Arduino® Nano ESP32
Referenčný manuál produktu
Kód produktu: ABX00083

Nano ESP32 s hlavičkami

Popis
Arduino Nano ESP32 (s hlavičkami a bez nich) je doska typu Nano založená na ESP32-S3 (zabudovaná v NORA-W106-10B od u-blox®). Toto je prvá doska Arduino, ktorá je plne založená na ESP32 a je vybavená Wi-Fi® a Bluetooth® LE.
Nano ESP32 je kompatibilný s Arduino Cloud a má podporu pre MicroPython. Je to ideálna doska na začatie vývoja internetu vecí.
Cieľové oblasti:
Maker, IoT, MicroPython

Vlastnosti

Dvojjadrový 32-bitový mikroprocesor Xtensa® LX7

• Až 240 MHz
• 384 kB ROM
• 512 kB SRAM
• 16 kB SRAM v RTC (režim nízkej spotreby)
• Ovládač DMA

Sila

• Prevádzkový objemtage 3.3 V
• VBUS dodáva 5 V cez USB-C® konektor
• Rozsah VIN je 6-21 V

Konektivita

• WiFi®
• Bluetooth® LE
• Vstavaná anténa
• 2.4 GHz vysielač/prijímač
• Až 150 Mbps

Špendlíky

• 14x digitálny (21x vrátane analógového)
• 8x analógový (k dispozícii v režime RTC)
• SPI(D11,D12,D13), I2C (A4/A5), UART(D0/D1)

Komunikačné porty

• SPI
• I2C
• I2S
• UART
• CAN (TWAI®)

Nízky výkon

• Spotreba 7 μA v režime hlbokého spánku*
• Spotreba 240 μA v režime ľahkého spánku*
• RTC pamäť
• Ultra Low Power (ULP) koprocesor
• Jednotka správy napájania (PMU)
• ADC v režime RTC

*Uvedené hodnoty spotreby energie v režimoch nízkej spotreby platia len pre SoC ESP32-S3. Ostatné komponenty na doske (napríklad LED diódy) tiež spotrebúvajú energiu, čo zvyšuje celkovú spotrebu energie dosky.

Rada

Nano ESP32 je 3.3 V vývojová doska založená na NORA-W106-10B od u-blox®, modul, ktorý obsahuje systém ESP32-S3 na čipe (SoC). Tento modul podporuje Wi-Fi® a Bluetooth® Low Energy (LE) s ampuľahčená komunikácia cez vstavanú anténu. CPU (32-bitový Xtensa® LX7) podporuje taktovacie frekvencie až do 240 MHz.

1.1 Aplikácia Pramples
Domáca automatizácia: ideálna doska na automatizáciu vášho domova a možno ju použiť pre inteligentné spínače, automatické osvetlenie a motorické ovládanie napríklad motoricky ovládaných žalúzií.
Senzory internetu vecí: s niekoľkými vyhradenými kanálmi ADC, prístupnými zbernicami I2C/SPI a robustným rádiovým modulom na báze ESP32-S3 možno túto dosku jednoducho nasadiť na monitorovanie hodnôt senzorov.
Dizajn s nízkou spotrebou energie: vytvorte aplikácie napájané z batérie s nízkou spotrebou energie, využívajúc vstavané režimy nízkej spotreby ESP32-S3 SoC.

Jadro ESP32

Nano ESP32 používa Arduino Board Package pre dosky ESP32, odvodenie od jadra Espressif arduino-esp32.
Hodnotenie

Odporúčané prevádzkové podmienky

Funkčný Overview

Bloková schéma

Topológia dosky

5.1 Predné View
View z hornej strany

Hore View Arduino Nano ESP32

NORA-W106-10B (rádiový modul / MCU)

Nano ESP32 je vybavený samostatným rádiovým modulom NORA-W106-10B, v ktorom je zabudovaný SoC série ESP32-S3, ako aj vstavaná anténa. ESP32-S3 je založený na mikroprocesore Xtensa® série LX7.
6.1 Xtensa® dvojjadrový 32-bitový mikroprocesor LX7
Mikroprocesor pre ESP32-S3 SoC vnútri modulu NORA-W106 je dvojjadrový 32-bitový Xtensa® LX7. Každé jadro môže bežať na frekvencii až 240 MHz a má 512 kB SRAM pamäť. LX7 má tieto vlastnosti:

• 32-bitová prispôsobená inštrukčná sada
• 128-bitová dátová zbernica
• 32-bitový násobič / delič

LX7 má 384 kB ROM (Read Only Memory) a 512 kB SRAM (Static Random Access Memory). Je tiež vybavený pamäťou 8 kB RTC FAST a RTC SLOW. Tieto pamäte sú určené pre operácie s nízkou spotrebou energie, kde k SLOW pamäti môže pristupovať koprocesor ULP (Ulta Low Power), ktorý uchováva dáta v režime hlbokého spánku.
6.2 Wi-Fi®
Modul NORA-W106-10B podporuje štandardy Wi-Fi® 4 IEEE 802.11 b/g/n s výstupným výkonom EIRP až do 10 dBm. Maximálny dosah tohto modulu je 500 metrov.

• 802.11b: 11 Mbit/s
• 802.11g: 54 Mbit/s
• 802.11n: maximálne 72 Mbit/s pri HT-20 (20 MHz), maximálne 150 Mbit/s pri HT-40 (40 MHz)

6.3 Bluetooth®
Modul NORA-W106-10B podporuje Bluetooth® LE v5.0 s výstupným výkonom EIRP až do 10 dBm a prenosovou rýchlosťou až 2 Mbps. Má možnosť skenovať a inzerovať súčasne, ako aj podporu viacerých pripojení v periférnom/centrálnom režime.

6.4 PSRAM
Modul NORA-W106-10B obsahuje 8 MB vstavanej PSRAM. (osmičkové SPI)
6.5 Zosilnenie antény
Vstavaná anténa na module NORA-W106-10B využíva modulačnú techniku ​​GFSK s výkonnostnými hodnoteniami uvedenými nižšie:
Wi-Fi®:

• Typický vedený výstupný výkon: 17 dBm.
• Typický vyžarovaný výstupný výkon: 20 dBm EIRP.
• Citlivosť po vedení: -97 dBm.

Bluetooth® Low Energy:

• Typický vedený výstupný výkon: 7 dBm.
• Typický vyžarovaný výstupný výkon: 10 dBm EIRP.
• Citlivosť po vedení: -98 dBm.

Tieto údaje sú získané z údajového listu uBlox NORA-W10 (strana 7, časť 1.5), ktorý je k dispozícii tu.

Systém

7.1 Resetuje
ESP32-S3 má podporu pre štyri úrovne resetovania:

• CPU: resetuje jadro CPU0/CPU1
• Jadro: resetuje digitálny systém, okrem periférií RTC (koprocesor ULP, pamäť RTC).
• Systém: resetuje celý digitálny systém vrátane periférnych zariadení RTC.
• Čip: resetuje celý čip.

Je možné vykonať softvérový reset tejto dosky, ako aj získať dôvod resetovania.
Ak chcete vykonať hardvérový reset dosky, použite tlačidlo resetovania na doske (PB1).

7.2 časovače
Nano ESP32 má nasledujúce časovače:

• 52-bitový systémový časovač s 2x 52-bitovými čítačmi (16 MHz) a 3x komparátormi.
• 4x univerzálne 54-bitové časovače
• 3x watchdog časovače, dva v hlavnom systéme (MWDT0/1), jeden v module RTC (RWDT).

7.3 Prerušenia
Všetky GPIO na Nano ESP32 môžu byť nakonfigurované tak, aby sa používali ako prerušenia, a sú poskytované maticou prerušení.
Piny prerušenia sa konfigurujú na aplikačnej úrovni pomocou nasledujúcich konfigurácií:

• NÍZKA
• VYSOKÝ
• ZMENIŤ
• PADAJÚCI
• STÁVAJÚCE

Protokoly sériovej komunikácie

Čip ESP32-S3 poskytuje flexibilitu pre rôzne sériové protokoly, ktoré podporuje. NapríkladampI2C zbernicu možno priradiť takmer akémukoľvek dostupnému GPIO.

8.1 Inter-Integrated Circuit (I2C)
Predvolené piny:

• A4 – SDA
• A5 – SCL

Zbernica I2C je štandardne priradená k pinom A4/A5 (SDA/SCL) kvôli retro kompatibilite. Toto priradenie pinov sa však môže zmeniť kvôli flexibilite čipu ESP32-S3.
Piny SDA a SCL je možné priradiť väčšine GPIO, avšak niektoré z týchto pinov môžu mať iné základné funkcie, ktoré bránia úspešnému spusteniu operácií I2C.
Poznámka: mnoho softvérových knižníc používa štandardné priradenie pinov (A4/A5).

8.2 Inter-IC Sound (I2S)
Existujú dva ovládače I2S, ktoré sa zvyčajne používajú na komunikáciu so zvukovými zariadeniami. Pre I2S nie sú priradené žiadne špecifické piny, toto môže použiť akékoľvek bezplatné GPIO.
V štandardnom režime alebo režime TDM sa používajú nasledujúce riadky:

• MCLK – hlavné hodiny
• BCLK – bitové hodiny
• WS – výber slov
• DIN/DOUT – sériové údaje

Použitie režimu PDM:

• CLK – hodiny PDM
• sériové údaje DIN/DOUT

Prečítajte si viac o protokole I2S v Espressif's Peripheral API – InterIC Sounds (I2S)
8.3 Sériové periférne rozhranie (SPI)

• SCK – D13
• CIPO – D12
• COPI – D11
• CS – D10

Ovládač SPI je štandardne priradený k vyššie uvedeným kolíkom.
8.4 Univerzálny asynchrónny prijímač/vysielač (UART)

• D0 / TX
• D1 / RX

Ovládač UART je štandardne priradený k vyššie uvedeným kolíkom.

8.5 Dvojvodičové automobilové rozhranie (TWAI®)
Ovládač CAN/TWAI® sa používa na komunikáciu so systémami pomocou protokolu CAN/TWAI®, ktorý je obzvlášť bežný v automobilovom priemysle. Pre CAN/TWAI® radič nie sú priradené žiadne špecifické piny, je možné použiť akékoľvek voľné GPIO.
Poznámka: TWAI® je tiež známy ako CAN2.0B alebo „CAN classic“. Ovládač CAN NIE JE kompatibilný s rámami CAN FD.

Externá flash pamäť

Nano ESP32 je vybavený 128 Mbit (16 MB) externým flash diskom, GD25B128EWIGR (U3). Táto pamäť je pripojená k ESP32 cez Quad Serial Peripheral Interface (QSPI).
Pracovná frekvencia tohto integrovaného obvodu je 133 MHz a má rýchlosť prenosu dát až 664 Mbit/s.

USB konektor

Nano ESP32 má jeden port USB-C®, ktorý sa používa na napájanie a programovanie vašej dosky, ako aj na odosielanie a prijímanie sériovej komunikácie.
Upozorňujeme, že dosku by ste nemali napájať viac ako 5 V cez port USB-C®.

Možnosti napájania

Napájanie je možné buď cez VIN pin, alebo cez USB-C® konektor. Akýkoľvek objtagVstup cez USB alebo VIN je znížený na 3.3 V pomocou prevodníka MP2322GQH (U2).
Operačný objtage pre túto dosku je 3.3 V. Upozorňujeme, že na tejto doske nie je k dispozícii žiadny 5V kolík, iba VBUS môže poskytnúť 5 V, keď je doska napájaná cez USB.

11.1 Strom výkonu

11.2 Pin objtage
Všetky digitálne a analógové kolíky na Nano ESP32 sú 3.3 V. Nepripájajte žiadne vyššie napätietage zariadenia na niektorý z kolíkov, pretože hrozí poškodenie dosky.
11.3 Hodnotenie VIN
Odporúčaný vstupný objtagRozsah je 6-21 V.
Nemali by ste sa pokúšať napájať dosku objtage mimo odporúčaný rozsah, najmä nie vyššie ako 21 V.
Účinnosť meniča závisí od vstupného objtage cez VIN kolík. Pozrite si nižšie uvedený priemer pre prevádzku dosky s normálnou spotrebou prúdu:

• 4.5 V – >90 %.
• 12 V – 85-90%
• 18 V – <85 %

Tieto informácie sú získané z údajového listu MP2322GQH.

11.4 VBUS
Na Nano ESP5 nie je k dispozícii žiadny 32V kolík. 5 V je možné poskytnúť iba cez VBUS, ktorý je napájaný priamo zo zdroja USB-C®.
Pri napájaní dosky cez pin VIN sa pin VBUS neaktivuje. To znamená, že nemáte možnosť poskytnúť 5 V z dosky, pokiaľ nie je napájané cez USB alebo externe.
11.5 Pomocou 3.3 V kolíka
3.3 V kolík je pripojený k 3.3 V koľajnici, ktorá je pripojená k výstupu znižovacieho prevodníka MP2322GQH. Tento kolík sa primárne používa na napájanie externých komponentov.
11.6 Pinový prúd
GPIO na Nano ESP32 dokážu spracovať zdrojové prúdy až do 40 mA a záchytné prúdy až do 28 mA. Nikdy nepripájajte zariadenia, ktoré odoberajú vyšší prúd, priamo k GPIO.
Mechanické informácie

Pinout

12.1 analógový (JP1)

12.2 digitálny (JP2)

*CIPO/COPI/CS nahrádza terminológiu MISO/MOSI/SS.

Montážne otvory a obrys dosky

Prevádzka dosky

14.1 Začíname – IDE
Ak chcete naprogramovať svoj Nano ESP32 v režime offline, musíte si nainštalovať Arduino IDE [1]. Na pripojenie Nano ESP32 k vášmu počítaču budete potrebovať USB kábel Type-C®, ktorý môže tiež napájať dosku, ako indikuje LED (DL1).

14.2 Začíname – Arduino Web redaktor
Všetky dosky Arduino, vrátane tejto, fungujú na Arduine hneď po vybalení Web Editor [2], stačí nainštalovať jednoduchý plugin.
Arduino Web Editor je hosťovaný online, preto bude vždy aktuálny s najnovšími funkciami a podporou pre všetky nástenky. Postupujte podľa [3] a začnite kódovať v prehliadači a nahrajte svoje náčrty na svoju nástenku.
14.3 Začíname – Arduino Cloud
Všetky produkty s podporou IoT Arduino sú podporované na Arduino Cloud, ktorý vám umožňuje zaznamenávať, zobrazovať grafy a analyzovať dáta senzorov, spúšťať udalosti a automatizovať váš domov alebo firmu.
14.4 Online zdroje
Teraz, keď ste si prešli základy toho, čo môžete s doskou robiť, môžete preskúmať nekonečné možnosti, ktoré poskytuje, a to kontrolou vzrušujúcich projektov na Arduino Project Hub [4], Arduino Library Reference [5] a online obchode [6. ]; kde si budete môcť doplniť svoju dosku o senzory, akčné členy a ďalšie.
14.5 Obnova dosky
Všetky dosky Arduino majú vstavaný bootloader, ktorý umožňuje flashovanie dosky cez USB. V prípade, že náčrt zablokuje procesor a doska už nie je dostupná cez USB, je možné vstúpiť do režimu bootloader dvojitým stlačením tlačidla reset hneď po zapnutí.
Certifikácie

Vyhlásenie o zhode CE DoC (EU)

Na vlastnú zodpovednosť vyhlasujeme, že vyššie uvedené produkty sú v súlade so základnými požiadavkami nasledujúcich smerníc EÚ, a preto spĺňajú podmienky pre voľný pohyb v rámci trhov zahŕňajúcich Európsku úniu (EÚ) a Európsky hospodársky priestor (EHP).

Vyhlásenie o zhode s EÚ RoHS a REACH 211
01. 19. 2021

Dosky Arduino sú v súlade s RoHS 2 Smernicou Európskeho parlamentu 2011/65/EÚ a RoHS 3 Smernicou 2015/863/EÚ Rady zo 4. júna 2015 o obmedzení používania určitých nebezpečných látok v elektrických a elektronických zariadeniach.

Výnimky : Nežiada sa o žiadne výnimky.
Dosky Arduino sú plne v súlade so súvisiacimi požiadavkami nariadenia Európskej únie (ES) 1907/2006 o registrácii, hodnotení, autorizácii a obmedzovaní chemikálií (REACH). Nevyhlasujeme žiadne z látok SVHC  https://echa.europa.eu/web/guest/candidate-list-table), Kandidátsky zoznam látok vzbudzujúcich veľmi veľké obavy na autorizáciu, ktorý v súčasnosti zverejnila agentúra ECHA, je prítomný vo všetkých produktoch (a tiež v balení) v celkovom množstve v koncentrácii 0.1 % alebo vyššej. Podľa našich najlepších vedomostí tiež vyhlasujeme, že naše produkty neobsahujú žiadnu z látok uvedených na „Zozname autorizácií“ (príloha XIV nariadení REACH) a látky vzbudzujúce veľmi veľké obavy (SVHC) v žiadnom významnom množstve, ako je špecifikované. podľa prílohy XVII zoznamu kandidátskych látok zverejneného agentúrou ECHA (Európska chemická agentúra) 1907/2006/ES.

Vyhlásenie o konfliktných mineráloch

Ako globálny dodávateľ elektronických a elektrických komponentov si Arduino uvedomuje svoje záväzky v súvislosti so zákonmi a nariadeniami týkajúcimi sa nerastov z konfliktov, konkrétne so zákonom Dodd-Frank Wall Street Reform and Consumer Protection Act, sekcia 1502. Arduino priamo negeneruje ani nespracúva konflikty. minerály ako cín, tantal, volfrám alebo zlato. Konfliktné minerály sú obsiahnuté v našich výrobkoch vo forme spájky, alebo ako súčasť kovových zliatin. V rámci našej primeranej povinnej starostlivosti spoločnosť Arduino kontaktovala dodávateľov komponentov v rámci nášho dodávateľského reťazca, aby overila, či pokračujú v súlade s predpismi. Na základe doteraz získaných informácií vyhlasujeme, že naše produkty obsahujú konfliktné minerály pochádzajúce z oblastí bez konfliktov.

Pozor FCC

Akékoľvek zmeny alebo úpravy, ktoré nie sú výslovne schválené stranou zodpovednou za zhodu, môžu zrušiť oprávnenie používateľa prevádzkovať zariadenie.
Toto zariadenie je v súlade s časťou 15 pravidiel FCC. Prevádzka podlieha týmto dvom podmienkam:

1. Toto zariadenie nesmie spôsobovať škodlivé rušenie
2. toto zariadenie musí akceptovať akékoľvek prijaté rušenie, vrátane rušenia, ktoré môže spôsobiť nežiaducu činnosť.

Vyhlásenie FCC o vystavení RF žiareniu:

1. Tento vysielač nesmie byť umiestnený alebo prevádzkovaný v spojení s akoukoľvek inou anténou alebo vysielačom.
2. Toto zariadenie spĺňa limity vystavenia vysokofrekvenčnému žiareniu stanovené pre nekontrolované prostredie.
3. Toto zariadenie by malo byť inštalované a prevádzkované s minimálnou vzdialenosťou 20 cm medzi chladičom a vašim telom.

Poznámka: Toto zariadenie bolo testované a bolo zistené, že vyhovuje limitom pre digitálne zariadenie triedy B podľa časti 15 pravidiel FCC. Tieto limity sú navrhnuté tak, aby poskytovali primeranú ochranu pred škodlivým rušením pri inštalácii v obytných priestoroch. Toto zariadenie generuje, používa a môže vyžarovať rádiofrekvenčnú energiu a ak nie je nainštalované a používané v súlade s pokynmi, môže spôsobiť škodlivé rušenie rádiovej komunikácie. Neexistuje však žiadna záruka, že pri konkrétnej inštalácii nedôjde k rušeniu. Ak toto zariadenie spôsobuje škodlivé rušenie rádiového alebo televízneho príjmu, čo sa dá zistiť vypnutím a zapnutím zariadenia, používateľovi sa odporúča, aby sa pokúsil napraviť rušenie jedným alebo viacerými z nasledujúcich opatrení:

• Presmerujte alebo premiestnite prijímaciu anténu.
• Zväčšite vzdialenosť medzi zariadením a prijímačom.
• Zapojte zariadenie do zásuvky v inom okruhu, ako je ten, ku ktorému je pripojený prijímač.
• Požiadajte o pomoc predajcu alebo skúseného rádio/TV technika.

Používateľské príručky pre rádiové zariadenia bez licencie musia obsahovať nasledujúce alebo ekvivalentné upozornenie na viditeľnom mieste v používateľskej príručke alebo alternatívne na zariadení alebo na oboch. Toto zariadenie je v súlade so štandardom RSS bez licencie Industry Canada. Prevádzka podlieha týmto dvom podmienkam:

1. toto zariadenie nesmie spôsobovať rušenie
2. toto zariadenie musí akceptovať akékoľvek rušenie, vrátane rušenia, ktoré môže spôsobiť nežiaducu činnosť zariadenia.

Varovanie IC SAR:
Toto zariadenie by malo byť inštalované a prevádzkované s minimálnou vzdialenosťou 20 cm medzi radiátorom a vaším telom.
Dôležité: Prevádzková teplota EUT nemôže presiahnuť 85 ℃ a nemala by byť nižšia ako -40 ℃.
Arduino Srl týmto vyhlasuje, že tento produkt je v súlade so základnými požiadavkami a ďalšími príslušnými ustanoveniami smernice 201453/EÚ. Tento produkt je povolené používať vo všetkých členských štátoch EÚ.

Informácie o spoločnosti

Referenčná dokumentácia

Denník zmien

Upravené: 29/01/2024

Dokumenty / zdroje

Arduino Nano ESP32 s hlavičkami [pdfPoužívateľská príručka Nano ESP32 s hlavičkami, Nano, ESP32 s hlavičkami, s hlavičkami, hlavičky

Referencie

• Používateľská príručka