Walfront ESP32 WiFi och Bluetooth Internet of Things Module
Produktinformation
- Modul: ESP32
- Drag: WiFi-BT-BLE MCU-modul
Pin-definitioner
Pin Beskrivning
| Namn | Inga. | Typ | Fungera |
|---|
Spännstift
| Stift | Standard | Fungera |
|---|
Funktionsbeskrivning
- CPU och internminne
ESP32-modulen har en dubbelkärnig processor och internminne för systemdrift. - Extern Flash och SRAM
ESP32 stöder extern QSPI-flash och SRAM, vilket ger ytterligare lagrings- och krypteringsmöjligheter. - Kristalloscillatorer
Modulen använder en 40 MHz kristalloscillator för timing och synkronisering. - RTC och Low-Power Management
Avancerad energihanteringsteknik gör det möjligt för ESP32 att optimera strömförbrukningen baserat på användning.
FAQ
- F: Vilka är standardtapparna för ESP32?
S: Standardbandstiften för ESP32 är MTDI, GPIO0, GPIO2, MTDO och GPIO5. - F: Vad är strömförsörjningen voltage sortiment för ESP32?
S: Strömförsörjningen voltagräckvidden för ESP32 är 3.0V till 3.6V.
Om detta dokument
Detta dokument innehåller specifikationerna för ESP32-modulen.
Överview
ESP32 är en kraftfull, generisk WiFi-BT-BLE MCU-modul som riktar sig till en mängd olika applikationer, allt från lågeffektsensornätverk till de mest krävande uppgifterna, såsom röstkodning, musikströmning och MP3-avkodning.
Pin-definitioner
Stiftlayout
Pin Beskrivning
ESP32 har 38 stift. Se stiftdefinitioner i Tabell 1.
Tabell 1: Pin-definitioner
| Namn | Inga. | Typ | Fungera |
| GND | 1 | P | Jord |
| 3V3 | 2 | P | Strömförsörjning |
| EN | 3 | I | Modulaktiverad signal. Aktiv hög. |
| 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 (32.768 kHz kristalloscillatoringång), ADC1_CH4,
TOUCH9, RTC_GPIO9 |
| IO33 | 9 | I/O | GPIO33, XTAL_32K_N (32.768 kHz kristalloscillatorutgång),
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 | Jord |
| 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, HSPICCS0, 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 | Jord |
Varsel:
GPIO6 till GPIO11 är anslutna till SPI-blixten integrerad på modulen och är inte anslutna ut.
Spännstift
ESP32 har fem bandstift:
- MTDI
- GPIO0
- GPIO2
- MTDO
- GPIO5
Programvaran kan läsa värdena för dessa fem bitar från registret ”GPIO_STRAPPING”. Under chipets systemåterställningssläpp (power-on-reset, RTC watchdog-återställning och brownout-återställning), spärrarna på bandstiften sample voltage nivå som strapping bitar på "0" eller "1", och håll dessa bitar tills chipet stängs av eller stängs av. Bandningsbitarna konfigurerar enhetens startläge, driftsvolymentage av VDD_SDIO och andra initiala systeminställningar. Varje bandstift är anslutet till sin interna upp-/neddragning under chipåterställningen. Följaktligen, om ett bandstift är oanslutet eller den anslutna externa kretsen har hög impedans, kommer den interna svaga upp-/neddragningen att bestämma standardingångsnivån för bandningsstiften. För att ändra strapping-bitvärdena kan användare tillämpa de externa pull-down/pull-up-motstånden, eller använda värd-MCU:s GPIO:er för att styra volymentagnivån på dessa stift när du slår på ESP32. Efter återställningsfrigöring fungerar bandstiften som normalfunktionsstift. Se Tabell 2 för en detaljerad startlägeskonfiguration genom att spänna fast stift.
Tabell 2: Spännnålar
| Voltage av intern LDO (VDD_SDIO) | |||
| Stift | Standard | 3.3 V | 1.8 V |
| MTDI | Dra ner | 0 | 1 |
| Uppstartsläge | |||||
| Stift | Standard | SPI Boot | Ladda ner Boot | ||
| GPIO0 | Uppdrag | 1 | 0 | ||
| GPIO2 | Dra ner | Bryr dig inte | 0 | ||
| Aktivera/inaktivera felsökningslogg Skriv ut över U0TXD under uppstart | |||||
| Stift | Standard | U0TXD Aktiv | U0TXD Tyst | ||
| MTDO | Uppdrag | 1 | 0 | ||
| Timing av SDIO-slav | |||||
|
Stift |
Standard |
Fallande kant Samplånga
Utgång i fallande kant |
Fallande kant Samplånga
Utgång i stigande kant |
Rising-edge Samplånga
Utgång i fallande kant |
Rising-edge Samplånga
Utgång i stigande kant |
| MTDO | Uppdrag | 0 | 0 | 1 | 1 |
| GPIO5 | Uppdrag | 0 | 1 | 0 | 1 |
Notera:
- Firmware kan konfigurera registerbitar för att ändra inställningarna för ”Voltage av Intern LDO (VDD_SDIO)” och ”Timing of SDIO Slave” efter uppstart.
- Det interna pull-up-motståndet (R9) för MTDI är inte befolkat i modulen, eftersom blixten och SRAM i ESP32 endast stöder en effektvolymtage på 3.3 V (utgång från VDD_SDIO)
Funktionsbeskrivning
Det här kapitlet beskriver modulerna och funktionerna som är integrerade i ESP32.
CPU och internminne
ESP32 innehåller två lågeffekts Xtensa® 32-bitars LX6-mikroprocessorer. Det interna minnet inkluderar:
- 448 KB ROM för uppstart och kärnfunktioner.
- 520 KB on-chip SRAM för data och instruktioner.
- 8 KB SRAM i RTC, som kallas RTC FAST Memory och kan användas för datalagring; den nås av huvudprocessorn under RTC-start från djupt viloläge.
- 8 KB SRAM i RTC, som kallas RTC SLOW Memory och kan nås av medprocessorn under djupt viloläge.
- 1 Kbit eFuse: 256 bitar används för systemet (MAC-adress och chipkonfiguration) och de återstående 768 bitarna är reserverade för kundapplikationer, inklusive flash-kryptering och chip-ID.
Extern Flash och SRAM
ESP32 stöder flera externa QSPI flash- och SRAM-chips. ESP32 stöder även hårdvarukryptering/dekryptering baserad på AES för att skydda utvecklarnas program och data i Flash.
ESP32 kan komma åt den externa QSPI-blixten och SRAM genom höghastighetscacher.
- Den externa blixten kan mappas till CPU-instruktionsminne och skrivskyddat minnesutrymme samtidigt.
- När extern flash mappas till CPU-instruktionsminne, kan upp till 11 MB + 248 KB mappas åt gången. Observera att om mer än 3 MB + 248 KB mappas, kommer cacheprestanda att minska på grund av spekulativa läsningar från CPU:n.
- När extern flash mappas till skrivskyddat dataminne kan upp till 4 MB mappas åt gången. 8-bitars, 16-bitars och 32-bitars läsningar stöds.
- Externt SRAM kan mappas till CPU-dataminnesutrymme. Upp till 4 MB kan mappas åt gången. 8-bitars, 16-bitars och 32-bitars läsning och skrivning stöds.
ESP32 integrerar en 8 MB SPI-blixt och en 8 MB PSRAM för mer minnesutrymme.
Kristalloscillatorer
Modulen använder en 40 MHz kristalloscillator.
RTC och Low-Power Management
Med hjälp av avancerad energihanteringsteknik kan ESP32 växla mellan olika energilägen.
Elektriska egenskaper
Absoluta högsta betyg
Påfrestningar utöver de absoluta maxvärden som anges i tabellen nedan kan orsaka permanent skada på enheten. Dessa är endast belastningsklasser och hänvisar inte till den funktionella driften av enheten som bör följa de rekommenderade driftsförhållandena.
Tabell 3: Absoluta maximala betyg
- Modulen fungerade korrekt efter ett 24-timmars test i omgivningstemperatur vid 25 °C, och IO:erna i tre domäner (VDD3P3_RTC, VDD3P3_CPU, VDD_SDIO) matar ut hög logisk nivå till marken. Observera att stift upptagna av flash och/eller PSRAM i VDD_SDIO power-domänen uteslöts från testet.
Rekommenderade driftförhållanden
Tabell 4: Rekommenderade driftförhållanden
| Symbol | Parameter | Min | Typisk | Max | Enhet |
| VDD33 | Strömförsörjning voltage | 3.0 | 3.3 | 3.6 | V |
| I V DD | Levereras för närvarande av den externa strömförsörjningen | 0.5 | – | – | A |
| T | Driftstemperatur | –40 | – | 65 | °C |
DC-egenskaper (3.3 V, 25 °C)
Tabell 5: DC-egenskaper (3.3 V, 25 °C)
| Symbol | Parameter | Min | Typ | Max | Enhet | |
| C
IN |
Stift kapacitans | – | 2 | – | pF | |
| V
IH |
Högnivåingång voltage | 0.75×VDD1 | – | VDD1 + 0.3 | V | |
| V
IL |
Lågnivåingång voltage | –0.3 | – | 0.25×VDD1 | V | |
| I
IH |
Ingångsström på hög nivå | – | – | 50 | nA | |
| I
IL |
Ingångsström på låg nivå | – | – | 50 | nA | |
| V
OH |
Högnivåutgång voltage | 0.8×VDD1 | – | – | V | |
| V
OL |
Lågnivåutgång voltage | – | – | 0.1×VDD1 | V | |
|
I OH |
Högnivåkällaström (VDD1 = 3.3 V, VOH >= 2.64 V,
utgångsdrivstyrkan inställd på maximal) |
VDD3P3_CPU-strömdomän 1; 2 | – | 40 | – | mA |
| VDD3P3_RTC kraftdomän 1; 2 | – | 40 | – | mA | ||
| VDD_SDIO kraftdomän 1; 3 |
– |
20 |
– |
mA |
||
| I
OL |
Låg sjunkström
(VDD1 = 3.3 V, VOL = 0.495 V, utgående drivstyrka inställd på maximalt) |
– |
28 |
– |
mA |
| R
PU |
Motstånd hos intern pull-up motstånd | – | 45 | – | kΩ |
| R
PD |
Motstånd hos internt neddragningsmotstånd | – | 45 | – | kΩ |
| V
IL_nRST |
Lågnivåingång voltage av CHIP_PU för att stänga av chippet | – | – | 0.6 | V |
Anmärkningar:
- VDD är I/O voltage för en viss kraftdomän av stift.
- För strömdomänerna VDD3P3_CPU och VDD3P3_RTC minskas strömmen per stift från samma domän gradvis från cirka 40 mA till cirka 29 mA, VOH>=2.64 V, allt eftersom antalet strömkällas stift ökar.
- Pins upptagna av flash och/eller PSRAM i VDD_SDIO power-domänen exkluderades från testet.
Wi-Fi radio
Tabell 6: Wi-Fi-radioegenskaper
| Parameter | Skick | Min | Typisk | Max | Enhet |
| Driftsfrekvensområde notera1 | – | 2412 | – | 2462 | MHz |
|
TX kraft notera2 |
802.11b:26.62dBm;802.11g:25.91dBm 802.11n20:25.89dBm;802.11n40:26.51dBm |
dBm |
|||
| Känslighet | 11b, 1 Mbps | – | –98 | – | dBm |
| 11b, 11 Mbps | – | –89 | – | dBm | |
| 11 g, 6 Mbps | – | –92 | – | dBm | |
| 11 g, 54 Mbps | – | –74 | – | dBm | |
| 11n, HT20, MCS0 | – | –91 | – | dBm | |
| 11n, HT20, MCS7 | – | –71 | – | dBm | |
| 11n, HT40, MCS0 | – | –89 | – | dBm | |
| 11n, HT40, MCS7 | – | –69 | – | dBm | |
| Intilliggande kanal avslag | 11 g, 6 Mbps | – | 31 | – | dB |
| 11 g, 54 Mbps | – | 14 | – | dB | |
| 11n, HT20, MCS0 | – | 31 | – | dB | |
| 11n, HT20, MCS7 | – | 13 | – | dB | |
- Enheten bör fungera inom det frekvensområde som tilldelats av regionala tillsynsmyndigheter. Måldriftsfrekvensområdet kan konfigureras av programvara.
- För modulerna som använder IPEX-antenner är utgångsimpedansen 50 Ω. För andra moduler utan IPEX-antenner behöver användare inte bry sig om utgångsimpedansen.
- Target TX-effekt är konfigurerbar baserat på enhets- eller certifieringskrav.
Bluetooth/BLE
Radio 4.5.1 Mottagare
Tabell 7: Mottagarens egenskaper – Bluetooth/BLE
| Parameter | Villkor | Min | Typ | Max | Enhet |
| Känslighet @30.8% PER | – | – | –97 | – | dBm |
| Maximal mottagen signal @30.8 % PER | – | 0 | – | – | dBm |
| Samkanal C/I | – | – | +10 | – | dB |
|
Intilliggande kanalselektivitet 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 | |
|
Blockerande prestanda utanför bandet |
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 | |
| Intermodulation | – | –36 | – | – | dBm |
Sändare
Tabell 8: Sändarens egenskaper – Bluetooth/BLE
| Parameter | Villkor | Min | Typ | Max | Enhet |
| RF-frekvens | – | 2402 | – | 2480 | dBm |
| Få kontrollsteg | – | – | – | – | dBm |
| RF-effekt | BLE:6.80dBm;BT:8.51dBm | dBm | |||
|
Intilliggande kanal sänder kraft |
F = Fo ± 0 MHz | – | –52 | – | dBm |
| F = Fo ± 0 MHz | – | –58 | – | dBm | |
| F = F0 ± > 3 MHz | – | –60 | – | dBm | |
| ∆ f1 snitt | – | – | – | 265 | kHz |
| ∆ f2
max |
– | 247 | – | – | kHz |
| ∆ f2 medel/∆ f1 snitt | – | – | –0.92 | – | – |
| ICFT | – | – | –10 | – | kHz |
| Drifthastighet | – | – | 0.7 | – | kHz/50 s |
| Drift | – | – | 2 | – | kHz |
Reflow Profile
- Ramp-up zon — Temp.: <150°C Tid: 60 ~ 90s Ramp-upphastighet: 1 ~ 3°C/s
- Förvärmningszon — Temp.: 150 ~ 200°C Tid: 60 ~ 120s Ramp-upphastighet: 0.3 ~ 0.8°C/s
- Återflödeszon — Temp.: >217°C 7LPH60 ~ 90s; Topptemperatur: 235 ~ 250°C (<245°C rekommenderas) Tid: 30 ~ 70s
- Kylzon — Topptemp. ~180°CRamp-nedhastighet: -1 ~ -5°C/s
- Löd — Sn&Ag&Cu Blyfritt lod (SAC305)
OEM-vägledning
- Tillämpliga FCC-regler
Denna modul beviljas genom Single Modular Approval. Den uppfyller kraven i FCC del 15C, avsnitt 15.247 regler. - De specifika driftsförhållandena
Denna modul kan användas i IoT-enheter. Ingången voltage till modulen är nominellt 3.3V-3.6 V DC. Omgivningstemperaturen för modulen är –40 °C ~ 65 °C. Endast den inbyggda PCB-antennen är tillåten. Alla andra externa antenner är förbjudna. - Begränsade modulprocedurer
N/A - Spåra antenndesign
N/A - Överväganden om RF-exponering
Utrustningen överensstämmer med FCC:s strålningsexponeringsgränser som anges för en okontrollerad miljö. Denna utrustning bör installeras och användas med ett minsta avstånd på 20 cm mellan kylaren och din kropp. Om utrustningen är inbyggd i en värd för bärbar användning, kan en ytterligare RF-exponeringsutvärdering krävas enligt beskrivningen av 2.1093. - Antenn
- Antenn typ: PCB-antenn Toppförstärkning: 3.40dBi
- Omni-antenn med IPEX-kontakt Peak gain2.33dBi
- Etikett och information om efterlevnad
En yttre etikett på OEM:s slutprodukt kan använda formuleringar som följande: "Innehåller sändarmodul FCC ID: 2BFGS-ESP32WROVERE" eller "Innehåller FCC ID: 2BFGS-ESP32WROVERE." - Information om testlägen och ytterligare testkrav
- Den modulära sändaren har testats fullständigt av modulmottagaren för det erforderliga antalet kanaler, moduleringstyper och lägen, det borde inte vara nödvändigt för värdinstallatören att testa alla tillgängliga sändarlägen eller inställningar igen. Det rekommenderas att värdproduktstillverkaren, som installerar den modulära sändaren, utför några undersökande mätningar för att bekräfta att det resulterande kompositsystemet inte överskrider de falska emissionsgränserna eller bandkantgränserna (t.ex. där en annan antenn kan orsaka ytterligare emissioner).
- Testningen bör kontrollera för emissioner som kan uppstå på grund av sammanblandning av emissioner med andra sändare, digitala kretsar eller på grund av de fysiska egenskaperna hos värdprodukten (hölje). Denna undersökning är särskilt viktig när man integrerar flera modulära sändare där certifieringen baseras på att testa var och en av dem i en fristående konfiguration. Det är viktigt att notera att värdproduktstillverkare inte bör anta att eftersom den modulära sändaren är certifierad har de inte något ansvar för slutproduktens överensstämmelse.
- Om undersökningen indikerar ett problem med efterlevnaden är värdproduktstillverkaren skyldig att mildra problemet. Värdprodukter som använder en modulär sändare omfattas av alla tillämpliga individuella tekniska regler samt de allmänna driftsvillkoren i avsnitt 15.5, 15.15 och 15.29 för att inte orsaka störningar. Operatören av värdprodukten kommer att vara skyldig att sluta använda enheten tills störningen har åtgärdats.
- Ytterligare testning, del 15 kapitel B friskrivningsklausul Den slutliga värd/modulkombinationen måste utvärderas mot FCC del 15B kriterierna för att oavsiktliga radiatorer ska vara korrekt auktoriserade för drift som en del 15 digital enhet.
Värdintegratören som installerar denna modul i sin produkt måste se till att den slutliga sammansatta produkten överensstämmer med FCC-kraven genom en teknisk bedömning eller utvärdering av FCC-reglerna, inklusive sändarens funktion och bör hänvisa till vägledningen i KDB 996369. För värdprodukter med certifierade modulära sändare, specificeras frekvensområdet för undersökning av det sammansatta systemet av regeln i avsnitten 15.33(a)(1) till (a)(3), eller intervallet som gäller för den digitala enheten, som visas i avsnitt 15.33(b) )(1), beroende på vilket som är det högsta frekvensområdet för undersökningen. Vid testning av värdprodukten måste alla sändare vara i drift. Sändarna kan aktiveras genom att använda allmänt tillgängliga drivrutiner och slås på, så att sändarna är aktiva. Under vissa förhållanden kan det vara lämpligt att använda en teknikspecifik anropsbox (testset) där tillbehör 50-enheter eller drivrutiner inte är tillgängliga. Vid testning av emissioner från den oavsiktliga radiatorn ska sändaren placeras i mottagningsläge eller viloläge, om möjligt. Om endast mottagningsläge inte är möjligt ska radion vara passiv (föredragen) och/eller aktiv skanning. I dessa fall skulle detta behöva aktivera aktivitet på kommunikationsbussen (dvs. PCIe, SDIO, USB) för att säkerställa att den oavsiktliga radiatorkretsen är aktiverad. Testlaboratorier kan behöva lägga till dämpning eller filter beroende på signalstyrkan hos alla aktiva beacons (om tillämpligt) från den eller de aktiverade radioapparaterna. Se ANSI C63.4, ANSI C63.10 och ANSI C63.26 för ytterligare allmänna testdetaljer.
Produkten som testas sätts in i en länk/association med en partnerenhet, enligt den normala avsedda användningen av produkten. För att förenkla testningen är produkten som testas inställd att sända vid en hög belastningscykel, till exempel genom att skicka en file eller streama visst medieinnehåll.
FCC-varning:
Eventuella ändringar eller modifieringar som inte uttryckligen godkänts av den part som ansvarar för efterlevnaden kan ogiltigförklara användarens behörighet att använda utrustningen. Denna enhet uppfyller del 15 av FCC-reglerna. Driften är föremål för följande två villkor: (1) Denna enhet får inte orsaka skadliga störningar och (2) Denna enhet måste acceptera alla mottagna störningar, inklusive störningar som kan orsaka oönskad funktion
Dokument/resurser
 |
Walfront ESP32 WiFi och Bluetooth Internet of Things Module [pdf] Användarmanual ESP32, ESP32 WiFi och Bluetooth Internet of Things-modul, WiFi och Bluetooth Internet of Things-modul, Bluetooth Internet of Things-modul, Internet of Things-modul, Things-modul, modul |