Módulos Esp32 con Wi-Fi / Bluetooth: Guía de introducción.
Recientemente, la creación de aplicaciones inalámbricas se ha vuelto mucho más fácil debido a la aparición en el mercado de módulos prefabricados que admiten las interfaces inalámbricas más populares. Uno de los líderes en esta dirección es Espressif Systems, que ofrece microcircuitos y módulos convenientes y económicos con soporte para Wi-Fi y Bluetooth.
Actualidad de los sistemas SoC y del Esp32
El mercado de soluciones inalámbricas está creciendo rápidamente. Las tecnologías inalámbricas se utilizan en la vida cotidiana, en la medicina, en la producción y en el comercio. Esto fue posible gracias a dos factores. Si recientemente, para crear un dispositivo Wi-Fi o Bluetooth, un desarrollador tuvo que comenzar todo desde cero y usar un chip transceptor «desnudo», ahora ofrece no solo chips, sino también módulos listos para usar. Dichos módulos contienen todo lo necesario para implementar un canal inalámbrico, lo que simplifica enormemente el proceso de desarrollo. Por otro lado, la simplificación del desarrollo ha aumentado considerablemente el interés por las tecnologías inalámbricas de una amplia gama de usuarios. Y estamos hablando no solo de desarrolladores profesionales, sino también de aficionados.
En la actualidad, existen varios actores importantes en el mercado integrado inalámbrico. Entre ellos, cabe destacar especialmente las empresas Texas Instruments, STMicroelectronics, Microchip. Estos gigantes producen una amplia gama de chips y módulos inalámbricos que admiten varios estándares inalámbricos, incluidos Wi-Fi o Bluetooth. Al utilizar los productos de estas empresas, los desarrolladores reciben muchos beneficios:
- Acceso a una cadena de suministro confiable, ya que el desarrollador no debe preocuparse de que el fabricante desaparezca repentinamente y haya una escasez de componentes usados;
- Acceso a una amplia selección de herramientas de desarrollo y depuración: placas de depuración, entornos de desarrollo, bibliotecas, soluciones estándar y más;
- Excelente soporte informativo: artículos, publicaciones, comunidades de ingenieros, esquemas típicos, etc.
Al mismo tiempo, hay fabricantes menos conocidos en el mercado que se especializan en soluciones inalámbricas integradas y pueden ofrecer a los desarrolladores el mismo alto nivel de comodidad, pero por menos dinero. Espressif Systems es un ejemplo.
Primero fue al ESP8089.
Espressif Systems se fundó en 2008 en China y, después de solo cinco años de arduo trabajo, presentó el primer chip SoC inalámbrico para aplicaciones Wi-Fi: el ESP8089. Al año siguiente, la compañía lanzó el chip Wi-Fi ESP8266EX, que se volvió extremadamente popular entre los desarrolladores. En 2016, aprovechando el éxito, Espressif Systems presentó la nueva familia insignia ESP32, una de las primeras soluciones integradas que admite Wi-Fi y Bluetooth al mismo tiempo. Por lo tanto, la compañía ha crecido de una pequeña empresa emergente a una multinacional pionera en IoT en la industria de los semiconductores en diez años y fabricó más de 100 millones de chips entre 2014 y 2020.
Entre las ventajas de los productos Espressif Systems se encuentran:
- Una amplia gama de microcircuitos inalámbricos y módulos listos para usar con soporte para Wi-Fi y Bluetooth;
- Bajo costo y sin margen para la promoción de la marca;
- Garantía de lanzamiento de 12 años. Este punto es especialmente importante para los fabricantes de equipos industriales;
- Disponibilidad en el mercado mundial;
- Disponibilidad de una amplia gama de placas de depuración;
- Herramientas de desarrollo de software libre;
- Una rica selección de bibliotecas y soluciones listas para usar en la red.
Para los equipos industriales, es extremadamente importante que los componentes tengan un ciclo de vida prolongado garantizado. Esto también se aplica a la electrónica. Espressif garantiza oficialmente los siguientes ciclos de vida para sus productos:
- ESP8266 microcircuitos – 12 años, El 1 de enero de 2014;
- Módulos basados en ESP8266 – 12 años, a partir del 1 de enero de 2014;
- Placas de evaluación ESP8266: 12 años a partir del 1 de enero de 2014;
- ESP8285 – 10 años a partir del 1 de enero de 2016;
- Chips ESP32: 12 años, a partir del 1 de enero de 2016;
- Módulos basados en ESP32: 12 años, a partir del 1 de enero de 2016;
- Consejos de evaluación ESP32: 12 años a partir del 1 de enero de 2016.
Con base en estos datos, los desarrolladores pueden elegir la duración del ciclo de vida de sus dispositivos.
SoC inalámbricos de Espressif Systems, familia ESP826, ESP8285 y Esp32.
Espressif Systems actualmente produce dos tipos de SoC inalámbricos:
- Chips ESP8266 y ESP8285 con soporte para Wi-Fi;
- Familia ESP32 con soporte simultáneo de Wi-Fi y Bluetooth.
Todos los microcircuitos se suministran en un paquete QFN de 5 × 5 mm , excepto el chip ESP32-D0WDQ6 , que tiene un paquete QFN de 6 × 6 mm.
Los microcircuitos difieren entre sí en el tipo de procesador, la cantidad de memoria Flash incorporada, un conjunto de periféricos y el rango de voltajes de suministro. Para mayor claridad, se muestra las principales características distintivas de cada uno de los chips.
Tabla comparativa de circuitos integrados inalámbricos de Espressif Systems
Familia de chips ESP8266 Wi-Fi
El chip Wi-Fi ESP8266 se lanzó al mercado en 2014 y fue el primer gran éxito de Espressif Systems. ESP8266 puede funcionar como un controlador Wi-Fi inalámbrico independiente o actuar como un adaptador Wi-Fi para el procesador de control.
El dominio de RF incluye moduladores, generadores, un transformador de adaptación, un interruptor de encendido y un bucle de bloqueo de fase. Así, casi todos los elementos necesarios para crear un canal Wi-Fi inalámbrico, a excepción de la antena, ya están presentes en el ESP8266.
El dominio digital ESP8266 se basa en el procesador RISC Tensilica L106 de 32 bits con una frecuencia de funcionamiento de hasta 160 MHz. El procesador interactúa con la memoria y los periféricos mediante tres buses: iBus, dBus y AHB. El ESP8266 tiene 160 KB de RAM interna.
Cuando se opera bajo el control de un controlador externo, la interacción con el ESP8266 se realiza mediante la interfaz UART o SPI / SDIO. Si se supone que el ESP8266 funciona de forma autónoma, se requerirá un Flash externo para almacenar el programa de usuario, que está conectado a través de SPI. Al mismo tiempo, es posible utilizar no solo chips de memoria Single-SPI, sino también Double-SPI, así como Quad-SPI. La cantidad máxima de memoria flash externa es de 16 MB.
Cuando funciona de forma autónoma, la gran ventaja del ESP8266 son sus periféricos integrados:
- 17 puertos de E / S;
- Interfaces de comunicación (UART / SDIO / SPI / I²C / I²S);
- Cuatro canales PWM;
- Controlador de canal de comunicación por infrarrojos (IR);
- ADC de un solo canal de 10 bits.
Los creadores del ESP8266 entendieron claramente que uno de los mayores desafíos que enfrentan los diseñadores inalámbricos es reducir el consumo de energía. Cuando funciona con batería, es importante asegurarse de que el consumo medio de energía sea bajo y el voltaje de suministro lo más amplio posible. El microcircuito ESP8266 es capaz de funcionar con una tensión de alimentación de 2,5 … 3,6 V. Para reducir el consumo, se propone utilizar varios modos:
- Activo – modo activo, en el que el consumo total depende principalmente del consumo del dominio de RF;
- Modem-sleep: un modo en el que el núcleo del procesador permanece activo y el Wi-Fi se apaga cuando no hay intercambio de datos (mientras se mantiene la conexión). Consumo típico – 15 mA;
- Suspensión ligera: modo de suspensión, en el que el procesador y el Wi-Fi se encienden y apagan periódicamente: suspensión durante 300 ms y luego 3 ms de vigilia. Consumo típico – 0,9 mA;
- Sueño profundo: modo de sueño profundo, en el que la transmisión de mensajes a través de Wi-Fi es extremadamente rara. Durante los períodos de sueño, la unidad Wi-Fi está completamente desactivada. Consumo típico – 20 μA;
- Apagado: modo de espera con apagado completo. El consumo típico es de 0,5 μA.
Desde el comienzo del lanzamiento, el chip ESP8266 ha encontrado aplicación en una amplia variedad de áreas: en electrodomésticos y automatización, sistemas de iluminación inteligente y automatización industrial, en sensores autónomos, paneles de control, sistemas de seguridad, juguetes, etc.
Familia ESP8285
El chip Wi-Fi ESP8285 es una especie de actualización del chip ESP8266. La funcionalidad y el diagrama estructural del ESP8285 en general se mantuvieron sin cambios: las mismas capacidades de Wi-Fi y el mismo núcleo de procesador. Sin embargo, existen varias diferencias importantes.
En primer lugar, debe tenerse en cuenta que el ESP8285 tiene una memoria Flash incorporada de 1 MB para almacenar un programa de usuario. En este caso, se utiliza Dual-SPI para comunicarse con Flash. Este enfoque está claramente enfocado a crear soluciones ultracompactas con falta de espacio libre, en las que no hay posibilidad de colocar un chip de memoria externo. Además, la huella reducida y la menor cantidad de componentes pueden reducir el costo del dispositivo final.
En comparación con el ESP8266, los periféricos del ESP8285 no han cambiado.
El consumo del ESP8285 también se mantuvo al nivel del ESP8266, pero el rango de voltaje de suministro se ha reducido a 2.7 … 3.6 V. Esto debe tenerse en cuenta.
Las aplicaciones del ESP8285 son las mismas que las del ESP8266.
Familia de chips ESP32 Wi-Fi / Bluetooth
Después de la ola de popularidad del ESP8266, Espressif Systems decidió aprovechar su éxito y lanzó una familia completa de nuevos chips inalámbricos: el ESP32. En primer lugar, observamos que los chips ESP32 admiten dos de los protocolos inalámbricos más populares a la vez: Wi-Fi y Bluetooth. Además, gracias a la transición al proceso tecnológico de 40 nm, fue posible aumentar significativamente el grado de integración, ampliar la funcionalidad y reducir el consumo.
Al analizar la estructura de ESP32, puede ver los mismos dos dominios principales: digital y de alta frecuencia. Sin embargo, la composición de los dominios ha cambiado significativamente. Han aparecido un controlador Bluetooth integrado y bloques relacionados. ESP32 es compatible con Bluetooth v4.2 BR / EDR y BLE. Las especificaciones de Wi-Fi están aproximadamente a la par con ESP8266. Las especificaciones de Bluetooth se muestran abajo.
Mejoras introducidas por los SoC Esp32
Se pueden observar aún más cambios en la estructura del dominio digital.
- Los chips ESP32 utilizan el nuevo procesador Xtensa® LX6 de 32 bits de uno o dos núcleos con una frecuencia de funcionamiento máxima de hasta 240 MHz (160 MHz para ESP32-S0WD y ESP32-D2WD). Las características del nuevo procesador son:
- Conjunto de instrucciones de 16/24 bits;
- Soporte de punto flotante;
- Soporte de instrucción DSP (por ejemplo, multiplicación de 32 bits, división de 32 bits, multiplicación y acumulación de 40 bits);
- 32 vectores de interrupción de 70 fuentes;
- Depuración con JTAG.
- Además del procesador central, el ESP32 contiene un coprocesador ULP de bajo consumo adicional, que asume el control del sistema en los modos de bajo consumo.
- El ESP32 ha expandido significativamente la cantidad de memoria interna:
- 448 kB de ROM, que almacena el firmware funcional del módulo;
- 520 KB de RAM de uso general;
- Memoria RAM RTC FAST de 8 kB. Esta memoria puede ser utilizada por el procesador principal para almacenar datos, así como cuando se despierta del modo de suspensión profunda;
- Memoria RAM RTC SLOW de 8 kB. Esta memoria puede ser utilizada por el coprocesador ULP en modo de suspensión profunda;
- EFuse de 1 kbit: se utilizan 256 bits para las necesidades del sistema (dirección MAC y configuración del sistema), se pueden utilizar otros 788 bits a discreción del usuario;
- Flash integrado de 2 MB (solo ESP32-D2WD).
Además, la memoria ESP32 se puede ampliar con RAM externa (hasta 4 MB de SRAM) y Flash (hasta 16 MB).
Periféricos ampliados en el Esp32
- En comparación con el ESP8266, la capacidad y los periféricos en el ESP32 se han expandido significativamente:
- 34 puertos de E / S;
- Cuatro temporizadores de 64 bits con divisor de 16 bits;
- Tres temporizadores de vigilancia;
- Reloj en tiempo real con memoria incorporada;
- Además de las interfaces «tradicionales» UART / SDIO / SPI / I²C / I²S, hay soporte para CAN 0 y Ethernet MAC (con IEEE 1588);
- La capacidad de bits de ADC aumentó a 12 bits y el número de canales, hasta 18;
- Dos DAC de 8 bits;
- 10 canales táctiles para crear controles deslizantes, botones táctiles y más;
- Sensor Hall;
- Canales PWM para controlar motores eléctricos;
- 16 canales PWM independientes para control LED;
- Controlador de canal infrarrojo (IR);
- Aceleradores de hardware AES, SHA, RSA y ECC.
Es necesario decir por separado algo sobre el consumo de ESP32. En comparación con el ESP8266, el rango de voltaje de suministro se ha ampliado a 2,3 … 3,6 V. Además, la variedad de modos de funcionamiento ha aumentado significativamente, lo que da a los desarrolladores más espacio para maniobrar.
Modos de consumo de los ScC Esp32
El consumo en modo activo aún depende del funcionamiento de las interfaces inalámbricas. El consumo de ESP32 en el modo de suspensión del módem depende del número de núcleos del procesador y la frecuencia de funcionamiento. El modo de suspensión profunda se divide en tres submodos, que difieren en el estado y la actividad del coprocesador ULP de baja potencia. El modo de hibernación apaga todas las unidades del IC excepto el RTC. Este es el modo de potencia más bajo del ESP32, con solo 5 μA de corriente de suministro. Cabe recordar que en los chips ESP8266 el modo más económico era Deep-sleep con un consumo de 20 μA.
Modo | Consumo, mA |
---|---|
Transmisión 802.11b, DSSS 1 Mbps, POUT = +19.5 dBm | 240 |
Transmisión 802.11b, OFDM 54 dBm POUT = +16 dBm | 190 |
Transmisión 802.11g, OFDM MCS7, POUT = +14 dBm | 180 |
Recepción 802.11b / g / n | 95 … 100 |
Transmisión BT / BLE, POUT = 0 dBm | 130 |
Recibe BT / BLE | 95 … 100 |
La seguridad se está convirtiendo en un tema importante en el desarrollo de sistemas inalámbricos modernos. Una gran ventaja de ESP32 es la presencia de unidades de cifrado de hardware AES, SHA, RSA y ECC. Como sabe, la codificación es bastante costosa en términos de utilizar los recursos internos del procesador. Con aceleradores criptográficos integrados, la unidad de procesamiento central ESP32 se libera de las operaciones de rutina y puede hacer algo más útil.
La familia ESP32 comprende actualmente cuatro modelos:
- ESP32-D0WD es un procesador Xtensa® LX6 de doble núcleo de 32 bits con una frecuencia de funcionamiento máxima de hasta 240 MHz y un rendimiento máximo de 600 DMIPS. No hay Flash incorporado. Caja QFN48 5 × 5 mm. La impedancia de salida de Wi-Fi es 35 + j10 ohmios.
- ESP32-D0WDQ6 es un procesador Xtensa® LX6 de doble núcleo de 32 bits con una frecuencia de funcionamiento máxima de hasta 240 MHz y un rendimiento máximo de 600 DMIPS. No hay Flash incorporado. Cuerpo QFN48 6 × 6 mm. La impedancia de salida de Wi-Fi es 30 + j10 ohmios.
- ESP32-D2WD es un procesador Xtensa® LX6 de 32 bits de doble núcleo con una frecuencia de funcionamiento máxima de hasta 160 MHz y un rendimiento máximo de 400 DMIPS. Flash incorporado 2 MB. Diseño de caja QFN48 5 × 5 mm. Impedancia de salida Wi-Fi – 30 + j10 Ohm.
- ESP32-S0WD es un modelo con un procesador Xtensa® LX6 de un solo núcleo de 32 bits con una frecuencia operativa máxima de hasta 160 MHz y un rendimiento máximo de 200 DMIPS. No hay Flash incorporado. Diseño de caja QFN48 5 × 5 mm. La impedancia de salida de Wi-Fi es 30 + j10 ohmios.
Gracias a la expansión de la funcionalidad y la aparición de la compatibilidad con Bluetooth, la lista de aplicaciones del ESP32 se ha vuelto aún más diversa que la del ESP8266: concentradores de IoT, cámaras de vigilancia, aplicaciones de audio, etc.
Los chips ESP8266 / ESP8285 / ESP32 están altamente integrados y combinan una gran cantidad de bloques y elementos en un unos milímetros cuadrados. Sin embargo, esto no exime a los desarrolladores de la necesidad de utilizar componentes externos. Entonces, por ejemplo, para conectar un ESP32, necesitará aproximadamente 20 componentes externos. A esto se suma la necesidad de rutear la PCB. Por lo tanto, para los desarrolladores que están lejos de diseñar dispositivos RF, una forma más fácil de organizar un canal inalámbrico Wi-Fi o Bluetooth es elegir módulos listos para usar. Por conveniencia, mostramos los módulos y kits de depuración correspondientes a los microcircuitos discutidos anteriormente. Los módulos en sí se analizan en la siguiente sección.
Chip | Módulo | Placa de depuración |
---|---|---|
ESP32-D0WD | ESP32-WROOM-32D , ESP32-WROOM-32U , ESP32-WROVER-B , ESP32-WROVER-IB | ESP32-DevKitC |
ESP32-D0WDQ6 | ESP32-WROOM-32 , ESP32-WROVER , ESP32-WROVER-I | ESP32-DevKitC , ESP-WROVER-KIT , ESP32-LyraT , ESP32-LyraTD-MSC |
ESP32-D2WD | – | – |
ESP32-S0WD | ESP32-SOLO-1 | ESP32-DevKitC |
ESP8266EX | ESP-WROOM-02 , ESP-WROOM-02D , ESP-WROOM-02U , ESP-WROOM-S2 | ESP8266-DevKitC , lanzador ESP |
ESP8285 | – | – |
Soluciones inalámbricas listas de Espressif Systems
Los módulos inalámbricos disponibles en el mercado son ideales para aficionados, aspirantes a desarrolladores y aplicaciones comerciales y de otro tipo que requieren un tiempo de comercialización rápido con costos de desarrollo mínimos. Espressif Systems ofrece una amplia gama de módulos Wi-Fi y Wi-Fi / Bluetooth. La funcionalidad de los módulos está determinada principalmente por el microcircuito inalámbrico utilizado. Además, los módulos difieren en la cantidad de Flash y RAM, así como en el tipo de antena. Démos una breve descripción de cada uno de ellos.
Nombre | Chip | Dimensiones, mm | Numero de pines | Flash, MB | PSRAM, MB | Antena | Tablero de depuración |
---|---|---|---|---|---|---|---|
ESP32-WROOM-32 | ESP32-D0WDQ6 | 18 x 25,5 x 3,1 | 38 | 4 | – | tarjeta de circuito impreso | ESP32-DevKitC |
ESP32-WROOM-32D | ESP32-D0WD | 18 x 25,5 x 3,1 | 38 | 4 | – | tarjeta de circuito impreso | ESP32-DevKitC |
ESP32-WROOM-32U | ESP32-D0WD | 18 x 19,2 x 3,2 | 38 | 4 | – | U.FL | ESP32-DevKitC |
ESP32-WROVER | ESP32-D0WDQ6 | 18 x 31,4 x 3,3 | 38 | 4 | 8 | tarjeta de circuito impreso | ESP-WROVER-KIT |
ESP32-WROVER-I | ESP32-D0WDQ6 | 18 x 31,4 x 3,3 | 38 | 4 | 8 | U.FL | – |
ESP32-WROVER-B | ESP32-D0WD | 18 x 31,4 x 3,3 | 38 | 4 | 8 | tarjeta de circuito impreso | ESP32-DevKitC |
ESP32-WROVER-IB | ESP32-D0WD | 18 x 31,4 x 3,3 | 38 | 4 | 8 | U.FL | ESP32-DevKitC |
ESP32-PICO-D4 | ESP32 | 7 × 7 × 0,94 | 48 | 4 | – | n / A | ESP32-PICO-KIT |
ESP32-SOLO-1 | ESP32-S0WD | 18 x 25,5 x 3,1 | 38 | 4 | – | tarjeta de circuito impreso | ESP32-DevKitC |
ESP-WROOM-02 | ESP8266EX | 18 × 20 × 3 | 18 | 2 | – | tarjeta de circuito impreso | Lanzador ESP |
ESP-WROOM-02D | ESP8266EX | 18 × 20 × 3,2 | 18 | 2 | – | tarjeta de circuito impreso | ESP8266-DevKitC |
ESP-WROOM-02U | ESP8266EX | 18 x 14,3 x 3,2 | 18 | 2 | – | U.FL | ESP8266-DevKitC |
ESP-WROOM-S2 | ESP8266EX | 16 × 23 × 3 | 20 | 2 | – | tarjeta de circuito impreso | – |
Un inciso sobre el chip ESP32-PICO-D4
ESP32-PICO-D4 es el único módulo de encapsulado tipo «chip». A diferencia de los SoC discutidos anteriormente, el módulo ESP32-PICO-D4 es un microcircuito SiP. Es decir, los elementos del módulo no se colocan en uno, sino en diferentes cristales. El ESP32-PICO-D4 incluye todos los mismos componentes que el ESP32 SoC, incluido un procesador de doble núcleo, memoria y periféricos, pero este agrega 4 MB de memoria Flash, condensadores de desacoplamiento, inductores de filtrado, un diodo de protección TVS bidireccional y un Resonador de cuarzo 40 MHz. El módulo tiene un diseño de caja QFN-48 con dimensiones de 7x7x0,94 mm.
ESP32-PICO-D4 le permite reducir la lista de componentes usados y reducir significativamente el espacio de PCB. Esto puede resultar muy útil para aplicaciones móviles con limitaciones de espacio.
El grupo de módulos Wi-Fi basados en el chip ESP8266 consta de cuatro representantes.
ESP-WROOM-02 : unidad base con antena impresa de 2 dB y memoria adicional SPI-Flash de 2 MB. El módulo tiene unas dimensiones de 18x20x2,80 mm y está diseñado para montaje en superficie. Rango de temperatura de funcionamiento -40… 85ºС.
ESP-WROOM-02D es un módulo que se diferencia de ESP-WROOM-02 por la presencia de una pista de RF optimizada. Si ESP-WROOM-02 usa una cadena de coincidencia CCL, entonces ESP-WROOM-02D tiene una cadena de coincidencia CLC en la salida ANT. Las dimensiones del ESP-WROOM-02D se han aumentado ligeramente: 18x20x3,20 mm. El resto de módulos son idénticos. Esto se aplica a las dimensiones generales, la capacidad de memoria y el rango de temperatura.
ESP-WROOM-02U es un módulo de características idénticas al ESP-WROOM-02D, pero tiene dos diferencias importantes:
- En lugar de una antena impresa, aparece un conector FL;
- Las dimensiones del módulo resultan ser más compactas: 18 × 14.3 × 3.20 mm.
Tienen un diseño de pines similar.
ESP-WROOM-S2 es un módulo de antena impreso que puede actuar como esclavo SDIO / SPI con una frecuencia de funcionamiento SPI de hasta 8 Mbps. Además del chip ESP8266, el módulo tiene un SPI-Flash de 2 MB integrada. Las dimensiones del ESP-WROOM-S2 son 16x23x2,80 mm.
El grupo de módulos Wi-Fi / Bluetooth basados en el microchip ESP32 reúne a ocho representantes.
ESP32-SOLO-1 – Módulo Wi-Fi + BT + BLE basado en el chip ESP32-S0WD de un solo núcleo. Como se señaló anteriormente, el ESP32-S0WD es el miembro más joven de la familia ESP32. A pesar de esto, el ESP32-SOLO-1 se puede utilizar en una amplia gama de aplicaciones, desde sensores de baja potencia (la mejor opción) hasta aplicaciones para transmisión de audio inalámbrica.
El microchip ESP32-S0W ejecuta freeRTOS y usa la pila LwIP.
Este módulo cuenta con una antena impresa incorporada, 4 MB SPI-Flash y dimensiones de 18 × 25,5 × 3,10 mm.
ESP32-WROOM-32 es un módulo base que utiliza el chip ESP32-D0WDQ6 de alto rendimiento con un procesador de doble núcleo y una frecuencia de funcionamiento máxima de hasta 240 MHz. El chip ESP32-D0WDQ6 ejecuta freeRTOS y usa la pila LwIP.
El módulo tiene 4 MB SPI-Flash y una antena impresa. Debido a su alto rendimiento, el módulo se puede utilizar en una gama más amplia de aplicaciones en comparación con el ESP32-S0W. Las dimensiones del módulo son 18 × 25,5 × 3,10 mm. Rango de temperatura de funcionamiento -40… 85ºС.
ESP32-WROOM-32D es una modificación del módulo ESP32-WROOM-32 con una antena impresa y una ruta de RF optimizada. El resto de las características se mantuvieron sin cambios, incluidas las dimensiones, el volumen de flash y el rango de temperatura de funcionamiento.
ESP32-WROOM-32U es una modificación del módulo ESP32-WROOM-32D con un conector U.FL para conectar una antena externa. Debido a la falta de una antena impresa, las dimensiones del módulo se redujeron a 18 × 19,2 × 3,10 mm.
ESP32-WROVER es un módulo inalámbrico basado en el chip ESP32-D0WDQ6 con una cantidad significativa de memoria adicional: 4 MB SPI-Flash y 8 MB SPI-PSRAM. El chip ESP32-D0WDQ6 ejecuta freeRTOS y usa la pila LwIP. El módulo utiliza una antena impresa. Las dimensiones del ESP32-WROVER son 18 x 31,4 x 3,30 mm. Rango de temperatura de funcionamiento -40… 85ºС.
ESP32-WROVER-I es una modificación del módulo ESP32-WROVER con un conector IPEX para conectar una antena externa (análogo al conector U.FL).
ESP32-WROVER-B es una variante del ESP32-WROVER con una ruta de RF optimizada.ESP32-WROVER-IB es una modificación del módulo ESP32-WROVER-B con un conector IPEX para conectar una antena externa.
Para familiarizarse rápidamente con las capacidades de los módulos y microcircuitos de Espressif Systems, puede utilizar kits de depuración listos para usar.
Kits de depuración de Espressif Systems
Espressif Systems ofrece varios kits de depuración que le ayudan a familiarizarse rápidamente con las capacidades y características de los microcircuitos y módulos inalámbricos:
- kits de depuración para crear dispositivos Wi-Fi + BT / BLE basados en microcircuitos y módulos ESP32;
- kits de depuración para crear dispositivos Wi-Fi basados en microcircuitos y módulos ESP8266;
- kits de depuración para crear dispositivos Wi-Fi + BT / BLE con sensores.
Nombre | Flash / PSRAM | Características: | Módulo / Chip |
---|---|---|---|
ESP-EYE | Flash de 4 MB + PSRAM de 8 MB | Cámara de 2 MP, micro-USB, botones, LED | ESP32 |
ESP32-PICO-KIT | Flash de 4 MB | E / S, USB, botones, LED | ESP32-PICO-D4 |
ESP-WROVER-KIT | Flash de 4 MB + PSRAM de 4 MB | E / S, JTAG, USB, conector de cámara, tarjeta Micro SD, LCD, botones, LED | ESP32-WROVER |
ESP-WROVER-KIT-VB | Flash de 4 MB + PSRAM de 8 MB | E / S, JTAG, USB, conector de cámara, LCD, UART, SPI, tarjeta MicroSD, botones, LED | ESP32-WROVER-B |
ESP32-DevKitC | Flash de 4 MB | E / S, USB, botones, LED | ESP32-WROOM-32 , ESP32-WROOM-32D , ESP32-WROOM-32U , ESP32-SOLO-1 , ESP32-WROVER-B , ESP32-WROVER-IB |
ESP32-LyraTD-MSC | Flash de 4 MB + PSRAM de 4 MB | USB, I²S, SPI, conector para auriculares, altavoz, tarjeta Micro SD, JTAG, botones, LED | ESP32-WROVER |
ESP32-LyraT | Flash de 4 MB + PSRAM de 4 MB | Tarjeta Micro SD, Salida de audio, USB, Altavoz, Botones, Botones táctiles, LED | ESP32-WROVER |
Lanzador ESP | Flash SPI de 4 MB + Flash HSPI de 4 MB | E / S, USB, botones, LED | ESP8266EX |
ESP8266-DevKitC | Flash de 2 MB | HSPI, PWM, IR, I / O, ADC, UART, I²S, I²C, USB, botones | ESP-WROOM-02D , ESP-WROOM-02U |
Kit ESP32-Sense | Flash de 4 MB | E / S, USB, ESP-Prog, botones táctiles, LED | ESP32-WROOM-32 |
ESP-Prog | – | E / S, USB, conector para auriculares, botones, LED, botones, LED | Kit ESP32-Sense |
ESP32-MeshKit-Sense | Flash de 4 MB | E / S, USB, LCD, ESP-Prog, botones, LED | ESP32-WROOM-32 |
Breve descripción de los kits de depuración basados en ESP32.
Todos estos kits están alimentados y conectados a una PC a través de USB. Alternativamente, se pueden utilizar fuentes de alimentación de 5 / 3,3 V con conectores macho. Se ofrece el entorno ESP-IDF gratuito para crear programas.
ESP-EYE es una placa de desarrollo diseñada para crear aplicaciones de procesamiento y reconocimiento de audio. ESP-EYE, en particular, se puede utilizar en varios dispositivos de IoT. La placa incluye un chip inalámbrico ESP32, una cámara de video de 2 megapíxeles, PSRAM de 8 MB y Flash de 4 MB. La depuración se realiza mediante Micro-USB. Para la interacción con el usuario, la placa proporciona botones y LED.
ESP32-PICO-KIT es un kit de depuración que le permite familiarizarse con las capacidades del chip ESP32-PICO-D4 SiP. Además del microcircuito inalámbrico en sí, la placa contiene 4 MB de Flash, botones, LED y un conector Micro-USB para depuración. Cabe destacar que este kit se puede utilizar tanto de forma independiente como como parte de un sistema más complejo, ya que todos los pines del microcircuito ESP32-PICO-D4 son accesibles a través de los conectores ubicados en los laterales de la placa.
ESP-WROVER-KIT es una placa de desarrollo diseñada para crear dispositivos de alto rendimiento basados en módulos ESP32-WROVER. La placa tiene un rico conjunto de periféricos: LCD, LED RGB, tarjeta Micro SD, conector de cámara, flash de 4 MB y PSRAM cada uno. Se sugiere utilizar JTAG para cargar y depurar programas. La conexión USB se realiza mediante el puente USB-UART FT2232HL.
Las capacidades del ESP-WROVER-KIT se pueden ampliar conectando dispositivos externos adicionales.
ESP-WROVER-KIT-VB es un análogo de la placa ESP-WROVER-KIT, pero con el módulo ESP32-WROVER-B.
ESP32-DevKitC es un kit básico para trabajar con la familia de módulos ESP32-WROOM. Hay versiones de la placa de depuración para los módulos ESP32-WROOM-32, ESP32-WROOM-32D, ESP32-WROOM-32U, ESP32-SOLO-1, ESP32-WROVER-B, ESP32-WROVER-IB. La placa tiene un conjunto mínimo de elementos adicionales: Flash de 4 MB, botones, LED, un conector Micro-USB para depuración.
ESP32-LyraTD-MSC es una placa de desarrollo para crear aplicaciones de audio basadas en módulos ESP32-WROVER. La placa admite varios formatos de audio: AAC, FLAC, OPUS y OGG. También puede funcionar con DuerOS y el servicio de voz Alexa de Amazon.
ESP32-LyraT es otra placa de depuración para aplicaciones de audio basada en módulos ESP32-WROVER. Esta placa es una solución casi completa para dispositivos de audio inalámbricos y de alto rendimiento.
Actualmente, los kits de depuración para chips y módulos Wi-Fi basados en ESP8266 están representados por dos placas: ESP-Launcher y ESP8266-DevKitC.
ESP-Launcher es un kit de depuración de nivel de entrada con un conjunto limitado de periféricos (4 MB SPI-Flash + 4 MB HSPI-Flash, botones, LED, conector Micro-USB para depuración). Sin embargo, vale la pena señalar que todos los pines ESP8266 están conectados a pads externos, lo que le permite ampliar la funcionalidad de la placa de depuración a petición del usuario.
ESP8266-DevKitC es un kit de depuración de nivel de entrada para conocer y trabajar con los módulos ESP-WROOM-02D y ESP-WROOM-02U.
Dado que los sensores y las aplicaciones de sensores son uno de los segmentos de destino para los microcircuitos y módulos Espressif, un grupo separado debe incluir placas de depuración especializadas con sensores y botones táctiles:
- ESP32-Sense Kit : un kit de depuración para crear aplicaciones táctiles basadas en ESP32. Este kit consta de una placa base y varias tarjetas de expansión. Todos los elementos principales están ubicados en la placa base: chip inalámbrico, indicadores LCD, conectores y más. Las placas de expansión tienen varios botones y controles táctiles, en particular, deslizadores lineales y de anillo.
- ESP32-MeshKit-Sense : un kit de depuración para crear sensores independientes basados en módulos ESP32. Además del módulo inalámbrico a bordo, la placa tiene varios sensores: temperatura, presión, humedad. Ya que estamos hablando de dispositivos de bajo consumo, una función muy útil de la placa es la capacidad de medir el propio consumo del módulo inalámbrico en varios modos de funcionamiento.
Aparte, debe decirse que el depurador ESP-Prog, es necesario para programar y depurar chips y módulos inalámbricos fabricados por Espressif. El depurador utiliza el puente FT2232HL USB / UART. En este caso, se usa JTAG para depurar ESP32 y se usa una interfaz en serie para ESP8266.
En sucesivas entregas entraremos mas a fondo a analizar alguno de estos módulos que están teniendo un gran desarrollo en el campo maker y en el desarrollo del internet de las cosas.
Conclusión
Espressif Systems ofrece una amplia gama de microcircuitos inalámbricos y módulos listos para usar, para crear dispositivos Wi-Fi, así como dispositivos combinados Wi-Fi + BT / BLE. Entre las ventajas de los productos de Espressif Systems se encuentran el bajo costo, alta confiabilidad, un largo ciclo de vida garantizado, que es importante para los dispositivos industriales, la disponibilidad de herramientas de depuración disponibles y un sistema de soporte de información desarrollado para y por desarrolladores: foros, proyectos abiertos, documentación disponible, etc.