espressif ESP32-WROOM-32E Bluetooth Low Energy WiFi felhasználói kézikönyv
espressif ESP32-WROOM-32E Bluetooth Low Energy WiFi

Felettview

Az ESP32 -WROOM -32E egy nagy teljesítményű, általános WiFi -BT -BLE MCU modul, amely az alkalmazások széles skáláját célozza meg, kezdve az alacsony fogyasztású szenzorhálózatoktól a legigényesebb feladatokig, mint például a hangkódolás, a zene streaming és az MP3 dekódolás. Ez egy SMD modul 2.4 GHz-es PCB antennával. π hangoló áramkört tart fenn az antenna impedancia illesztésére. Ez az összes GPIO-val a kivezetésen van, kivéve azokat, amelyeket már használtak a flash csatlakoztatásához. A modul munkaköttage 3.0 V és 3.6 V között lehet. A frekvenciatartomány 2400 MHz és 2483.5 MHz között van. Külső 40 MHz órajelforrás a rendszerhez. Van egy 4 MB-os SPI flash is a felhasználói programok és adatok tárolására. Az ESP32 -WROOM -32E rendelési információi a következők:

Modul Chip beágyazva Vaku PSRAM Modul méretei (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 (beleértve a fém pajzsot is)
Megjegyzések:1. Egyedi megrendelésre ESP32-WROOM-32E (PCB) 8 MB flash vagy 16 MB flash.2. Részletes rendelési információkért kérjük, keresse ae Espressif Termékrendelési Tájékoztatóciója.3. Az IPEX csatlakozó méreteit lásd a 10. fejezetben.

A modul magja az ESP32 -D0WD -V3 chip*. A beágyazott chip méretezhető és adaptív. Két külön-külön vezérelhető CPU mag található, a CPU órajel frekvenciája pedig 80 MHz-től 240 MHz-ig állítható. A felhasználó kikapcsolhatja a CPU-t, és az alacsony fogyasztású társprocesszor segítségével folyamatosan figyelheti a perifériák változásait vagy küszöbértékek átlépését. Az ESP32 perifériák gazdag készletét integrálja, a kapacitív érintésérzékelőktől a Hall-érzékelőkig, az SD-kártya interfészen, az Etherneten, a nagy sebességű SPI-n, az UART-on, az I²S-en és az I²C-n keresztül.

Az ESP32-hez választott operációs rendszer a freeRTOS LwIP-vel; A TLS 1.2 hardveres gyorsítással is be van építve. A biztonságos (titkosított) over the air (OTA) frissítés is támogatott, így a felhasználók még a megjelenés után is frissíthetik termékeiket, minimális költséggel és erőfeszítéssel. A 2. táblázat az ESP32 WROOM 32E specifikációit tartalmazza.

2. táblázat: ESP32-WROOM-32E specifikációk

Kategóriák Tételek Műszaki adatok
Teszt megbízhatóság HTOL/HTSL/uHAST/TCT/ESD

Wi-Fi

Protokollok 802.11 b/g/n20/n40
A-MPDU és A-MSDU aggregáció és 0.4 másodperces őrzési intervallum támogatás
Frekvencia tartomány 2.412 GHz ~ 2.462 GHz

Bluetooth

Protokollok Bluetooth v4.2 BR/EDR és BLE specifikáció
Rádió NZIF vevő -97 dBm érzékenységgel
Class-1, Class-2 és Class-3 adó
AFH
Hang CVSD és SBC

Hardver

Modul interfészek SD kártya, UART, SPI, SDIO, I2C, LED PWM, motor PWM, I2S, IR, impulzusszámláló, GPIO, kapacitív érintésérzékelő, ADC, DAC
Chip-érzékelő Hall szenzor
Integrált kristály 40 MHz-es kristály
Integrált SPI vaku 4 MB
Integrált PSRAM
Működési voltage/Tápegység 3.0 V ~ 3.6 V
A tápegység által szállított minimális áram 500 mA
Ajánlott működési hőmérséklet-tartomány –40 °C ~ 85 °C
Csomag mérete (18.00±0.10) mm × (31.40±0.10) mm × (3.30±0.10) mm
Nedvességérzékenységi szint (MSL) 3. szint

Pin definíciók

Tű elrendezése
Tű elrendezése

Pin Leírás
Az ESP32 WROOM 32E 38 tűvel rendelkezik. Lásd a tű definícióit a 3. táblázatban.

Név Nem. Írja be Funkció
GND 1 P Föld
3V3 2 P Tápegység
EN 3 I Modul engedélyező jel. Aktív magas.
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 kristályoszcillátor bemenet), ADC1_CH4, TOUCH9, RTC_GPIO9
IO33 9 I/O GPIO33, XTAL_32K_N (32.768 kHz kristályoszcillátor kimenet), 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 Föld
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

Pántolócsapok
Az ESP32 öt hevedercsappal rendelkezik, amelyek a 6. vázlatos fejezetben láthatók:

  • MTDI
  • GPIO0
  • GPIO2
  • MTDO
  • GPIO5
    A szoftver a „GPIO_STRAPPING” regiszterből tudja kiolvasni ennek az öt bitnek az értékeit

A chip alaphelyzetbe állítása során minden rögzítőcsap a belső fel-/lehúzójához csatlakozik. Következésképpen, ha egy hevedercsap nincs csatlakoztatva, vagy a csatlakoztatott külső áramkör nagy impedanciájú, a belső gyenge fel-/lehúzás határozza meg a hevedercsapok alapértelmezett bemeneti szintjét. A pántolási bitértékek megváltoztatásához a felhasználók külső lehúzó/felhúzó ellenállásokat alkalmazhatnak, vagy a gazdagép MCU GPIO-jait használhatják a hangerő szabályozására.tagezeknek a tűknek a szintje az ESP32 bekapcsolásakor. Az alaphelyzetbe állítás után a hevedercsapok normál funkciójú csapokként működnek. Tekintse meg a 4. táblázatot a részletes rendszerindítási mód beállításához a rögzítőcsapok segítségével

Bootolási mód
Pin Alapértelmezett SPI Boot Letöltés Boot
GPIO0 Felhúzás 1 0
GPIO2 Lehúz Nem érdekel 0
Hibakeresési naplónyomtatás engedélyezése/letiltása U0TXD-n keresztül rendszerindítás közben
Pin Alapértelmezett U0TXD aktív U0TXD Néma
MTDO Felhúzás 1 0
Az SDIO Slave időzítése
Pin Alapértelmezett Leeső él Sampling Falling-edge kimenet Leeső él SamplingRising-edge Kimenet Felfutó él Sampling Falling-edge kimenet Felfutó él SamplingRising-edge Kimenet
MTDO Felhúzás 0 0 1 1
GPIO5 Felhúzás 0 1 0 1

Jegyzet:

  • A firmware konfigurálhatja a regiszterbiteket a ”Voltage of Internal LDO (VDD_SDIO)” és „Timing of SDIO Slave” rendszerindítás után.
  • Az MTDI belső felhúzó ellenállása (R9) nincs feltöltve a modulban, mivel az ESP32 -32E vaku és SRAM csak tápfeszültséget támogattage / 3.3 V (kimenet: VDD_SDIO)

Funkcionális leírás

Ez a fejezet az ESP32 -WROOM -32E-be integrált modulokat és funkciókat ismerteti

CPU és belső memória
Az ESP32 D0WD V3 két kis teljesítményű Xtensa ® 32 bites LX6 mikroprocesszort tartalmaz. A belső memória tartalma: • 448 KB ROM a rendszerindításhoz és az alapvető funkciókhoz.

  • 520 KB chipen lévő SRAM adatokhoz és utasításokhoz.
  • 8 KB SRAM az RTC-ben, amit RTC FAST Memorynak hívnak és adattárolásra lehet használni; a fő CPU eléri az RTC rendszerindítás során, mély alvó módból.
  • 8 KB SRAM az RTC-ben, amelyet RTC SLOW Memory-nak hívnak, és a társprocesszor mély alvó üzemmódban érheti el.
  • 1 Kbit eFuse: 256 bitet használ a rendszer (MAC-cím és chip-konfiguráció), a fennmaradó 768 bit pedig az ügyfélalkalmazások számára van fenntartva, beleértve a flash-titkosítást és a chip-azonosítót.

Külső flash és SRAM
Az ESP32 több külső QSPI flash és SRAM chipet támogat. További részletek az ESP32 Technical Reference Manual SPI fejezetében találhatók. Az ESP32 támogatja az AES-en alapuló hardveres titkosítást/dekódolást is, hogy megvédje a fejlesztők programjait és adatait a flash alatt. Az ESP32 nagy sebességű gyorsítótáron keresztül férhet hozzá a külső QSPI flash-hez és SRAM-hoz.

  • A külső flash egyidejűleg leképezhető a CPU utasítás memóriaterületére és a csak olvasható memóriaterületre. – Ha külső vakut hozzárendel a CPU utasításmemória területéhez, egyszerre akár 11 MB + 248 KB is leképezhető. Vegye figyelembe, hogy ha több mint 3 MB + 248 KB van leképezve, a gyorsítótár teljesítménye csökken a CPU spekulatív olvasása miatt. – Ha a külső vaku csak olvasható adatmemóriaterületre van leképezve, egyszerre akár 4 MB is leképezhető. A 8 bites, 16 bites és 32 bites olvasás támogatott.
  • A külső SRAM leképezhető a CPU adatmemória területére. Egyszerre akár 4 MB is leképezhető. A 8 bites, 16 bites és 32 bites olvasás és írás támogatott. Az ESP32 -WROOM -32E 4 MB SPI flash több memóriát integrál.

RTC és alacsony energiagazdálkodás
A fejlett energiagazdálkodási technológiák használatával az ESP32 válthat a különböző energiagazdálkodási módok között. Az ESP32 energiafogyasztásával kapcsolatos részletekért lásd az ESP32 felhasználói kézikönyv „RTC és alacsony energiagazdálkodás” című részét.

Perifériák és érzékelők

Jegyzet:
A 6-11, 16 vagy 17 tartományban lévő GPIO-k kivételével bármely GPIO-hoz külső csatlakozások létesíthetők. A 6-11 GPIO-k a modul integrált SPI-flashéhez csatlakoznak. A részleteket lásd a 6. vázlatos részben.

Elektromos jellemzők

Abszolút Maximális értékelések
Az alábbi táblázatban felsorolt ​​abszolút maximális értékeket meghaladó igénybevételek maradandó károsodást okozhatnak a készülékben. Ezek csak feszültségértékek, és nem vonatkoznak az eszköz olyan funkcionális működésére, amelynek meg kell felelnie az ajánlott működési feltételeknek.

  1. A modul megfelelően működött egy 24 órás, 25 °C-os környezeti hőmérsékleten végzett teszt után, és az IO-k három tartományban (VDD3P3_RTC, VDD3P3_CPU, VDD_SDIO) magas logikai szintet bocsátanak ki a földre.
  2. Az IO teljesítményéről lásd az ESP32 adatlap IO_MUX függelékét

Ajánlott működési feltételek

Szimbólum Paraméter Min Tipikus Max Egység
VDD33 Tápegység voltage 3.0 3.3 3.6 V
IV DD Az áramot külső tápegység szolgáltatja 0.5 A
T Üzemi hőmérséklet –40 85 °C

DC jellemzők (3.3 V, 25 °C)

Szimbólum Paraméter Min Typ Max Egység
CIN Pin-kapacitás 2 pF
VIH Magas szintű bemeneti voltage 0.75×VDD1 VDD1 + 0.3 V
VIL Alacsony szintű bemeneti voltage –0.3 0.25×VDD1 V
IIH Magas szintű bemeneti áram 50 nA
IIL Alacsony szintű bemeneti áram 50 nA
VOH Magas szintű kimenet voltage 0.8×VDD1 V
VOL Alacsony szintű kimenet voltage 0.1×VDD1 V
IOH Magas szintű forrásáram (VDD1 = 3.3 V, VOH >= 2.64 V, a kimeneti meghajtó erőssége a maximumra van állítva) VDD3P3_CPU teljesítménytartomány 1; 2 40 mA
VDD3P3_RTC 1. teljesítménytartomány; 2 40 mA
VDD_SDIO energiatartomány 1; 3 20 mA
Szimbólum Paraméter Min Typ Max Egység
IOL Alacsony szintű nyelőáram (VDD1 = 3.3 V, VOL = 0.495 V, a kimeneti meghajtó erőssége a maximumra van állítva) 28 mA
RPU A belső felhúzó ellenállás ellenállása 45
RPD A belső lehúzó ellenállás ellenállása 45
VIL_nRST Alacsony szintű bemeneti voltage a CHIP_PU-ból a chip kikapcsolásához 0.6 V

Megjegyzések:

  1. Az IO teljesítménytartományára vonatkozóan lásd az ESP32 adatlap IO_MUX függelékét. A VDD az I/O voltage a lábak egy adott teljesítménytartományához.
  2. A VDD3P3_CPU és a VDD3P3_RTC teljesítménytartomány esetében az ugyanabban a tartományban származó érintkezőnkénti áram fokozatosan csökken körülbelül 40 mA-ről körülbelül 29 mA-re, VOH>=2.64 V, az áramforrás érintkezők számának növekedésével.
  3. A VDD_SDIO teljesítménytartományban flash és/vagy PSRAM által elfoglalt érintkezőket kizártuk a tesztből.

Wi-Fi rádió

Paraméter Állapot Min Tipikus Max Egység
Működési frekvencia tartomány jegyzet1 2412 2462 MHz
RF teljesítmény 802.11b:26dBm802.11g:25.42dBm802.11n20:25.48dBm802.11n40:25.78dBm

dBm

Érzékenység 11b, 1 Mbps –98 dBm
11b, 11 Mbps –89 dBm
11g, 6 Mbps –92 dBm
11g, 54 Mbps –74 dBm
11n, HT20, MCS0 –91 dBm
11n, HT20, MCS7 –71 dBm
11n, HT40, MCS0 –89 dBm
11n, HT40, MCS7 –69 dBm
Szomszédos csatorna elutasítása 11g, 6 Mbps 31 dB
11g, 54 Mbps 14 dB
11n, HT20, MCS0 31 dB
11n, HT20, MCS7 13 dB

Bluetooth/BLE rádió

Paraméter Körülmények Min Typ Max Egység
Érzékenység: 30.8% PER –97 dBm
Maximális vett jel @30.8% PER 0 dBm
Társcsatorna C/I +10 dB

Szomszédos csatorna szelektivitás C/I

F = F0 + 1 MHz –5 dB
F = F0 – 1 MHz –5 dB
F = F0 + 2 MHz –25 dB
F = F0 – 2 MHz –35 dB
F = F0 + 3 MHz –25 dB
F = F0 – 3 MHz –45 dB

Sávon kívüli blokkoló teljesítmény

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
Intermodulációs –36 dBm

Adó

Paraméter Körülmények Min Typ Max Egység
RF frekvencia 2402 2480 MHz
Nyerje meg az irányítási lépést 3 dBm
RF teljesítmény szabályozási tartomány –12 +10 dBm
A szomszédos csatorna adási teljesítménye F = F0 ± 2 MHz –52 dBm
F = F0 ± 3 MHz –58 dBm
F = F0 ± > 3 MHz –60 dBm
f1átl 265 kHz
f2 max 247 kHz
f2átl./∆ f1átl –0.92
ICFT –10 kHz
Drift rate 0.7 kHz/50 s
Sodródás 2 kHz

Reflow Profile
Reflow Profile

Ramp -up zóna - Hőmérséklet: <150 Idő: 60 ~ 90s Ramp -felfutási sebesség: 1 ~ 3 /s Előmelegítő zóna – Hőmérséklet: 150 ~ 200 Idő: 60 ~ 120 s Ramp -felfutási sebesség: 0.3 ~ 0.8 /s
Visszafolyási zóna – Hőmérséklet: >217 7LPH60 ~ 90s; Csúcshőmérséklet: 235–250 (<245 ajánlott) Idő: 30–70 s
Hűtőzóna – Csúcshőmérséklet. ~ 180 Ramp -lefelé sebesség: -1 ~ -5 /s

Az antenna specifikációi

Az antenna specifikációi

Méretek:
Méretek

Mintarajzok:
Minta Plots

Minta Plots

Revíziótörténet

Dátum Változat Kiadási megjegyzések
2020.02 V0.1 Előzetes kiadás a CE és FCC tanúsításhoz.

OEM útmutató

  1. Alkalmazandó FCC-szabályok Ezt a modult a Single Modular Approval engedélyezi. Megfelel az FCC 15C. részének 15.247 szakasza szabályainak.
  2. A konkrét működési feltételek Ez a modul IoT-eszközökben használható. Az input voltage a modulra névlegesen 3.3V-3.6 V DC. A modul működési környezeti hőmérséklete -30 és 85 °C között van. Csak a beágyazott PCB antenna megengedett. Minden más külső antenna használata tilos.
  3. Korlátozott modul eljárások N/A
  4. Nyomantenna kialakítás N/A
  5. RF expozíciós szempontok
    A berendezés megfelel az FCC sugárterhelési határértékeinek, amelyeket ellenőrizetlen környezetre határoztak meg. A berendezés rendelkezik a rádiófrekvenciás kitettség további értékelésével, amely szükséges a Bluetooth rádió hordozható használatához < 20 cm a radiátor és a test között. A modul rádiófrekvenciás expozíciós állapotának mobilról hordozhatóra történő módosításához a Wi-Fi rádió le van tiltva.
  6. Antenna Antenna típusa: PCB antenna; Csúcserősítés: 3.40 dBi
  7. Címke és megfelelőségi információk Az OEM végtermékének külső címkéjén a következő szövegek szerepelhetnek: „Tartalmazza az FCC azonosítót: 2A9ZM-WROOM32E” vagy „FCC azonosítót: 2A9ZM-WROOM32E”.
  8. Információk a vizsgálati módokról és a további vizsgálati követelményekről
    a)A moduláris adót a modul kedvezményezettje teljes körűen tesztelte a szükséges számú csatornán, modulációs típuson és módban, ezért nem szükséges, hogy a gazdagép telepítője újra tesztelje az összes elérhető adómódot vagy beállítást. Javasoljuk, hogy a fogadó termék gyártója a moduláris adót telepítve végezzen vizsgálati méréseket annak igazolására, hogy az eredményül kapott kompozit rendszer nem lépi túl a hamis sugárzási határértékeket vagy a sávszél határértékeit (pl. ha egy másik antenna további sugárzást okozhat).
    b)A tesztelés során ellenőrizni kell azokat a kibocsátásokat, amelyek a kibocsátások más adókkal, digitális áramkörökkel való keveredése vagy a gazdatermék (ház) fizikai tulajdonságai miatt következhetnek be. Ez a vizsgálat különösen fontos több moduláris távadó integrálásakor, ahol a tanúsítás mindegyikük önálló konfigurációban történő tesztelésén alapul. Fontos megjegyezni, hogy a gazdatermékek gyártóinak nem szabad azt feltételezniük, hogy mivel a moduláris adó tanúsítvánnyal rendelkezik, semmilyen felelősséget nem vállalnak a végtermék megfelelőségéért.
    c)Ha a vizsgálat megfelelőségi aggályt jelez, a fogadó termék gyártója köteles enyhíteni a problémát. A moduláris adót használó gazdatermékekre az összes vonatkozó egyedi műszaki szabály, valamint a 15.5, 15.15 és 15.29 szakaszokban leírt általános működési feltételek vonatkoznak, hogy ne okozzanak interferenciát. A fogadó termék üzemeltetője köteles leállítani a készülék üzemeltetését az interferencia elhárításáig.
  9. Kiegészítő tesztelés, 15. rész, B. rész, felelősség kizárása A végső gazdagép/modul kombinációt az FCC 15B. részében foglalt, nem szándékos sugárzókra vonatkozó kritériumok alapján kell értékelni, hogy megfelelően engedélyezett legyen a 15. rész szerinti digitális eszközként való működésre.

FCC figyelmeztetés:
Bármilyen változtatás vagy módosítás, amelyet a megfelelőségért felelős fél kifejezetten nem hagyott jóvá, érvénytelenítheti a felhasználó jogosultságát a berendezés üzemeltetésére. Ez az eszköz megfelel az FCC-szabályok 15. részének. A működésre a következő két feltétel vonatkozik: (1) Ez az eszköz nem okozhat káros interferenciát, és (2) ennek az eszköznek el kell fogadnia minden interferenciát, beleértve a nem kívánt működést okozó interferenciát is.

Dokumentumok / Források

espressif ESP32-WROOM-32E Bluetooth Low Energy WiFi [pdf] Felhasználói kézikönyv
ESP32-WROOM-32E Bluetooth Low Energy WiFi, ESP32-WROOM-32E, Bluetooth Low Energy WiFi, Alacsony fogyasztású WiFi, Energia WiFi, WiFi

Hivatkozások

Hagyj megjegyzést

E-mail címét nem tesszük közzé. A kötelező mezők meg vannak jelölve *