Модуль Интернета вещей Walfront ESP32 с Wi-Fi и Bluetooth

Информация о продукте

• Модули: ESP32
• Функции: Модуль микроконтроллера WiFi-BT-BLE

Определения штифтов

Описание штифта

Имя	Нет.	Тип	Функция

Обвязочные булавки

Приколоть	По умолчанию	Функция

Функциональное описание

• ЦП и внутренняя память
  Модуль ESP32 имеет двухъядерный процессор и внутреннюю память для системных операций.
• Внешняя флэш-память и SRAM
  ESP32 поддерживает внешнюю флэш-память QSPI и SRAM, обеспечивая дополнительные возможности хранения и шифрования.
• Кристаллические генераторы
  В модуле используется кварцевый генератор с частотой 40 МГц для синхронизации и синхронизации.
• RTC и управление низким энергопотреблением
  Передовые технологии управления питанием позволяют ESP32 оптимизировать энергопотребление в зависимости от использования.

Часто задаваемые вопросы

• Вопрос: Какие штифты для обвязки используются по умолчанию для ESP32?
  О: По умолчанию для ESP32 используются контакты MTDI, GPIO0, GPIO2, MTDO и GPIO5.
• Вопрос: Какова мощность источника питания?tagдиапазон для ESP32?
  A: мощность источника питанияtagДиапазон для ESP32 составляет от 3.0 В до 3.6 В.

Об этом документе
В этом документе представлены спецификации модуля ESP32.

Надview

ESP32 — это мощный универсальный модуль микроконтроллера WiFi-BT-BLE, предназначенный для широкого спектра приложений, от маломощных сенсорных сетей до самых требовательных задач, таких как кодирование голоса, потоковая передача музыки и декодирование MP3.

Определения штифтов

Расположение контактов

Описание штифта
ESP32 имеет 38 контактов. См. определения контактов в таблице 1.

Таблица 1: Определения выводов

Имя	Нет.	Тип	Функция
Земля	1	P	Земля
3В3	2	P	Источник питания
EN	3	I	Сигнал включения модуля. Активный высокий.
ДАТЧИК_ВП	4	I	GPIO36, АЦП1_CH0, RTC_GPIO0
ДАТЧИК_ВН	5	I	GPIO39, АЦП1_CH3, RTC_GPIO3
IO34	6	I	GPIO34, АЦП1_CH6, RTC_GPIO4
IO35	7	I	GPIO35, АЦП1_CH7, RTC_GPIO5
IO32	8	Ввод/вывод	GPIO32, XTAL_32K_P (вход кварцевого генератора 32.768 кГц), ADC1_CH4, СЕНСОР9, RTC_GPIO9
IO33	9	Ввод/вывод	GPIO33, XTAL_32K_N (выход кварцевого генератора 32.768 кГц), АЦП1_CH5, TOUCH8, RTC_GPIO8
IO25	10	Ввод/вывод	GPIO25, DAC_1, ADC2_CH8, RTC_GPIO6, EMAC_RXD0
IO26	11	Ввод/вывод	GPIO26, DAC_2, ADC2_CH9, RTC_GPIO7, EMAC_RXD1
IO27	12	Ввод/вывод	GPIO27, ADC2_CH7, TOUCH7, RTC_GPIO17, EMAC_RX_DV
IO14	13	Ввод/вывод	GPIO14, ADC2_CH6, TOUCH6, RTC_GPIO16, MTMS, HSPICLK, HS2_CLK, SD_CLK, EMAC_TXD2
IO12	14	Ввод/вывод	GPIO12, ADC2_CH5, TOUCH5, RTC_GPIO15, MTDI, HSPIQ, HS2_DATA2, SD_DATA2, EMAC_TXD3
Земля	15	P	Земля
IO13	16	Ввод/вывод	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	Ввод/вывод	GPIO15, ADC2_CH3, TOUCH3, MTDO, HSPICS0, RTC_GPIO13, HS2_CMD, SD_CMD, EMAC_RXD3
IO2	24	Ввод/вывод	GPIO2, ADC2_CH2, TOUCH2, RTC_GPIO12, HSPIWP, HS2_DATA0, SD_DATA0
IO0	25	Ввод/вывод	GPIO0, ADC2_CH1, TOUCH1, RTC_GPIO11, CLK_OUT1, EMAC_TX_CLK
IO4	26	Ввод/вывод	GPIO4, ADC2_CH0, TOUCH0, RTC_GPIO10, HSPIHD, HS2_DATA1, SD_DATA1, EMAC_TX_ER
NC1	27	–	–
NC2	28	–	–
IO5	29	Ввод/вывод	GPIO5, VSPICS0, HS1_DATA6, EMAC_RX_CLK
IO18	30	Ввод/вывод	ГПИО18, ВСПИКЛК, HS1_DATA7

IO19	31	Ввод/вывод	GPIO19, VSPIQ, U0CTS, EMAC_TXD0
NC	32	–	–
IO21	33	Ввод/вывод	GPIO21, ВСПИХД, EMAC_TX_EN
RXD0	34	Ввод/вывод	GPIO3, U0RXD, CLK_OUT2
ТХД0	35	Ввод/вывод	GPIO1, U0TXD, CLK_OUT3, EMAC_RXD2
IO22	36	Ввод/вывод	GPIO22, ВСПИВП, U0RTS, EMAC_TXD1
IO23	37	Ввод/вывод	GPIO23, VSPID, HS1_STROBE
Земля	38	P	Земля

Уведомление:
GPIO6 - GPIO11 подключены к встроенной в модуль флэш-памяти SPI и не подключены.

Обвязочные булавки
ESP32 имеет пять штифтов для обвязки:

• МТДИ
• GPIO0
• GPIO2
• МТДО
• GPIO5

Программное обеспечение может считывать значения этих пяти битов из регистра «GPIO_STRAPPING». Во время сброса системы чипа (сброс при включении питания, сброс сторожевого таймера RTC и сброс напряжения) защелки соединительных штифтовampле объемtagуровне как обвязка битов «0» или «1», и удерживать эти биты до тех пор, пока микросхема не будет отключена или не выключится. Биты обвязки настраивают режим загрузки устройства, рабочий объемtage VDD_SDIO и другие начальные настройки системы. Каждый обвязочный штифт подключается к своему внутреннему подтягивающему/опускающему устройству во время сброса микросхемы. Следовательно, если соединительный контакт не подключен или подключенная внешняя цепь имеет высокий импеданс, внутреннее слабое повышение/понижение будет определять входной уровень соединительных контактов по умолчанию. Чтобы изменить значения битов привязки, пользователи могут применить внешние сопротивления понижения/повышения или использовать GPIO главного MCU для управления громкостью.tagуровень этих контактов при включении ESP32. После сброса обвязочные штифты работают как обычные штифты. Обратитесь к Таблице 2 для получения подробной информации о конфигурации режима загрузки с помощью обвязочных штифтов.

Таблица 2: Обвязочные штифты 

Томtage внутреннего LDO (VDD_SDIO)
Приколоть	По умолчанию	3.3 В	1.8 В
МТДИ	Тянуть вниз	0	1

Режим загрузки
Приколоть	По умолчанию	Загрузка SPI		Скачать загрузчик
GPIO0	Остановить	1		0
GPIO2	Тянуть вниз	все равно		0
Включение/отключение печати журнала отладки через U0TXD во время загрузки
Приколоть	По умолчанию	U0TXD активен		U0TXD Без звука
МТДО	Остановить	1		0
Синхронизация подчиненного устройства SDIO
Приколоть	По умолчанию	Задний фронт Sampлинг Выход с задним фронтом	Задний фронт Sampлинг Выход с передним фронтом	Передний фронт Sampлинг Выход с задним фронтом	Передний фронт Sampлинг Выход с передним фронтом
МТДО	Остановить	0	0	1	1
GPIO5	Остановить	0	1	0	1

Примечание: 

• Прошивка может настроить биты регистров для изменения настроек «Vol.tage внутреннего LDO (VDD_SDIO)» и «Время подчиненного устройства SDIO» после загрузки.
• Внутренний подтягивающий резистор (R9) для MTDI не установлен в модуле, поскольку флэш-память и SRAM в ESP32 поддерживают только напряжение питания.tage 3.3 В (выход через VDD_SDIO)

Функциональное описание

В этой главе описываются модули и функции, интегрированные в ESP32.

ЦП и внутренняя память
ESP32 содержит два 32-битных микропроцессора Xtensa® LX6 с низким энергопотреблением. Внутренняя память включает в себя:

• 448 КБ ПЗУ для загрузки и основных функций.
• 520 КБ встроенной SRAM для данных и инструкций.
• 8 КБ SRAM в RTC, которая называется RTC FAST Memory и может использоваться для хранения данных; к нему обращается основной ЦП во время загрузки RTC из режима глубокого сна.
• 8 КБ SRAM в RTC, которая называется RTC SLOW Memory и может быть доступна сопроцессору в режиме глубокого сна.
• 1 Кбит eFuse: 256 бит используются для системы (MAC-адрес и конфигурация чипа), а остальные 768 бит зарезервированы для клиентских приложений, включая флэш-шифрование и идентификатор чипа.

Внешняя флэш-память и SRAM
ESP32 поддерживает несколько внешних чипов флэш-памяти QSPI и SRAM. ESP32 также поддерживает аппаратное шифрование/дешифрование на основе AES для защиты программ и данных разработчиков во Flash.

ESP32 может получить доступ к внешней флэш-памяти QSPI и SRAM через высокоскоростные кэши.

• Внешняя флэш-память может быть отображена в пространство памяти инструкций ЦП и пространство памяти только для чтения одновременно.
  • Когда внешняя флэш-память отображается в пространство памяти инструкций ЦП, за один раз может быть отображено до 11 МБ + 248 КБ. Обратите внимание, что если сопоставлено более 3 МБ + 248 КБ, производительность кэша будет снижена из-за спекулятивного чтения процессором.
  • Когда внешняя флэш-память отображается в доступном только для чтения пространстве памяти данных, за один раз может быть отображено до 4 МБ. Поддерживается 8-битное, 16-битное и 32-битное чтение.
• Внешняя SRAM может быть отображена в пространство памяти данных ЦП. Одновременно можно отображать до 4 МБ. Поддерживаются 8-битные, 16-битные и 32-битные операции чтения и записи.

ESP32 включает в себя флэш-память SPI объемом 8 МБ и PSRAM объемом 8 МБ для увеличения объема памяти.

Кристаллические генераторы
В модуле используется кварцевый генератор с частотой 40 МГц.

RTC и управление низким энергопотреблением
Благодаря использованию передовых технологий управления питанием ESP32 может переключаться между различными режимами питания.

Электрические характеристики

Абсолютные максимальные рейтинги
Нагрузки, превышающие абсолютные максимальные значения, указанные в таблице ниже, могут привести к необратимому повреждению устройства. Это только рейтинг нагрузки и не относится к функциональной работе устройства, которое должно соответствовать рекомендуемым условиям эксплуатации.

Таблица 3: Абсолютные максимальные значения

1. Модуль работал исправно после 24-часового теста при температуре окружающей среды 25 °C, а входы-выходы в трех доменах (VDD3P3_RTC, VDD3P3_CPU, VDD_SDIO) выдавали высокий логический уровень на землю. Обратите внимание, что контакты, занятые флэш-памятью и/или PSRAM в домене питания VDD_SDIO, были исключены из теста.

Рекомендуемые условия эксплуатации
Таблица 4: Рекомендуемые условия эксплуатации

Символ	Параметр	Мин.	Типичный	Макс	Единица
ВДД33	Источник питания voltage	3.0	3.3	3.6	V
I В ДД	В настоящее время поставляется от внешнего источника питания	0.5	–	–	A
T	Рабочая температура	–40	–	65	°С

Характеристики постоянного тока (3.3 В, 25 °C)
Таблица 5: Характеристики постоянного тока (3.3 В, 25 °C)

Символ	Параметр		Мин.	Тип	Макс	Единица
C IN	Емкость контакта		–	2	–	pF
V IH	Громкость ввода высокого уровняtage		0.75×ВДД1	–	VDD1 + 0.3	V
V IL	Громкость входного сигнала низкого уровняtage		–0.3	–	0.25×ВДД1	V
I IH	Входной ток высокого уровня		–	–	50	nA
I IL	Входной ток низкого уровня		–	–	50	nA
V OH	Объем выходного сигнала высокого уровняtage		0.8×ВДД1	–	–	V
V OL	Громкость выходного сигнала низкого уровняtage		–	–	0.1×ВДД1	V
I OH	Ток источника высокого уровня (VDD1 = 3.3 В, ВOH >= 2.64 В, мощность выходного привода установлена ​​на максимум)	VDD3P3_CPU домен мощности 1; 2	–	40	–	mA
		VDD3P3_RTC домен питания 1; 2	–	40	–	mA
		VDD_SDIO домен питания 1; 3	–	20	–	mA

I OL	Ток низкого уровня стока (VDD1 = 3.3 В, ВOL = 0.495 V, мощность выходного привода установлена ​​на максимум)	–	28	–	mA
R ПУ	Сопротивление внутреннего подтягивающего резистора	–	45	–	кОм
R ПД	Сопротивление внутреннего подтягивающего резистора	–	45	–	кОм
V IL_нРСТ	Громкость входного сигнала низкого уровняtage из CHIP_PU для выключения чипа	–	–	0.6	V

Примечания: 

1. VDD — это объем ввода-вывода.tage для конкретной области мощности контактов.
2. Для доменов питания VDD3P3_CPU и VDD3P3_RTC ток на вывод, вырабатываемый в том же домене, постепенно снижается примерно с 40 мА до примерно 29 мА, VOH>=2.64 В, по мере увеличения количества выводов источника тока.
3. Выводы, занятые флэш-памятью и/или PSRAM в домене питания VDD_SDIO, были исключены из теста.

Wi-Fi Радио
Таблица 6: Характеристики радиомодуля Wi-Fi

Параметр	Состояние	Мин.	Типичный	Макс	Единица
Диапазон рабочих частот примечание1	–	2412	–	2462	МГц
Мощность передачи примечание2	802.11b: 26.62 дБм; 802.11g: 25.91 дБм 802.11n20:25.89dBm;802.11n40:26.51dBm				дБм
Чувствительность	11б, 1 Мбит/с	–	–98	–	дБм
	11б, 11 Мбит/с	–	–89	–	дБм
	11 г, 6 Мбит/с	–	–92	–	дБм
	11 г, 54 Мбит/с	–	–74	–	дБм
	11н, НТ20, МКС0	–	–91	–	дБм
	11н, НТ20, МКС7	–	–71	–	дБм
	11н, НТ40, МКС0	–	–89	–	дБм
	11н, НТ40, МКС7	–	–69	–	дБм
Отклонение соседнего канала	11 г, 6 Мбит/с	–	31	–	dB
	11 г, 54 Мбит/с	–	14	–	dB
	11н, НТ20, МКС0	–	31	–	dB
	11н, НТ20, МКС7	–	13	–	dB

1. Устройство должно работать в диапазоне частот, выделенном региональными контролирующими органами. Целевой диапазон рабочих частот настраивается программным обеспечением.
2. Для модулей, использующих антенны IPEX, выходное сопротивление составляет 50 Ом. Для других модулей без антенн IPEX пользователям не нужно беспокоиться о выходном импедансе.
3. Целевая мощность передачи настраивается в зависимости от устройства или сертификационных требований.

Bluetooth/BLE

Радио 4.5.1 Приемник
Таблица 7: Характеристики приемника — Bluetooth/BLE

Параметр	Условия	Мин.	Тип	Макс	Единица
Чувствительность @30.8% PER	–	–	–97	–	дБм
Максимальный принимаемый сигнал @30.8% PER	–	0	–	–	дБм
Совместный канал C/I	–	–	+10	–	dB
Селективность по соседнему каналу C/I	F = F0 + 1 МГц	–	–5	–	dB
	F = F0 – 1 МГц	–	–5	–	dB
	F = F0 + 2 МГц	–	–25	–	dB
	F = F0 – 2 МГц	–	–35	–	dB
	F = F0 + 3 МГц	–	–25	–	dB
	F = F0 – 3 МГц	–	–45	–	dB
Производительность внеполосной блокировки	30 МГц ~ 2000 МГц	–10	–	–	дБм
	2000 МГц ~ 2400 МГц	–27	–	–	дБм
	2500 МГц ~ 3000 МГц	–27	–	–	дБм
	3000 МГц ~ 12.5 ГГц	–10	–	–	дБм
Интермодуляция	–	–36	–	–	дБм

Передатчик
Таблица 8: Характеристики передатчика — Bluetooth/BLE

Параметр	Условия	Мин.	Тип	Макс	Единица
РЧ частота	–	2402	–	2480	дБм
Шаг контроля	–	–	–	–	дБм
Мощность ВЧ	BLE: 6.80 дБм; BT: 8.51 дБм				дБм
Соседний канал передает мощность	F = F0 ± 2 МГц	–	–52	–	дБм
	F = F0 ± 3 МГц	–	–58	–	дБм
	F = F0 ± > 3 МГц	–	–60	–	дБм
∆ f1сред.	–	–	–	265	кГц
∆ f2 макс	–	247	–	–	кГц
∆ f2сред/∆ f1сред.	–	–	–0.92	–	–
ИКФТ	–	–	–10	–	кГц
Скорость дрейфа	–	–	0.7	–	кГц/50 с
Дрейф	–	–	2	–	кГц

Рефлоу Проfile

• Rampверхняя зона — Темп.: <150°C Время: 60 ~ 90 с RampСкорость подъема: 1 ~ 3°C/с
• Зона предварительного нагрева — Темп.: 150 ~ 200°C Время: 60 ~ 120 с RampСкорость подъема: 0.3 ~ 0.8°C/с
• Зона оплавления — Темп.: >217°C 7LPH60 ~ 90 с; Пиковая температура: 235–250°C (рекомендуется <245°C). Время: 30–70 с.
• Зона охлаждения — Пиковая темп. ~ 180°ЦРamp-Скорость понижения: -1 ~ -5°C/с
• Припой — Sn&Ag&Cu Бессвинцовый припой (SAC305)

Руководство OEM

1. Применимые правила Федеральной комиссии связи США
   Этот модуль предоставляется единым модульным одобрением. Он соответствует требованиям FCC, часть 15C, раздел 15.247 правил.
2. Особые условия эксплуатации
   Этот модуль можно использовать в устройствах IoT. Входной объемtagе к модулю номинально составляет 3.3–3.6 В постоянного тока. Рабочая температура окружающей среды модуля составляет –40 °C ~ 65 °C. Разрешена только встроенная антенна на печатной плате. Любая другая внешняя антенна запрещена.
3. Ограниченные модульные процедуры
   Н/Д
4. Трассировка конструкции антенны
   Н/Д
5. Соображения относительно воздействия радиочастот
   Оборудование соответствует пределам радиационного воздействия FCC, установленным для неконтролируемой среды. Данное оборудование следует устанавливать и эксплуатировать на минимальном расстоянии 20 см между излучателем и вашим телом. Если оборудование встроено в хост для портативного использования, может потребоваться дополнительная оценка воздействия радиочастотного излучения, как указано в 2.1093.
6. Антенна
   1. Тип антенны: Антенна на печатной плате Пиковое усиление: 3.40 дБи
   2. Всенаправленная антенна с разъемом IPEX Пиковое усиление 2.33 дБи
7. Информация о маркировке и соответствии
   На внешней этикетке конечного продукта OEM может использоваться следующая формулировка: «Содержит идентификатор FCC модуля передатчика: 2BFGS-ESP32WROVERE» или «Содержит идентификатор FCC: 2BFGS-ESP32WROVERE».
8. Информация о режимах испытаний и дополнительных требованиях к испытаниям
   • Модульный передатчик был полностью протестирован получателем модуля на требуемом количестве каналов, типах модуляции и режимах, поэтому установщику хоста не нужно повторно тестировать все доступные режимы или настройки передатчика. Рекомендуется, чтобы изготовитель основного продукта, устанавливающий модульный передатчик, провел некоторые исследовательские измерения, чтобы убедиться, что результирующая составная система не превышает пределов побочных излучений или пределов полосы частот (например, когда другая антенна может вызывать дополнительные излучения).
   • При тестировании необходимо проверить наличие излучений, которые могут возникнуть из-за смешивания излучений с другими передатчиками, цифровыми схемами или из-за физических свойств основного продукта (корпуса). Это исследование особенно важно при интеграции нескольких модульных передатчиков, где сертификация основана на тестировании каждого из них в автономной конфигурации. Важно отметить, что производители основного продукта не должны предполагать, что, поскольку модульный преобразователь сертифицирован, они не несут никакой ответственности за соответствие конечного продукта.
   • Если расследование указывает на проблему соответствия, производитель основного продукта обязан устранить проблему. На хост-продукты, использующие модульный передатчик, распространяются все применимые отдельные технические правила, а также общие условия эксплуатации в разделах 15.5, 15.15 и 15.29, чтобы не создавать помех. Оператор хост-продукта будет обязан прекратить эксплуатацию устройства до тех пор, пока помехи не будут устранены.
9. Дополнительное тестирование, отказ от ответственности в соответствии с частью 15, подраздел B. Окончательную комбинацию хост/модуль необходимо оценить на соответствие критериям FCC, часть 15B, чтобы непреднамеренные излучатели были должным образом разрешены для работы в качестве цифрового устройства, предусмотренного частью 15.

Главный интегратор, устанавливающий этот модуль в свой продукт, должен гарантировать, что конечный составной продукт соответствует требованиям FCC путем технической оценки или оценки правил FCC, включая работу передатчика, и должен обратиться к руководству в KDB 996369. Для хост-продуктов с Для сертифицированных модульных передатчиков диапазон частот исследования составной системы определяется правилом в разделах 15.33(a)(1)–(a)(3) или диапазоном, применимым к цифровому устройству, как показано в разделе 15.33(b). )(1), в зависимости от того, какой из диапазонов частот исследования выше. При тестировании основного продукта все передатчики должны работать. Передатчики можно включить с помощью общедоступных драйверов и включить, чтобы передатчики были активны. В определенных условиях может оказаться целесообразным использовать специальную телефонную будку (тестовый комплект), когда дополнительные устройства или драйверы недоступны. При проверке излучений непреднамеренного излучателя передатчик должен быть переведен в режим приема или режим ожидания, если это возможно. Если режим только приема невозможен, радиостанция должна иметь пассивное (предпочтительно) и/или активное сканирование. В этих случаях необходимо включить активность на коммуникационной шине (т. е. PCIe, SDIO, USB), чтобы гарантировать включение непреднамеренной схемы радиатора. Испытательным лабораториям может потребоваться добавить ослабление или фильтры в зависимости от мощности сигнала любых активных радиомаяков (если применимо) от включенных радиостанций. Дополнительные общие сведения о тестировании см. в ANSI C50, ANSI C63.4 и ANSI C63.10.

Тестируемый продукт устанавливается в ссылку/ассоциацию с партнерским устройством в соответствии с обычным предполагаемым использованием продукта. Чтобы упростить тестирование, тестируемый продукт настроен на передачу с высокой нагрузкой, например, путем отправки file или потоковая передача некоторого медиа-контента.

Предупреждение Федеральной комиссии связи:
Любые Изменения или модификации, не одобренные явным образом стороной, ответственной за соответствие требованиям, могут привести к аннулированию права пользователя на эксплуатацию оборудования. Это устройство соответствует части 15 Правил FCC. Эксплуатация осуществляется при соблюдении следующих двух условий: (1) это устройство не должно создавать вредных помех, и (2) это устройство должно принимать любые получаемые помехи, включая помехи, которые могут вызвать нежелательную работу.

Документы/Ресурсы

Модуль Интернета вещей Walfront ESP32 с Wi-Fi и Bluetooth [pdf] Руководство пользователя ESP32, ESP32 Модуль Интернета вещей с Wi-Fi и Bluetooth, Модуль Интернета вещей с Wi-Fi и Bluetooth, Модуль Интернета вещей с Bluetooth, Модуль Интернета вещей, Модуль Вещей, Модуль

Ссылки

• Руководство пользователя