Посібник користувача модуля Інтернету речей Walfront ESP32 Wi-Fi та Bluetooth

ЦП і внутрішня пам'ять
Модуль ESP32 має двоядерний процесор і внутрішню пам'ять для системних операцій.
Зовнішній Flash і SRAM
ESP32 підтримує зовнішню флеш-пам’ять QSPI та SRAM, надаючи додаткові можливості зберігання та шифрування.

Кристалічні генератори
Модуль використовує кристалічний генератор 40 МГц для синхронізації.
RTC і управління низьким енергоспоживанням
Передові технології керування живленням дозволяють ESP32 оптимізувати енергоспоживання залежно від використання.

FAQ

З: Які шпильки для обв’язки за замовчуванням для ESP32?
Відповідь: Стандартними шпильками для обв’язки ESP32 є MTDI, GPIO0, GPIO2, MTDO та GPIO5.
Питання: Який обсяг живлення?tagдіапазон для ESP32?
A: Блок живлення voltagДіапазон для ESP32 становить від 3.0 В до 3.6 В.

Про цей документ
Цей документ містить специфікації для модуля ESP32.

закінченоview

ESP32 — це потужний загальний модуль WiFi-BT-BLE MCU, який призначений для широкого спектру застосувань, починаючи від малопотужних сенсорних мереж і закінчуючи найскладнішими завданнями, такими як кодування голосу, потокове передавання музики та декодування MP3.

Визначення пінів

Розмітка штифтів

Pin Опис
ESP32 має 38 контактів. Перегляньте визначення контактів у таблиці 1.

Таблиця 1: Визначення контактів

Ім'я	немає	Тип	функція
GND	1	P	Земля
3V3	2	P	Блок живлення
EN	3	I	Сигнал включення модуля. Активний високий.
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 (вхід кварцевого генератора 32.768 кГц), ADC1_CH4, TOUCH9, RTC_GPIO9
IO33	9	I/O	GPIO33, XTAL_32K_N (вихід кварцевого генератора 32.768 кГц), 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	Земля
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, HSPICS0, 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	Земля

Примітка:
GPIO6 – GPIO11 під’єднані до вбудованої в модуль SPI флеш-пам’яті та не під’єднані до виходу.

Шпильки для обв’язки
ESP32 має п'ять шпильок для обв'язки:

MTDI
GPIO0

GPIO2
MTDO

GPIO5

Програмне забезпечення може зчитувати значення цих п’яти бітів із регістру ”GPIO_STRAPPING”. Під час скидання системи мікросхеми (скидання під час увімкнення живлення, скидання сторожового таймера RTC і скидання відключення), засувки обв’язувальних штифтів sample voltagВирівнюйте як біти зв’язування «0» або «1», і утримуйте ці біти, доки чип не вимкнеться або не вимкнеться. Біти обв’язки налаштовують режим завантаження пристрою, робочий об’ємtage VDD_SDIO та інші початкові параметри системи. Під час скидання чіпа кожен обв’язувальний штифт з’єднаний із внутрішнім підтягуванням/витягуванням. Отже, якщо обв’язувальний штифт не під’єднано або підключене зовнішнє коло має високий опір, внутрішнє слабке підтягування/зниження визначатиме вхідний рівень за замовчуванням обв’язувальних штифтів. Щоб змінити значення бітів обв’язки, користувачі можуть застосувати зовнішні опори висунення/підтягування або використовувати GPIO головного мікроконтролера для керування гучністюtagрівень цих контактів під час увімкнення ESP32. Після скидання шпильки для обв’язки працюють як стандартні шпильки. Зверніться до таблиці 2, щоб отримати детальну конфігурацію режиму завантаження за допомогою шпильок.

Таблиця 2: Шпильки для обв’язки

томtage внутрішнього LDO (VDD_SDIO)
Pin	За замовчуванням	3.3 В	1.8 В
MTDI	Тягнути вниз	0	1

Режим завантаження
Pin	За замовчуванням	Завантаження SPI		Завантажте Boot
GPIO0	Підтягування	1		0
GPIO2	Тягнути вниз	Не турбуйся		0
Увімкнення/вимкнення друку журналу налагодження через U0TXD під час завантаження
Pin	За замовчуванням	U0TXD Активний		U0TXD Беззвучний
MTDO	Підтягування	1		0
Час роботи SDIO Slave
Pin	За замовчуванням	Падаючий край Сampлінг Вихід із спадним краєм	Падаючий край Сampлінг Вихід з наростаючим фронтом	Вихідний Сampлінг Вихід із спадним краєм	Вихідний Сampлінг Вихід з наростаючим фронтом
MTDO	Підтягування	0	0	1	1
GPIO5	Підтягування	0	1	0	1

Примітка:

Мікропрограмне забезпечення може налаштувати біти регістра для зміни параметрів ”Voltage внутрішнього LDO (VDD_SDIO)» та «Час підпорядкованого SDIO» після завантаження.
Внутрішній підтягуючий резистор (R9) для MTDI не заповнюється в модулі, оскільки флеш-пам’ять і SRAM в ESP32 підтримують лише об’єм потужності.tage з 3.3 В (вихід VDD_SDIO)

Функціональний опис

У цьому розділі описано модулі та функції, інтегровані в ESP32.

ЦП і внутрішня пам'ять
ESP32 містить два малопотужних 32-розрядних мікропроцесора LX6 Xtensa®. Внутрішня пам'ять включає:

448 КБ ПЗУ для завантаження та основних функцій.
520 КБ вбудованої SRAM для даних і інструкцій.
8 КБ SRAM у RTC, яка називається RTC FAST Memory і може використовуватися для зберігання даних; до нього звертається головний процесор під час завантаження RTC із режиму глибокого сну.
8 КБ SRAM у RTC, яка називається RTC SLOW Memory і може отримати до неї доступ співпроцесора в режимі глибокого сну.
1 Кбіт eFuse: 256 біт використовуються для системи (MAC-адреса та конфігурація чіпа), а решта 768 біт зарезервовано для програм користувача, включаючи флеш-шифрування та ідентифікатор чіпа.

Зовнішній Flash і SRAM
ESP32 підтримує кілька зовнішніх мікросхем флеш-пам’яті QSPI та SRAM. ESP32 також підтримує апаратне шифрування/дешифрування на основі AES для захисту програм і даних розробників у Flash.

ESP32 може отримати доступ до зовнішньої флеш-пам'яті QSPI і SRAM через високошвидкісні кеш-пам'яті.

Зовнішній флеш-пам’ять може бути одночасно відображено в пам’ять інструкцій ЦП і пам’ять лише для читання.
- Коли зовнішня флеш-пам’ять відображається в пам’яті інструкцій ЦП, одночасно можна відображати до 11 МБ + 248 КБ. Зауважте, що якщо зіставлено більше 3 МБ + 248 КБ, продуктивність кешу буде знижена через спекулятивне читання ЦП.
- Коли зовнішній флеш-пам’ять відображається в пам’яті даних лише для читання, одночасно можна відображати до 4 МБ. Підтримуються 8-, 16- і 32-бітне читання.
Зовнішня SRAM може бути відображена в пам'яті даних ЦП. За один раз можна відобразити до 4 МБ. Підтримуються 8-бітні, 16-бітні та 32-бітні читання та запис.

ESP32 інтегрує флеш-пам’ять SPI на 8 МБ і PSRAM на 8 МБ для збільшення обсягу пам’яті.

Кристалічні генератори
Модуль використовує кварцевий генератор 40 МГц.

RTC і управління низьким енергоспоживанням
Завдяки використанню передових технологій керування живленням ESP32 може перемикатися між різними режимами живлення.

Електричні характеристики

Абсолютні максимальні рейтинги
Навантаження, що перевищують абсолютні максимальні значення, наведені в таблиці нижче, можуть призвести до незворотного пошкодження пристрою. Це лише оцінки навантажень і не стосуються функціональної роботи пристрою, яка повинна відповідати рекомендованим умовам експлуатації.

Таблиця 3: Абсолютні максимальні оцінки

Модуль працював належним чином після 24-годинного тестування при температурі навколишнього середовища при 25 °C, а вводи-виводи в трьох доменах (VDD3P3_RTC, VDD3P3_CPU, VDD_SDIO) виводили високий логічний рівень на землю. Зверніть увагу, що контакти, зайняті флеш-пам’яттю та/або PSRAM у домені потужності VDD_SDIO, були виключені з тесту.

Рекомендовані умови експлуатації
Таблиця 4: Рекомендовані умови експлуатації

символ	Параметр	Хв	Типовий	Макс	одиниця
VDD33	Блок живлення обtage	3.0	3.3	3.6	V
I V DD	На даний момент поставляється від зовнішнього джерела живлення	0.5	–	–	A
T	Робоча температура	–40	–	65	°C

Характеристики постійного струму (3.3 В, 25 °C)
Таблиця 5: Характеристики постійного струму (3.3 В, 25 °C)

символ	Параметр		Хв	Тип	Макс	одиниця
C IN	Ємність контакту		–	2	–	pF
V IH	Вхід високого рівня обtage		0.75×VDD1	–	VDD1 + 0.3	V
V IL	Низькорівневий вхідний об'ємtage		–0.3	–	0.25×VDD1	V
I IH	Вхідний струм високого рівня		–	–	50	nA
I IL	Низький рівень вхідного струму		–	–	50	nA
V OH	Випуск високого рівня обtage		0.8×VDD1	–	–	V
V OL	Вихід низького рівня обtage		–	–	0.1×VDD1	V
I OH	Струм джерела високого рівня (VDD1 = 3.3 В, ВOH >= 2.64 В, потужність вихідного приводу встановлена на максимум)	VDD3P3_Домен живлення ЦП 1; 2	–	40	–	mA
		VDD3P3_RTC домен живлення 1; 2	–	40	–	mA
		VDD_SDIO домен живлення 1; 3	–	20	–	mA

I OL	Низький рівень струму споживання (VDD1 = 3.3 В, ВOL = 0.495 V, потужність вихідного приводу встановлена на максимум)	–	28	–	mA
R ПУ	Опір внутрішнього підтягуючого резистора	–	45	–	кОм
R PD	Опір внутрішнього опірного резистора	–	45	–	кОм
V IL_nRST	Низькорівневий вхідний об'ємtage з CHIP_PU, щоб вимкнути мікросхему	–	–	0.6	V

Примітки:

VDD — об'єм введення/виведенняtage для конкретного домену потужності контактів.
Для домену живлення VDD3P3_CPU та VDD3P3_RTC струм на кожен контакт, що надходить у той самий домен, поступово зменшується з приблизно 40 мА до приблизно 29 мА, VOH>=2.64 В, у міру збільшення кількості контактів джерела струму.

Виводи, зайняті флеш-пам’яттю та/або PSRAM у домені живлення VDD_SDIO, були виключені з тесту.

Wi-Fi радіо
Таблиця 6: Характеристики Wi-Fi радіо

Параметр	Хвороба	Хв	Типовий	Макс	одиниця
Діапазон робочих частот примітка1	–	2412	–	2462	МГц
TX потужність примітка2	802.11b: 26.62 дБм; 802.11g: 25.91 дБм 802.11n20:25.89dBm;802.11n40:26.51dBm				дБм
Чутливість	11b, 1 Мбіт/с	–	–98	–	дБм
	11b, 11 Мбіт/с	–	–89	–	дБм
	11 г, 6 Мбіт/с	–	–92	–	дБм
	11 г, 54 Мбіт/с	–	–74	–	дБм
	11n, HT20, MCS0	–	–91	–	дБм
	11n, HT20, MCS7	–	–71	–	дБм
	11n, HT40, MCS0	–	–89	–	дБм
	11n, HT40, MCS7	–	–69	–	дБм
Відхилення сусіднього каналу	11 г, 6 Мбіт/с	–	31	–	dB
	11 г, 54 Мбіт/с	–	14	–	dB
	11n, HT20, MCS0	–	31	–	dB
	11n, HT20, MCS7	–	13	–	dB

Пристрій повинен працювати в діапазоні частот, виділеному регіональними регуляторними органами. Цільовий діапазон робочих частот налаштовується програмним забезпеченням.

Для модулів, які використовують антени IPEX, вихідний опір становить 50 Ом. Для інших модулів без антен IPEX користувачам не потрібно турбуватися про вихідний опір.
Цільову потужність передачі можна налаштувати на основі вимог пристрою або сертифікації.

Bluetooth/BLE

Радіоприймач 4.5.1
Таблиця 7: Характеристики приймача – Bluetooth/BLE

Параметр	Умови	Хв	Тип	Макс	одиниця
Чутливість @30.8% PER	–	–	–97	–	дБм
Максимальний отриманий сигнал @30.8% PER	–	0	–	–	дБм
Спільний канал C/I	–	–	+10	–	dB
Селективність сусіднього 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
Продуктивність позасмугового блокування	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
Інтермодуляція	–	–36	–	–	дБм

Передавач
Таблиця 8: Характеристики передавача – Bluetooth/BLE

Параметр	Умови	Хв	Тип	Макс	одиниця
частота РЧ	–	2402	–	2480	дБм
Крок контролю посилення	–	–	–	–	дБм
РЧ потужність	BLE: 6.80 дБм; BT: 8.51 дБм				дБм
Сусідний канал передає потужність	F = F0 ± 2 МГц	–	–52	–	дБм
	F = F0 ± 3 МГц	–	–58	–	дБм
	F = F0 ± > 3 МГц	–	–60	–	дБм
∆ f1сер	–	–	–	265	кГц
∆ f2 макс	–	247	–	–	кГц
∆ f2сер./∆ f1сер	–	–	–0.92	–	–
ICFT	–	–	–10	–	кГц
Швидкість дрейфу	–	–	0.7	–	кГц/50 с
Дрейф	–	–	2	–	кГц

Reflow Profile

Ramp-верхня зона — Темп.: <150°C Час: 60 ~ 90 с RampШвидкість підвищення: 1 ~ 3°C/с
Зона попереднього нагріву — Темп.: 150 ~ 200°C Час: 60 ~ 120 с RampШвидкість підвищення: 0.3 ~ 0.8°C/с

Зона оплавлення — Темп.: >217°C 7LPH60 ~ 90 с; Пікова температура: 235 ~ 250°C (рекомендується <245°C) Час: 30 ~ 70 с
Зона охолодження — Пікова температура. ~ 180°Camp-швидкість зниження: -1 ~ -5°C/с
Припій — Sn&Ag&Cu Безсвинцевий припій (SAC305)

Керівництво OEM

Відповідні правила FCC
Цей модуль надається єдиним модульним схваленням. Він відповідає вимогам FCC, частина 15C, розділ 15.247 правил.
Конкретні умови експлуатації
Цей модуль можна використовувати в пристроях IoT. Вхідний об’ємtage до модуля номінально становить 3.3 В-3.6 В постійного струму. Робоча температура навколишнього середовища модуля становить –40 °C ~ 65 °C. Допускається використання лише вбудованої антени на друкованій платі. Будь-яка інша зовнішня антена заборонена.
Обмежені модульні процедури
N/A

Конструкція трасової антени
N/A
Міркування про вплив радіочастот
Обладнання відповідає обмеженням радіаційного опромінення FCC, встановленим для неконтрольованого середовища. Це обладнання слід встановлювати та використовувати на відстані не менше 20 см між радіатором і вашим тілом. Якщо обладнання вбудовано в хост як портативне використання, може знадобитися додаткова оцінка радіочастотного опромінення, як зазначено в 2.1093.
антена
1. Тип антени: PCB антена Пікове посилення: 3.40 дБі
2. Всебічна антена з роз’ємом IPEX Пікове посилення 2.33 дБі
Етикетка та інформація про відповідність
Зовнішня етикетка на кінцевому продукті OEM може містити такі формулювання: «Містить FCC ID модуля передавача: 2BFGS-ESP32WROVERE» або «Містить FCC ID: 2BFGS-ESP32WROVERE».

Інформація про тестові режими та додаткові вимоги до тестування
- Модульний передавач був повністю перевірений одержувачем модуля щодо необхідної кількості каналів, типів модуляції та режимів, тому інсталятору хоста не потрібно повторно тестувати всі доступні режими або налаштування передавача. Рекомендується, щоб виробник основного продукту, встановлюючи модульний передавач, здійснив деякі дослідницькі вимірювання, щоб підтвердити, що отримана композиційна система не перевищує межі паразитного випромінювання або межі діапазону (наприклад, якщо інша антена може спричиняти додаткові випромінювання).
- Випробування мають перевіряти випромінювання, які можуть виникати через змішування випромінювань з іншими передавачами, цифровими схемами або через фізичні властивості головного продукту (корпуса). Це дослідження особливо важливо при інтеграції кількох модульних передавачів, де сертифікація базується на тестуванні кожного з них в автономній конфігурації. Важливо зазначити, що виробники основної продукції не повинні вважати, що оскільки модульний передавач сертифікований, вони не несуть жодної відповідальності за відповідність кінцевої продукції.
- Якщо розслідування вказує на проблему відповідності, виробник основного продукту зобов’язаний пом’якшити проблему. Основні продукти, що використовують модульний передавач, підпорядковуються всім застосовним індивідуальним технічним правилам, а також загальним умовам експлуатації в Розділах 15.5, 15.15 і 15.29, щоб не створювати перешкод. Оператор основного продукту буде зобов'язаний припинити експлуатацію пристрою, доки не буде усунено перешкоду.
Додаткове тестування, застереження щодо Частини 15, Підрозділу B. Остаточну комбінацію хост/модуль необхідно оцінити відповідно до критеріїв FCC Part 15B для ненавмисних радіаторів, щоб отримати належний дозвіл на роботу як цифровий пристрій Частини 15.

Головний інтегратор, який встановлює цей модуль у свій продукт, повинен переконатися, що кінцевий композитний продукт відповідає вимогам FCC шляхом технічної оцінки або оцінки правил FCC, включаючи роботу передавача, і повинен звернутися до вказівок у KDB 996369. Для головних продуктів із сертифікованих модульних передавачів, частотний діапазон дослідження композитної системи визначено правилом у розділах 15.33(a)(1)–(a)(3) або діапазоном, застосовним до цифрового пристрою, як показано в розділі 15.33(b). )(1), залежно від того, що є вищим частотним діапазоном дослідження. Під час тестування головного продукту всі передавачі мають працювати. Передавачі можна ввімкнути за допомогою загальнодоступних драйверів і ввімкнути, щоб передавачі були активними. За певних умов може бути доцільним використовувати спеціальну технологію виклику (набір для тестування), якщо додаткові пристрої або драйвери недоступні. Під час тестування на випромінювання від ненавмисного випромінювання передавач повинен бути переведений у режим прийому або режим очікування, якщо це можливо. Якщо режим лише прийому неможливий, тоді радіо має бути пасивним (бажано) та/або активним скануванням. У цих випадках це потребує ввімкнення активності на комунікаційній шині (тобто PCIe, SDIO, USB), щоб увімкнути схему ненавмисного радіатора. Випробувальним лабораторіям може знадобитися додати ослаблення або фільтри залежно від потужності сигналу будь-яких активних радіомаяків (якщо є) від увімкненого радіо. Див. ANSI C50, ANSI C63.4 і ANSI C63.10 для подальших загальних деталей тестування.

Продукт, який тестується, налаштований на посилання/асоціацію з партнерським пристроєм відповідно до звичайного використання продукту. Щоб полегшити тестування, виріб, що тестується, налаштований на передачу у високому циклі навантаження, наприклад, надсилаючи file або потокове передавання медіаконтенту.

Попередження FCC:
Будь-які зміни або модифікації, не схвалені прямо стороною, відповідальною за відповідність, можуть призвести до втрати права користувача використовувати обладнання. Цей пристрій відповідає частині 15 правил FCC. Експлуатація регулюється наступними двома умовами: (1) Цей пристрій не може створювати шкідливих перешкод і (2) Цей пристрій має приймати будь-які отримані перешкоди, включаючи перешкоди, які можуть спричинити небажану роботу

Документи / Ресурси

Walfront ESP32 WiFi і Bluetooth Модуль Інтернету речей [pdfПосібник користувача
ESP32, ESP32 WiFi і Bluetooth Модуль Інтернету речей, WiFi і Bluetooth Модуль Інтернету речей, Модуль Bluetooth Інтернету речей, Модуль Інтернету речей, Модуль речей, Модуль

Список літератури

Посібник користувача

Walfront ESP32 WiFi і Bluetooth Модуль Інтернету речей

Інформація про продукт