VDD_SPI Volumetage 1 | |||
| Alfinete | Padrão | 3.3 V | 1.8 V |
| IO45 2 | Puxar para baixo | 0 | 1 |
| Modo de inicialização | |||
| Alfinete | Padrão | Inicialização SPI | Baixar inicialização |
| IO0 | Puxar para cima | 1 | 0 |
| IO46 | Puxar para baixo | Não importa | 0 |
| Ativando/desativando a impressão de código ROM durante a inicialização 3 4 | |||
| Alfinete | Padrão | Habilitado | Desabilitado |
| IO46 | Puxar para baixo | Veja a quarta nota | Veja a quarta nota |
Observação
- O firmware pode configurar bits de registro para alterar as configurações de ”VDD_SPI Voltage”.
- O resistor pull-up interno (R1) para IO45 não é preenchido no módulo, pois o flash no módulo funciona a 3.3 V por padrão (saída por VDD_SPI). Certifique-se de que o IO45 não será elevado quando o módulo for ligado por um circuito externo.
- O código ROM pode ser impresso em TXD0 (por padrão) ou DAC_1 (IO17), dependendo do bit eFuse.
- Quando o valor eFuse UART_PRINT_CONTROL é:
a impressão é normal durante a inicialização e não é controlada pelo IO46.- e IO46 é 0, a impressão é normal durante a inicialização; mas se IO46 for 1, a impressão será desabilitada.
- nd IO46 é 0, impressão está desabilitada; mas se IO46 for 1, a impressão será normal.
- a impressão está desabilitada e não é controlada pelo IO46.
Características elétricas
Classificações máximas absolutas
Tabela 4: Classificações Máximas Absolutas
|
Símbolo |
Parâmetro | Mínimo | Máx. |
Unidade |
| VDD33 | Fonte de alimentação voltage | -0.3 | 3.6 | V |
| TLOJA | Temperatura de armazenamento | -40 | 85 | °C |
Condições operacionais recomendadas
Tabela 5: Condições operacionais recomendadas
|
Símbolo |
Parâmetro | Mínimo | Tipo | Máx. |
Unidade |
| VDD33 | Fonte de alimentação voltage | 3.0 | 3.3 | 3.6 | V |
| IVDD | Corrente fornecida pela fonte de alimentação externa | 0.5 | — | — | A |
| T | Temperatura de operação | -40 | — | 85 | °C |
| Umidade | Condição de umidade | — | 85 | — | %UR |
Características DC (3.3 V, 25°C)
Tabela 6: Características DC (3.3 V, 25 °C)
| Símbolo | Parâmetro | Mínimo | Tipo | Máx. |
Unidade |
| CIN | Capacitância do pino | — | 2 | — | pF |
| VIH | Volume de entrada de alto níveltage | 0.75 × VDD | — | VDD + 0.3 | V |
| VIL | Volume de entrada de baixo níveltage | -0.3 | — | 0.25 × VDD | V |
| IIH | Corrente de entrada de alto nível | — | — | 50 | nA |
| IIL | Corrente de entrada de baixo nível | — | — | 50 | nA |
| VOH | Volume de saída de alto níveltage | 0.8 × VDD | — | — | V |
| VOL | Volume de saída de baixo níveltage | — | — | 0.1 × VDD | V |
| IOH | Corrente de fonte de alto nível (VDD = 3.3 V, VOH >=
2.64 V, PAD_DRIVER = 3) |
— | 40 | — | mA |
| IOL | Corrente de dissipação de baixo nível (VDD = 3.3 V, VOL =
0.495 V, PAD_DRIVER = 3) |
— | 28 | — | mA |
| RPU | Resistor de subida | — | 45 | — | kΩ |
| RPD | Resistor de pull-down | — | 45 | — | kΩ |
| VIH_ nRST | Lançamento de redefinição de chip voltage | 0.75 × VDD | — | VDD + 0.3 | V |
| VIL_ nRST | Redefinição de chip vol.tage | -0.3 | — | 0.25 × VDD | V |
Observação
VDD é o volume de E/Stage para um domínio de potência específico dos pinos.
Características atuais de consumo
Com o uso de tecnologias avançadas de gerenciamento de energia, o módulo pode alternar entre diferentes modos de energia. Para obter detalhes sobre os diferentes modos de energia, consulte a seção RTC e gerenciamento de baixa potência no Manual do usuário do ESP32-S2.
Tabela 7: Consumo de corrente dependendo dos modos de RF
|
Modo de trabalho |
Descrição | Média |
Pico |
|
| Ativo (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, @ 24.23dBm | 135 mA | 200 mA | ||
| 802.11n, 40 MHz, MCS7, a 22.86 dBm | 120 mA | 160 mA | ||
| RX | 802.11b/g/n, 20 MHz | 63 mA | 63 mA | |
| 802.11n, 40MHz | 68 mA | 68 mA | ||
Observação
- As medições de consumo de corrente são feitas com uma alimentação de 3.3 V a 25 °C de temperatura ambiente na porta RF. Todas as medições dos transmissores são baseadas em um ciclo de trabalho de 50%.
- Os valores de consumo de corrente no modo RX são para casos em que os periféricos estão desabilitados e a CPU ociosa.
Tabela 8: Consumo Atual Dependendo dos Modos de Trabalho
| Modo de trabalho | Descrição | Consumo atual (Typ) | |
| Modem-sono | A CPU está ligada | 240 MHz | 22 mA |
| 160 MHz | 17 mA | ||
| Velocidade normal: 80 MHz | 14 mA | ||
| Sono leve | — | 550 µA | |
| Sono profundo | O coprocessador ULP está ligado. | 220 µA | |
| Padrão monitorado por sensor ULP | 7 µUma taxa de @1% | ||
| Temporizador RTC + memória RTC | 10 µA | ||
| Somente temporizador RTC | 5 µA | ||
| Desligar | CHIP_PU está definido para nível baixo, o chip está desligado. | 0.5 µA | |
Observação
- Os números de consumo atual no modo de suspensão do modem são para casos em que a CPU está ligada e o cache ocioso.
- Quando o Wi-Fi está habilitado, o chip alterna entre os modos Ativo e Suspensão do Modem. Portanto, o consumo atual muda de acordo.
- No modo de suspensão do modem, a frequência da CPU muda automaticamente. A frequência depende da carga da CPU e dos periféricos utilizados.
- Durante o sono profundo, quando o coprocessador ULP está ligado, periféricos como GPIO e I²C são capazes de operar.
- O “padrão monitorado pelo sensor ULP” refere-se ao modo onde o coprocessador ULP ou o sensor funciona periodicamente. Quando os sensores de toque funcionam com um ciclo de trabalho de 1%, o consumo típico de corrente é de 7 µA.
Características de RF Wi-Fi
Padrões de RF Wi-Fi
Tabela 9: Padrões de RF Wi-Fi
|
Nome |
Descrição |
|
| Faixa de frequência central do canal operacional observação1 | 2412 ~ 2462 MHz | |
| Padrão sem fio Wi-Fi | Padrão IEEE 802.11b/g/n | |
| Taxa de dados | 20 MHz | 11b: 1, 2, 5.5 e 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 | |
- O dispositivo deve operar na faixa de frequência central alocada pelas autoridades reguladoras regionais. A faixa de frequência central alvo é configurável por software.
- Para os módulos que utilizam antenas IPEX, a impedância de saída é de 50 Ω. Para outros módulos sem antenas IPEX, os usuários não precisam se preocupar com a impedância de saída.
Características do Transmissor
Tabela 10: Características do Transmissor
| Parâmetro | Avaliar | Unidade | |
| Potência TX observação1 | 802.11b:22.31dBm
802.11g:25.00dBm 802.11n20:24.23dBm 802.11n40:22.86dBm |
dBm | |
- A potência de TX de destino é configurável com base no dispositivo ou nos requisitos de certificação.
Características do Receptor
Tabela 11: Características do Receptor
|
Parâmetro |
Avaliar | Tipo |
Unidade |
| Sensibilidade RX | 1 Mbps | -97 |
dBm |
| 2 Mbps | -95 | ||
| 5.5 Mbps | -93 | ||
| 11 Mbps | -88 | ||
| 6 Mbps | -92 |
Características elétricas
|
Parâmetro |
Avaliar | Tipo |
Unidade |
| Sensibilidade 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 | ||
| Nível 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 | ||
| Rejeição de canal adjacente | 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 |
Dimensões físicas e padrão de terreno PCB
Dimensões físicas
Figura 6: Dimensões Físicas
Padrão de terreno PCB recomendado
Figura 7: Padrão de assentamento de PCB recomendado
Dimensões do conector U.FL
Manuseio de Produto
Condição de armazenamento
- Os produtos selados no Saco Barreira de Umidade (MBB) devem ser armazenados em um ambiente atmosférico sem condensação de < 40 °C/90% UR.
- O módulo é classificado no nível de sensibilidade à umidade (MSL) 3.
- Após desembalar, o módulo deve ser soldado dentro de 168 horas com condições de fábrica de 25±5 °C/60% UR. O módulo precisa ser preparado se as condições acima não forem atendidas.
ESD
- Modelo de corpo humano (HBM): 2000 V
- Modelo de dispositivo carregado (CDM): 500 V
- Descarga de ar: 6000 V
- Descarte de contato: 4000 V
Refluxo Profile
Figura 9: Reflow Profile
Observação
Solde o módulo em um único refluxo. Se o PCBA exigir vários refluxos, coloque o módulo no PCB durante o refluxo final.
Endereços MAC e eFuse
O eFuse no ESP32-S2 foi gravado em mac_address de 48 bits. Os endereços reais que o chip usa nos modos estação e AP correspondem a mac_address da seguinte maneira:
- Modo de estação: endereço MAC
- Modo AP: endereço_mac + 1
- Existem sete blocos no eFuse para os usuários usarem. Cada bloco tem 256 bits de tamanho e possui um controlador independente de desabilitação de gravação/leitura. Seis deles podem ser usados para armazenar chaves criptografadas ou dados do usuário, e o restante é usado apenas para armazenar dados do usuário.
Especificações da antena
Antena PCB
Modelo: ESP ANT B
Montagem: Ganho PTH:
Dimensões
Gráficos de padrão
Antena IPEX
Especificações
Ganho
Diagrama de Diretividade
Dimensões
Recursos de aprendizagem
Documentos de leitura obrigatória
O link a seguir fornece documentos relacionados ao ESP32-S2.
- Manual do usuário ESP32-S2
Este documento fornece uma introdução às especificações do hardware ESP32-S2, incluindo maisview, definições de pinos, descrição funcional, interface periférica, características elétricas, etc. - Guia de programação ESP-IDF
Ele hospeda extensa documentação para ESP-IDF, desde guias de hardware até referência de API. - ESP32-S2 Manual de Referência Técnica
O manual fornece informações detalhadas sobre como usar a memória e periféricos ESP32-S2. - Informações para pedidos de produtos Espressif
Recursos obrigatórios
Aqui estão os recursos essenciais relacionados ao ESP32-S2.
ESP32-S2 BBS
- Esta é uma comunidade de engenheiro para engenheiro (E2E) para ESP32-S2, onde você pode postar perguntas, compartilhar conhecimentos, explorar ideias e ajudar a resolver problemas com colegas engenheiros.
Histórico de revisão
Documentos / Recursos
 |
CPU Espressif ESP32-S2 WROOM LX32 de 7 bits [pdf] Manual do Usuário ESP32-S2 WROOM CPU LX32 de 7 bits, ESP32-S2, CPU WROOM LX32 de 7 bits, CPU LX32 de 7 bits, CPU LX7, CPU |
