espressif ESP32-WROOM-32E Bluetooth Low Energy WiFi Užívateľská príručka
Espressif ESP32-WROOM-32E Bluetooth s nízkou energiou WiFi

Koniecview

ESP32 -WROOM -32E je výkonný, generický modul WiFi -BT -BLE MCU, ktorý sa zameriava na širokú škálu aplikácií, od nízkoenergetických senzorových sietí až po najnáročnejšie úlohy, ako je kódovanie hlasu, streamovanie hudby a dekódovanie MP3. Toto je SMD modul s 2.4 GHz PCB anténou na doske. Pre impedančné prispôsobenie antény si vyhradzuje ladiaci obvod π. Je so všetkými GPIO na pin-out okrem tých, ktoré sa už používajú na pripojenie blesku. Pracovná časť modulu voltage môže byť v rozsahu od 3.0 V do 3.6 V. Frekvenčný rozsah je 2400 MHz až 2483.5 MHz. Externý 40 MHz zdroj hodín pre systém. Nechýba ani 4 MB SPI flash pre ukladanie užívateľských programov a dát. Informácie o objednávaní ESP32 -WROOM -32E sú uvedené nasledovne:

modul Vložený čip Flash PSRAM Rozmery modulu (mm)
ESP32-WROOM-32E ESP32-D0WD-V3 4 MB 1 XNUMX / (18.00 ± 0.10) X (25.50 ± 0.10) X (3.10 ± 0.10) mm (vrátane kovového štítu)
Poznámky: 1. ESP32-WROOM-32E (PCB) s 8 MB flash alebo 16 MB flash je k dispozícii na zákazku.2. Pre podrobné informácie o objednávke prosím viďe Informácie o objednávaní produktov Espressifovanie.3. Rozmery konektora IPEX nájdete v kapitole 10.

Jadrom modulu je čip ESP32 -D0WD -V3*. Vložený čip je navrhnutý tak, aby bol škálovateľný a adaptívny. K dispozícii sú dve jadrá CPU, ktoré možno samostatne ovládať, a frekvencia hodín CPU je nastaviteľná od 80 MHz do 240 MHz. Používateľ môže tiež vypnúť CPU a využiť koprocesor s nízkou spotrebou energie na neustále monitorovanie periférií, či nedošlo k zmenám alebo prekročeniu prahových hodnôt. ESP32 integruje bohatú sadu periférií, od kapacitných dotykových senzorov, Hallových senzorov, rozhrania SD karty, Ethernetu, vysokorýchlostného SPI, UART, I²S a I²C

Operačný systém zvolený pre ESP32 je freeRTOS s LwIP; Zabudovaný je aj TLS 1.2 s hardvérovou akceleráciou. Podporovaná je aj zabezpečená (šifrovaná) aktualizácia vzduchom (OTA), takže používatelia môžu upgradovať svoje produkty aj po ich vydaní s minimálnymi nákladmi a úsilím. Tabuľka 2 poskytuje špecifikácie ESP32 WROOM 32E.

Tabuľka 2: Špecifikácie ESP32-WROOM-32E

kategórie Položky Špecifikácie
Test Spoľahlivosť HTOL/HTSL/uHAST/TCT/ESD

Wi-Fi

Protokoly 802.11 b/g/n20/n40
Agregácia A-MPDU a A-MSDU a podpora v intervaloch stráženia 0.4 s
Frekvenčný rozsah 2.412 GHz ~ 2.462 GHz

Bluetooth

Protokoly Špecifikácia Bluetooth v4.2 BR/EDR a BLE
Rádio NZIF prijímač s citlivosťou –97 dBm
Vysielač triedy 1, triedy 2 a triedy 3
AFH
Zvuk CVSD a SBC

Hardvér

Modulové rozhrania SD karta, UART, SPI, SDIO, I2C, LED PWM, Motor PWM, I2S, IR, počítadlo impulzov, GPIO, kapacitný dotykový senzor, ADC, DAC
Snímač na čipe Hallov senzor
Integrovaný kryštál 40 MHz kryštál
Integrovaný blesk SPI 4 MB
Integrovaná PSRAM
Prevádzkový objemtage/Napájanie 3.0 V ~ 3.6 V
Minimálny prúd dodávaný napájacím zdrojom 500 mA
Odporúčaný rozsah prevádzkových teplôt –40 °C ~ 85 °C
Veľkosť balenia (18.00±0.10) mm × (31.40±0.10) mm × (3.30±0.10) mm
Úroveň citlivosti na vlhkosť (MSL) Úroveň 3

Definície pinov

Pripnúť rozloženie
Pripnúť rozloženie

Popis pinu
ESP32 WROOM 32E má 38 pinov. Pozrite si definície pinov v tabuľke 3.

Meno Nie Typ Funkcia
GND 1 P Ground
3V3 2 P Napájanie
EN 3 I Signál aktivácie modulu. Aktívna vysoká.
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 (vstup kryštálového oscilátora 32.768 kHz), ADC1_CH4,TOUCH9, RTC_GPIO9
IO33 9 I/O GPIO33, XTAL_32K_N (32.768 kHz výstup kryštálového oscilátora), 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 Ground
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
IO16 27 I/O GPIO16, HS1_DATA4, U2RXD, EMAC_CLK_OUT
IO17 28 I/O GPIO17, HS1_DATA5, U2TXD, EMAC_CLK_OUT_180 –
IO5 29 I/O GPIO5, VSPICS0, HS1_DATA6, EMAC_RX_CLK
IO18 30 I/O GPIO18, VSPICLK, HS1_DATA7

Špendlíky
ESP32 má päť pripevňovacích kolíkov, ktoré môžete vidieť v kapitole 6 Schémy:

  • MTDI
  • GPIO0
  • GPIO2
  • MTDO
  • GPIO5
    Softvér dokáže prečítať hodnoty týchto piatich bitov z registra „GPIO_STRAPPING“

Každý páskovací kolík je počas resetovania čipu pripojený k svojmu vnútornému ťahaniu-nahor/nadol. V dôsledku toho, ak je páskovací kolík odpojený alebo pripojený externý obvod má vysokú impedanciu, vnútorné slabé vytiahnutie/vytiahnutie – dole určí predvolenú vstupnú úroveň páskovacích kolíkov. Ak chcete zmeniť hodnoty páskovacieho bitu, používatelia môžu použiť externé odpory sťahovania/vyťahovania alebo použiť GPIO hostiteľského MCU na ovládanie objemutage úroveň týchto kolíkov pri zapnutí ESP32. Po uvoľnení resetu fungujú pripínacie kolíky ako kolíky normálnej funkcie. Pozrite si Tabuľku 4, kde nájdete podrobnú konfiguráciu bootovacieho režimu pomocou pripevňovacích kolíkov

Režim zavádzania
Pin Predvolené SPI Boot Stiahnite si Boot
GPIO0 Vytiahnutie 1 0
GPIO2 Sťahovanie nadol Nestaraj sa 0
Povolenie/zakázanie tlače denníka ladenia cez U0TXD počas zavádzania
Pin Predvolené U0TXD Aktívny U0TXD Tichý
MTDO Vytiahnutie 1 0
Načasovanie SDIO Slave
Pin Predvolené Klesajúca hrana Sampling Výstup s klesajúcou hranou Klesajúca hrana SamplingRising-edge Výstup Stúpajúca hrana Sampling Výstup s klesajúcou hranou Stúpajúca hrana SamplingRising-edge Výstup
MTDO Vytiahnutie 0 0 1 1
GPIO5 Vytiahnutie 0 1 0 1

Poznámka:

  • Firmvér dokáže nakonfigurovať bity registrov na zmenu nastavení ”Voltage interného LDO (VDD_SDIO)” a “Načasovanie SDIO Slave” po zavedení.
  • Vnútorný pull up rezistor (R9) pre MTDI nie je osadený v module, pretože flash a SRAM v ESP32 -32E podporujú iba napájací objemtage 3.3 V (výstup cez VDD_SDIO)

Popis funkcie

Táto kapitola popisuje moduly a funkcie integrované v ESP32 -WROOM -32E

CPU a interná pamäť
ESP32 D0WD V3 obsahuje dva nízkoenergetické mikroprocesory Xtensa ® 32 bit LX6. Vnútorná pamäť obsahuje: • 448 KB ROM pre bootovanie a základné funkcie.

  • 520 KB SRAM na čipe pre dáta a inštrukcie.
  • 8 KB SRAM v RTC, ktorá sa nazýva RTC FAST Memory a môže byť použitá na ukladanie dát; pristupuje k nemu hlavný CPU počas spúšťania RTC z režimu hlbokého spánku.
  • 8 KB SRAM v RTC, čo sa nazýva RTC SLOW Memory a môže k nemu pristupovať koprocesor počas režimu hlbokého spánku.
  • 1 Kbit eFuse: 256 bitov sa používa pre systém (MAC adresa a konfigurácia čipu) a zvyšných 768 bitov je vyhradených pre zákaznícke aplikácie, vrátane flash-šifrovania a čipu -ID.

Externý Flash a SRAM
ESP32 podporuje viacero externých QSPI flash a SRAM čipov. Viac podrobností nájdete v kapitole SPI v technickom referenčnom manuáli ESP32. ESP32 tiež podporuje hardvérové ​​šifrovanie/dešifrovanie založené na AES na ochranu programov a údajov vývojárov vo formáte flash. ESP32 má prístup k externému QSPI flash a SRAM cez vysokorýchlostné vyrovnávacie pamäte.

  • Externý flash môže byť mapovaný do pamäťového priestoru inštrukcií CPU a pamäťového priestoru len na čítanie súčasne. – Keď je externý flash namapovaný do pamäťového priestoru inštrukcií CPU, naraz je možné namapovať až 11 MB + 248 KB. Upozorňujeme, že ak je namapovaných viac ako 3 MB + 248 KB, výkon vyrovnávacej pamäte sa zníži v dôsledku špekulatívnych čítaní procesorom. – Keď je externý flash namapovaný do priestoru dátovej pamäte len na čítanie, naraz je možné namapovať až 4 MB. Podporované sú 8-bitové, 16-bitové a 32-bitové čítanie.
  • Externá SRAM môže byť mapovaná do dátovej pamäte CPU. Naraz je možné mapovať až 4 MB. Podporované sú 8-bitové, 16-bitové a 32-bitové čítanie a zápis. ESP32 -WROOM -32E integruje 4 MB SPI flash viac pamäte.

RTC a správa nízkej spotreby
S využitím pokročilých technológií správy napájania môže ESP32 prepínať medzi rôznymi režimami napájania. Podrobnosti o spotrebe energie ESP32 v rôznych režimoch napájania nájdete v časti „RTC a Low – Power Management“ v používateľskej príručke k ESP32.

Periférne zariadenia a senzory

Poznámka:
Externé pripojenia je možné vykonať k akémukoľvek GPIO okrem GPIO v rozsahu 6 -11, 16 alebo 17. GPIO 6 -11 sú pripojené k integrovanému SPI flash modulu. Podrobnosti nájdete v časti 6 Schémy.

Elektrické charakteristiky

Absolútne maximálne hodnotenia
Napätie presahujúce absolútne maximálne hodnoty uvedené v tabuľke nižšie môže spôsobiť trvalé poškodenie zariadenia. Toto sú len záťažové hodnotenia a nevzťahujú sa na funkčnú prevádzku zariadenia, ktorá by mala dodržiavať odporúčané prevádzkové podmienky.

  1. Modul fungoval správne po 24-hodinovom teste pri teplote okolia pri 25 °C a IO v troch doménach (VDD3P3_RTC, VDD3P3_CPU, VDD_SDIO) vydávajú na zem vysokú logickú úroveň.
  2. Výkon IO nájdete v prílohe IO_MUX k údajovému listu ESP32

Odporúčané prevádzkové podmienky

Symbol Parameter Min Typické Max Jednotka
VDD33 Napájací zdroj voltage 3.0 3.3 3.6 V
IV DD Prúd dodávaný externým napájaním 0.5 A
T Prevádzková teplota –40 85 °C

Charakteristiky jednosmerného prúdu (3.3 V, 25 °C)

Symbol Parameter Min Typ Max Jednotka
CIN Kapacita pinov 2 pF
VIH Vysokoúrovňový vstup objtage 0.75 × VDD1 VDD1 + 0.3 V
VIL Nízkoúrovňový vstup objtage –0.3 0.25 × VDD1 V
IIH Vstupný prúd vysokej úrovne 50 nA
IIL Nízkoúrovňový vstupný prúd 50 nA
VOH Vysokoúrovňový výstup objtage 0.8 × VDD1 V
VOL Nízkoúrovňový výstup objtage 0.1 × VDD1 V
IOH Vysokoúrovňový zdrojový prúd (VDD1 = 3.3 V, VOH >= 2.64 V, výstupná sila pohonu nastavená na maximum) Výkonová doména VDD3P3_CPU 1; 2 40 mA
Výkonová doména VDD3P3_RTC 1; 2 40 mA
Výkonová doména VDD_SDIO 1; 3 20 mA
Symbol Parameter Min Typ Max Jednotka
IOL Nízkoúrovňový klesajúci prúd (VDD1 = 3.3 V, VOL = 0.495 V, výstupná sila pohonu nastavená na maximum) 28 mA
RPU Odpor vnútorného pull-up rezistora 45
RPD Odpor vnútorného sťahovacieho odporu 45
VIL_nRST Nízkoúrovňový vstup objtage CHIP_PU na vypnutie čipu 0.6 V

Poznámky:

  1. Pozrite si prílohu IO_MUX údajového listu ESP32 pre výkonovú doménu IO. VDD je I/O zväzoktage pre konkrétnu výkonovú doménu kolíkov.
  2. Pre napájaciu doménu VDD3P3_CPU a VDD3P3_RTC sa prúd na kolík z rovnakej domény postupne znižuje z približne 40 mA na približne 29 mA, VOH > = 2.64 V, ako sa zvyšuje počet kolíkov zdroja prúdu.
  3. Piny obsadené flash a/alebo PSRAM v napájacej doméne VDD_SDIO boli z testu vylúčené.

Wi-Fi rádio

Parameter Podmienka Min Typické Max Jednotka
Rozsah prevádzkovej frekvencie poznámka1 2412 2462 MHz
RF napájanie 802.11b:26dBm802.11g:25.42dBm802.11n20:25.48dBm802.11n40:25.78dBm

dBm

Citlivosť 11b, 1 Mbps –98 dBm
11b, 11 Mbps –89 dBm
11 g, 6 Mbps –92 dBm
11 g, 54 Mbps –74 dBm
11n, HT20, MCSO –91 dBm
11n, HT20, MCSO –71 dBm
11n, HT40, MCSO –89 dBm
11n, HT40, MCSO –69 dBm
Odmietnutie susedného kanála 11 g, 6 Mbps 31 dB
11 g, 54 Mbps 14 dB
11n, HT20, MCSO 31 dB
11n, HT20, MCSO 13 dB

Rádio Bluetooth/BLE

Parameter Podmienky Min Typ Max Jednotka
Citlivosť @30.8% PER –97 dBm
Maximálny prijatý signál @30.8% PER 0 dBm
Spoločný kanál C/I +10 dB

Selektivita susedného kanála 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

Výkon blokovania mimo pásma

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
Intermodulace –36 dBm

Vysielač

Parameter Podmienky Min Typ Max Jednotka
RF frekvencia 2402 2480 MHz
Krok získania kontroly 3 dBm
Rozsah ovládania RF výkonu –12 +10 dBm
Vysielací výkon susedného kanála F = FO ± 0 MHz –52 dBm
F = FO ± 0 MHz –58 dBm
F = FO ± > 0 MHz –60 dBm
f1 priem 265 kHz
f2 max 247 kHz
f2 priem/∆ f1 priem –0.92
ICFT –10 kHz
Miera driftu 0.7 kHz/50 s
Unášanie 2 kHz

Reflow Profile
Reflow Profile

Ramp horná zóna — Teplota: <150 Čas: 60 ~ 90 s Ramp rýchlosť zvýšenia: 1 ~ 3 /s Predhrievacia zóna — Teplota: 150 ~ 200 Čas: 60 ~ 120 s Ramp rýchlosť zvýšenia: 0.3 ~ 0.8 /s
Zóna pretavenia — Teplota: >217 7LPH60 ~ 90s; Špičková teplota: 235 ~ 250 (<245 odporúčaných) Čas: 30 ~ 70 s
Chladiaca zóna — Peak Temp. ~ 180 Ramp -rýchlosť poklesu: -1 ~ -5 /s

Špecifikácia antény

Špecifikácia antény

Rozmery:
Rozmery

Vzorové grafy:
Vzorové grafy

Vzorové grafy

História revízií

Dátum Verzia Poznámky k vydaniu
2020.02 V0.1 Predbežné vydanie na certifikáciu CE& FCC.

OEM usmernenie

  1. Platné pravidlá FCC Tento modul je udelený jednotným modulárnym schválením. Je v súlade s požiadavkami FCC časť 15C, časť 15.247 pravidiel.
  2. Špecifické prevádzkové podmienky použitia Tento modul je možné použiť v zariadeniach internetu vecí. Vstupný objtage do modulu je nominálne 3.3 V-3.6 V DC. Prevádzková teplota okolia modulu je -30 až 85 stupňov C. Povolená je len zabudovaná anténa PCB. Akákoľvek iná externá anténa je zakázaná.
  3. Postupy obmedzeného modulu N/A
  4. Dizajn stopovej antény N/A
  5. Úvahy o vystavení RF
    Zariadenie vyhovuje limitom FCC pre vystavenie žiareniu stanoveným pre nekontrolované prostredie. Zariadenie má dodatočné hodnotenie vystavenia rádiovému žiareniu potrebné na prenosné použitie rádia Bluetooth < 20 cm medzi žiaričom a telom. Pre zmenu podmienok vystavenia modulu RF z mobilného na prenosné je Wi-Fi rádio deaktivované.
  6. Anténa Typ antény: PCB anténa; Špičkový zisk: 3.40 dBi
  7. Štítok a informácie o zhode Na vonkajšom štítku na koncovom produkte OEM môže byť uvedené napríklad toto: „Obsahuje vysielací modul FCC ID: 2A9ZM-WROOM32E“ alebo „Obsahuje FCC ID: 2A9ZM-WROOM32E“.
  8. Informácie o testovacích režimoch a dodatočných testovacích požiadavkách
    a)Modulárny vysielač bol plne otestovaný príjemcom modulu na požadovanom počte kanálov, typoch modulácie a režimoch, nemalo by byť potrebné, aby inštalatér hostiteľa znovu testoval všetky dostupné režimy alebo nastavenia vysielača. Odporúča sa, aby výrobca hostiteľského produktu, ktorý inštaluje modulárny vysielač, vykonal nejaké vyšetrovacie merania, aby potvrdil, že výsledný kompozitný systém neprekračuje limity rušivých emisií alebo limity okrajov pásma (napr. ak iná anténa môže spôsobovať dodatočné emisie).
    b)Testovanie by malo kontrolovať emisie, ktoré sa môžu vyskytnúť v dôsledku zmiešavania emisií s inými vysielačmi, digitálnymi obvodmi alebo v dôsledku fyzikálnych vlastností hostiteľského produktu (krytu). Tento prieskum je obzvlášť dôležitý pri integrácii viacerých modulárnych vysielačov, kde je certifikácia založená na testovaní každého z nich v samostatnej konfigurácii. Je dôležité poznamenať, že výrobcovia hostiteľských produktov by nemali predpokladať, že pretože modulárny vysielač je certifikovaný, nenesú žiadnu zodpovednosť za zhodu konečného produktu.
    c)Ak vyšetrovanie naznačí problém s dodržiavaním predpisov, výrobca hostiteľského produktu je povinný problém zmierniť. Hostiteľské produkty využívajúce modulárny vysielač podliehajú všetkým príslušným individuálnym technickým pravidlám, ako aj všeobecným prevádzkovým podmienkam uvedeným v častiach 15.5, 15.15 a 15.29, aby nespôsobovali rušenie. Prevádzkovateľ hostiteľského produktu bude povinný zastaviť prevádzku zariadenia, kým nebude rušenie odstránené.
  9. Dodatočné testovanie, časť 15 podčasť B zrieknutie sa zodpovednosti Konečná kombinácia hostiteľa/modulu musí byť vyhodnotená podľa kritérií FCC časti 15B pre neúmyselné žiariče, aby bola riadne autorizovaná na prevádzku ako digitálne zariadenie podľa časti 15.

Varovanie 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 nasledujúcim dvom podmienkam: (1) Toto zariadenie nesmie spôsobovať škodlivé rušenie a (2) Toto zariadenie musí akceptovať akékoľvek prijaté rušenie, vrátane rušenia, ktoré môže spôsobiť nežiaducu prevádzku.

Dokumenty / zdroje

Espressif ESP32-WROOM-32E Bluetooth s nízkou energiou WiFi [pdfPoužívateľská príručka
ESP32-WROOM-32E Bluetooth Low Energy WiFi, ESP32-WROOM-32E, Bluetooth Low Energy WiFi, Low Energy WiFi, Energy WiFi, WiFi

Referencie

Zanechajte komentár

Vaša emailová adresa nebude zverejnená. Povinné polia sú označené *