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CPU Espressif ESP32-S2 WROOM LX32 a 7 bit

Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-PRODOTTO

Specifiche

  • MCU: ESP32-S2
  • Hardware: Wifi
  • Frequenza Wi-Fi: 2412 ~ 2462 MHz

Informazioni su questo documento

  • Questo documento fornisce le specifiche per il modulo ESP32-S2-WROOM e ESP32-S2-WROOM-I.

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Certificazione

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  • Copyright © 2020 Espressif Systems (Shanghai) Co., Ltd. Tutti i diritti riservati.

Modulo finitoview

Caratteristiche
MCU

  • Microprocessore LX32 single-core a 2 bit Xtensa® ESP32-S7 integrato, fino a 240 MHz
  • 128 KB di ROM
  • 320 KB di SRAM
  • 16 KB di SRAM in RTC

Wifi

  • 802.11b/g/n
  • Velocità in bit: 802.11n fino a 150 Mbps
  • Aggregazione A-MPDU e A-MSDU
  •  Supporto dell'intervallo di guardia di 0.4 µs
  • Intervallo di frequenza centrale del canale operativo: 2412 ~ 2462 MHz

Hardware

  • Interfacce: GPIO, SPI, LCD, UART, I2C, I2S, interfaccia telecamera, IR, contatore di impulsi, LED PWM, USB OTG 1.1, ADC, DAC, sensore tattile, sensore di temperatura
  • Oscillatore a cristallo da 40 MHz
  • Flash Spia da 4 MB
  • Volume di eserciziotage/Alimentazione: 3.0 ~ 3.6 V
  • Intervallo di temperatura di esercizio: –40 ~ 85 °C
  • Dimensioni: (18 × 31 × 3.3) mm

Certificazione

  • Certificazione verde: Direttiva RoHS/REACH
  •  Certificazione RF: FCC/CE-ROSSO/SRRC

Test

  • HTOL/HTSL/uHAST/TCT/ESD

Descrizione

  • ESP32-S2-WROOM e ESP32-S2-WROOM-I sono due moduli MCU Wi-Fi generici e potenti dotati di un ricco set di periferiche. Costituiscono la scelta ideale per un'ampia varietà di scenari applicativi relativi all'Internet delle cose (IoT), all'elettronica indossabile e alla casa intelligente.
  • ESP32-S2-WROOM viene fornito con un'antenna PCB e ESP32-S2-WROOM-I con un'antenna IPEX. Entrambi sono dotati di un flash SPI esterno da 4 MB. Le informazioni contenute in questa scheda tecnica sono applicabili a entrambi i moduli.
    Le informazioni per l'ordinazione dei due moduli sono elencate di seguito:

Tabella 1: Informazioni per l'ordine

Modulo Chip incorporato Flash Dimensioni modulo (mm)
ESP32-S2-WROOM (PCB) ESP32-S2 4 MB (18.00±0.15)×(31.00±0.15)×(3.30±0.15)
ESP32-S2-WROOM-I (IPEX)
Appunti
  1. Il modulo con varie capacità di flash è disponibile per ordini personalizzati.
  2. Per le dimensioni del connettore IPEX vedere la Sezione 7.3.
  • Al centro di questo modulo c'è ESP32-S2 *, una CPU Xtensa® LX32 a 7 bit che funziona fino a 240 MHz. Il chip è dotato di un coprocessore a basso consumo che può essere utilizzato al posto della CPU per risparmiare energia durante l'esecuzione di attività che non richiedono molta potenza di calcolo, come il monitoraggio delle periferiche. ESP32-S2 integra un ricco set di periferiche, che vanno da SPI, I²S, UART, I²C, LED PWM, LCD, interfaccia fotocamera, ADC, DAC, sensore tattile, sensore di temperatura, nonché fino a 43 GPIO. Include anche un'interfaccia USB On-The-Go (OTG) a piena velocità per consentire la comunicazione USB.

Nota
* Per ulteriori informazioni su ESP32-S2, fare riferimento alla scheda tecnica ESP32-S2.

 Applicazioni

  • Hub di sensori IoT generico a basso consumo
  • Registratori di dati IoT generici a basso consumo
  • Telecamere per lo streaming video
  • Dispositivi over-the-top (OTT).
  • Dispositivi USB
  • Riconoscimento vocale
  • Riconoscimento delle immagini
  • Rete Mesh
  • Domotica
  • Pannello di controllo della casa intelligente
  • Edificio intelligente
  • Automazione industriale
  • Agricoltura intelligente
  • Applicazioni audio
  • Applicazioni sanitarie
  • Giocattoli abilitati Wi-Fi
  • Elettronica indossabile
  • Applicazioni per la vendita al dettaglio e la ristorazione
  • Macchine POS intelligenti

Definizioni dei pin

 Layout pin

Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-014

Figura 1: disposizione dei pin del modulo (in alto View)

Nota
Il diagramma dei pin mostra la posizione approssimativa dei pin sul modulo. Per lo schema meccanico effettivo, fare riferimento alla Figura 7.1 Dimensioni fisiche.

 Descrizione del pin

Il modulo ha 42 pin. Vedere le definizioni dei pin nella tabella 2.
Sistemi Espressif

Tabella 2: Definizioni dei pin

Nome NO. Tipo Funzione
Terra 1 P Terra
3V3 2 P Alimentazione elettrica
IO0 3 I/O/T RTC_GPIO0, GPIO0
IO1 4 I/O/T RTC_GPIO1, GPIO1, TOUCH1, ADC1_CH0
IO2 5 I/O/T RTC_GPIO2, GPIO2, TOUCH2, ADC1_CH1
IO3 6 I/O/T RTC_GPIO3, GPIO3, TOUCH3, ADC1_CH2
IO4 7 I/O/T RTC_GPIO4, GPIO4, TOUCH4, ADC1_CH3
IO5 8 I/O/T RTC_GPIO5, GPIO5, TOUCH5, ADC1_CH4
IO6 9 I/O/T RTC_GPIO6, GPIO6, TOUCH6, ADC1_CH5
IO7 10 I/O/T RTC_GPIO7, GPIO7, TOUCH7, ADC1_CH6
IO8 11 I/O/T RTC_GPIO8, GPIO8, TOUCH8, ADC1_CH7
IO9 12 I/O/T RTC_GPIO9, GPIO9, TOUCH9, ADC1_CH8, FSPIHD
IO10 13 I/O/T RTC_GPIO10, GPIO10, TOUCH10, ADC1_CH9, FSPICS0, FSPIIO4
IO11 14 I/O/T RTC_GPIO11, GPIO11, TOUCH11, ADC2_CH0, FSPID, FSPIIO5
IO12 15 I/O/T RTC_GPIO12, GPIO12, TOUCH12, ADC2_CH1, FSPICLK, FSPIIO6
IO13 16 I/O/T RTC_GPIO13, GPIO13, TOUCH13, ADC2_CH2, FSPIQ, FSPIIO7
IO14 17 I/O/T RTC_GPIO14, GPIO14, TOUCH14, ADC2_CH3, FSPIWP, FSPIDQS
IO15 18 I/O/T RTC_GPIO15, GPIO15, U0RTS, ADC2_CH4, XTAL_32K_P
IO16 19 I/O/T RTC_GPIO16, GPIO16, U0CTS, ADC2_CH5, XTAL_32K_N
IO17 20 I/O/T RTC_GPIO17, GPIO17, U1TXD, ADC2_CH6, DAC_1
IO18 21 I/O/T RTC_GPIO18, GPIO18, U1RXD, ADC2_CH7, DAC_2, CLK_OUT3
IO19 22 I/O/T RTC_GPIO19, GPIO19, U1RTS, ADC2_CH8, CLK_OUT2, USB_D-
IO20 23 I/O/T RTC_GPIO20, GPIO20, U1CTS, ADC2_CH9, CLK_OUT1, USB_D+
IO21 24 I/O/T RTC_GPIO21, GPIO21
IO26 25 I/O/T SPICS1, GPIO26
Terra 26 P Terra
IO33 27 I/O/T SPIIO4, GPIO33, FSPIHD
IO34 28 I/O/T SPIIO5, GPIO34, FSPICS0
IO35 29 I/O/T SPIIO6, GPIO35, FSPID
IO36 30 I/O/T SPIIO7, GPIO36, FSPICLK
IO37 31 I/O/T SPIDQS, GPIO37, FSPIQ
IO38 32 I/O/T GPIO38,FSPIWP
IO39 33 I/O/T MTCK, GPIO39, CLK_OUT3
IO40 34 I/O/T MTDO, GPIO40, CLK_OUT2
IO41 35 I/O/T MTDI, GPIO41, CLK_OUT1
IO42 36 I/O/T MTMS, GPIO42
TXD0 37 I/O/T U0TXD, GPIO43, CLK_OUT1
RXD0 38 I/O/T U0RXD, GPIO44, CLK_OUT2
IO45 39 I/O/T GPIO45
IO46 40 I GPIO46
Nome NO. Tipo

Funzione

EN 41 I Alto: acceso, abilita il chip. Basso: spento, il chip si spegne.

Nota: Non lasciare fluttuante il pin EN.

Terra 42 P Terra

Avviso
Per le configurazioni dei pin delle periferiche, fare riferimento al Manuale utente ESP32-S2.

 Perni di reggiatura
ESP32-S2 ha tre pin di reggiatura: GPIO0, GPIO45, GPIO46. La mappatura pin-pin tra ESP32-S2 e il modulo è la seguente, che può essere vista nel capitolo 5 Schemi:

  • GPIO0 = IO0
  •  GPIO45 = IO45
  • GPIO46 = IO46
  • Il software può leggere i valori dei bit corrispondenti dal registro "GPIO_STRAPPING".
  • Durante il ripristino del sistema del chip (ripristino all'accensione, ripristino del watchdog RTC, ripristino del brownout, ripristino del super watchdog analogico e ripristino del rilevamento dei guasti dell'orologio a cristallo), i fermi dei perni di reggiatura si bloccano.ample il voltage livellare come bit di "0" o "1" e mantenere questi bit finché il chip non viene spento o spento.
  • IO0, IO45 e IO46 sono collegati al pull-up/pull-down interno. Se non sono collegati o il circuito esterno collegato è ad alta impedenza, il debole pull-up/pull-down interno determinerà il livello di ingresso predefinito di questi pin di fissaggio.
  • Per modificare i valori dei bit di strapping, gli utenti possono applicare le resistenze di pull-down/pull-up esterne o utilizzare i GPIO dell'MCU host per controllare il volumetagIl livello di questi pin all'accensione ESP32-S2.
  • Dopo il ripristino, i perni di reggiatura funzionano come perni con funzione normale.
    Fare riferimento alla Tabella 3 per una configurazione dettagliata della modalità di avvio dei perni di fissaggio.

Tabella 3: Perni di reggiatura

VDD_SPI voltage 1
Spillo Predefinito 3.3 Volt 1.8 Volt
IO45 Tirare giù 0 1
Modalità di avvio
Spillo Predefinito Avvio SPI Scarica Boot
IO0 Trazione 1 0
IO46 Tirare giù Non importa 0
Abilitare/disabilitare la stampa del codice ROM durante l'avvio 3 4
Spillo Predefinito Abilitato Disabilitato
IO46 Tirare giù Vedi la quarta nota Vedi la quarta nota

Nota

  1. Il firmware può configurare i bit di registro per modificare le impostazioni di "VDD_SPI Voltage”.
  2. La resistenza pull-up interna (R1) per IO45 non è popolata nel modulo, poiché la flash nel modulo funziona a 3.3 V per impostazione predefinita (uscita da VDD_SPI). Assicurarsi che IO45 non venga portato in alto quando il modulo è alimentato da un circuito esterno.
  3. Il codice ROM può essere stampato su TXD0 (per impostazione predefinita) o DAC_1 (IO17), a seconda del bit eFuse.
  4. Quando il valore di eFuse UART_PRINT_CONTROL è:
    la stampa è normale durante l'avvio e non è controllata da IO46.
    1. e IO46 è 0, la stampa è normale durante l'avvio; ma se IO46 è 1, la stampa è disabilitata.
    2. nd IO46 è 0, la stampa è disabilitata; ma se IO46 è 1, la stampa è normale.
    3. la stampa è disabilitata e non controllata da IO46.

Caratteristiche elettriche

Valutazioni massime assolute

Tabella 4: Punteggi massimi assoluti

Simbolo

Parametro Minimo Massimo

Unità

VDD33 Volume di alimentazionetage –0.3 3.6 V
TNEGOZIO Temperatura di conservazione –40 85 °C

Condizioni operative consigliate

Tabella 5: Condizioni operative consigliate

Simbolo

Parametro Minimo Tipo Massimo

Unità

VDD33 Volume di alimentazionetage 3.0 3.3 3.6 V
IVDD Corrente erogata da alimentatore esterno 0.5 A
T Temperatura di esercizio –40 85 °C
Umidità Condizione di umidità 85 %RH

Caratteristiche CC (3.3 V, 25 °C)

Tabella 6: Caratteristiche CC (3.3 V, 25 °C)

Simbolo Parametro Minimo Tipo Massimo

Unità

CIN Capacità del pin 2 pF
VIH Ingresso ad alto livello voltage 0.75 × VDD VDD + 0.3 V
VIL Ingresso di basso livello voltage –0.3 0.25 × VDD V
IIH Corrente di ingresso di alto livello 50 nA
IIL Corrente di ingresso di basso livello 50 nA
VOH Uscita ad alto livello voltage 0.8 × VDD V
VOL Uscita di basso livello voltage 0.1 × VDD V
IOH Corrente sorgente di alto livello (VDD = 3.3 V, VOH >=

2.64 V, PAD_DRIVER = 3)

40 mA
IOL Corrente di assorbimento di basso livello (VDD = 3.3 V, VOL =

0.495 V, PAD_DRIVER = 3)

28 mA
RPU Resistenza di pull-up 45
RPD Resistenza di pull-down 45
VIH_ nRST Rilascio reset chip voltage 0.75 × VDD VDD + 0.3 V
VIL_ nRST Ripristino del chip voltage –0.3 0.25 × VDD V

Nota
VDD è il volume I/Otage per un particolare dominio di potenza dei pin.

Caratteristiche del consumo attuale
Grazie all'uso di tecnologie avanzate di gestione dell'energia, il modulo può passare da una modalità di alimentazione all'altra. Per dettagli sulle diverse modalità di alimentazione, fare riferimento alla sezione RTC e gestione del basso consumo nel Manuale utente ESP32-S2.

Tabella 7: Consumo di corrente in base alle modalità RF

Modalità di lavoro

Descrizione Media

Picco

Attivo (funzionamento RF)  

 

TX

802.11b, 20 MHz, 1 Mbps, a 22.31 dBm 190mA 310mA
802.11g, 20 MHz, 54 Mbps, a 25.00 dBm 145mA 220mA
802.11n, 20 MHz, MCS7, a 24.23 dBm 135mA 200mA
802.11n, 40 MHz, MCS7, a 22.86 dBm 120mA 160mA
RX 802.11b/g/n, 20 MHz 63mA 63mA
802.11n, 40 MHz 68mA 68mA

Nota

  • Le misurazioni del consumo di corrente vengono effettuate con un'alimentazione di 3.3 V a 25 °C di temperatura ambiente sulla porta RF. Tutte le misurazioni dei trasmettitori si basano su un ciclo di lavoro del 50%.
  • I dati sul consumo corrente in modalità RX si riferiscono ai casi in cui le periferiche sono disabilitate e la CPU inattiva.

Tabella 8: Consumo corrente in base alle modalità di lavoro

Modalità di lavoro Descrizione Consumo corrente (tip.)
Modem-sospensione La CPU è accesa 240 MHz 22mA
160 MHz 17mA
Velocità normale: 80 MHz 14mA
Sonno leggero 550 µA
Sonno profondo Il coprocessore ULP è acceso. 220 µA
Schema monitorato dal sensore ULP 7 µUn dazio dell’1%
Temporizzatore RTC + memoria RTC 10 µA
Solo timer RTC 5 µA
Spegnimento CHIP_PU è impostato su un livello basso, il chip è spento. 0.5 µA

Nota

  • I dati sul consumo corrente nella modalità di sospensione del modem si riferiscono ai casi in cui la CPU è accesa e la cache è inattiva.
  • Quando il Wi-Fi è abilitato, il chip passa dalla modalità attiva a quella di sospensione del modem. Pertanto, il consumo di corrente cambia di conseguenza.
  • Nella modalità di sospensione del modem, la frequenza della CPU cambia automaticamente. La frequenza dipende dal carico della CPU e dalle periferiche utilizzate.
  • Durante la sospensione profonda, quando il coprocessore ULP è acceso, periferiche come GPIO e I²C sono in grado di funzionare.
  • Il "modello monitorato dal sensore ULP" si riferisce alla modalità in cui il coprocessore ULP o il sensore funzionano periodicamente. Quando i sensori tattili funzionano con un ciclo di lavoro dell'1%, il consumo di corrente tipico è di 7 µA.

Caratteristiche Wi-Fi RF
Standard RF Wi-Fi

Tabella 9: Standard RF Wi-Fi

Nome

Descrizione

Intervallo di frequenza centrale del canale operativo nota1 2412 ~ 2462 MHz
Standard wireless Wi-Fi Standard di trasmissione dati IEEE 802.11b/g/n
Velocità dati 20 MHz 11b: 1, 2, 5.5 e 11 Mbps

11g: 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54Mbps

11n: MCS0-7, 72.2 Mbps (massimo)

40 MHz 11n: MCS0-7, 150 Mbps (massimo)
Tipo di antenna Antenna PCB, antenna IPEX
  1. Il dispositivo deve funzionare nella gamma di frequenza centrale assegnata dalle autorità di regolamentazione regionali. La gamma di frequenza centrale target è configurabile tramite software.
  2.  Per i moduli che utilizzano antenne IPEX l'impedenza di uscita è di 50 Ω. Per gli altri moduli senza antenne IPEX, gli utenti non devono preoccuparsi dell'impedenza di uscita.

Caratteristiche del trasmettitore

Tabella 10: Caratteristiche del trasmettitore

Parametro Valutare Unità
Potenza di trasmissione nota1 802.11b:22.31 dBm

802.11 g:25.00 dBm

802.11n20:24.23dBm

802.11n40:22.86dBm

dBm
  1. La potenza di destinazione TX è configurabile in base al dispositivo o ai requisiti di certificazione.

 Caratteristiche del ricevitore

Tabella 11: Caratteristiche del ricevitore

Parametro

Valutare Tipo

Unità

Sensibilità RX 1 Mbps –97  

 

dBm

2 Mbps –95
5.5 Mbps –93
11 Mbps –88
6 Mbps –92

Caratteristiche elettriche

Parametro

Valutare Tipo

Unità

Sensibilità RX 9 Mbps –91 dBm
12 Mbps –89
18 Mbps –86
24 Mbps –83
36 Mbps –80
48 Mbps –76
54 Mbps –74
11n, HT20, MCS0 –92
11n, HT20, MCS1 –88
11n, HT20, MCS2 –85
11n, HT20, MCS3 –82
11n, HT20, MCS4 –79
11n, HT20, MCS5 –75
11n, HT20, MCS6 –73
11n, HT20, MCS7 –72
11n, HT40, MCS0 –89
11n, HT40, MCS1 –85
11n, HT40, MCS2 –83
11n, HT40, MCS3 –79
11n, HT40, MCS4 –76
11n, HT40, MCS5 –72
11n, HT40, MCS6 –70
11n, HT40, MCS7 –68
Livello di ingresso massimo RX 11b, 1Mbps 5 dBm
11b, 11Mbps 5
11 g, 6 Mbps 5
11 g, 54 Mbps 0
11n, HT20, MCS0 5
11n, HT20, MCS7 0
11n, HT40, MCS0 5
11n, HT40, MCS7 0
Rifiuto del canale adiacente 11b, 11Mbps 35  

 

 

dB

11 g, 6 Mbps 31
11 g, 54 Mbps 14
11n, HT20, MCS0 31
11n, HT20, MCS7 13
11n, HT40, MCS0 19
11n, HT40, MCS7 8

Dimensioni fisiche e modello del terreno PCB

Dimensioni fisiche

Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-01

Figura 6: Dimensioni fisiche

Modello di terreno PCB consigliato

Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-02

Figura 7: Modello consigliato del terreno PCB

Dimensioni del connettore U.FL

Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-03

Manipolazione del prodotto

 Condizioni di conservazione

  • I prodotti sigillati nel sacchetto con barriera antiumidità (MBB) devono essere conservati in un ambiente atmosferico senza condensa a < 40 °C/90% RH.
  • Il modulo è classificato al livello di sensibilità all'umidità (MSL) 3.
  • Dopo il disimballaggio, il modulo deve essere saldato entro 168 ore alle condizioni di fabbrica di 25±5 °C/60%RH. Il modulo deve essere cotto se le condizioni di cui sopra non sono soddisfatte.

ESD

  • Modello del corpo umano (HBM): 2000 Volt
  • Modello del dispositivo caricato (CDM): 500 Volt
  • Scarico dell'aria: 6000 Volt
  • Scarica contatto: 4000 Volt

Riscorri Profile

Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-04

Figura 9: Reflow Profile

Nota
Saldare il modulo in un'unica rifusione. Se il PCBA richiede più rifusioni, posizionare il modulo sul PCB durante la rifusione finale.

 Indirizzi MAC ed eFuse

L'eFuse in ESP32-S2 è stato masterizzato in mac_address a 48 bit. Gli indirizzi effettivi utilizzati dal chip nelle modalità stazione e AP corrispondono a mac_address nel modo seguente:

  • Modalità stazione: indirizzo MAC
  • Modalità AP: indirizzo_mac + 1
  • Ci sono sette blocchi in eFuse che gli utenti possono utilizzare. Ciascun blocco ha una dimensione di 256 bit e dispone di un controller di disabilitazione scrittura/lettura indipendente. Sei di essi possono essere utilizzati per archiviare chiavi crittografate o dati utente, mentre il restante viene utilizzato solo per archiviare i dati utente.

Specifiche dell'antenna

Antenna PCB
Modello: ESP ANT B

Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-05

Assemblaggio: Guadagno PTH:

Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-06

DimensioniEspressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-07

Trame modelloEspressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-08

Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-09

Antenna IPEX

SpecificheEspressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-010

Guadagno

Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-011

Diagramma della direttività

Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-012

DimensioniEspressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-013

Risorse di apprendimento

Documenti da leggere
Il seguente collegamento fornisce documenti relativi a ESP32-S2.

  • Manuale utente ESP32-S2
    Questo documento fornisce un'introduzione alle specifiche dell'hardware ESP32-S2, incluso oltreview, definizioni pin, descrizione funzionale, interfaccia periferica, caratteristiche elettriche, ecc.
  • Guida alla programmazione ESP-IDF
    Ospita un'ampia documentazione per ESP-IDF che va dalle guide hardware al riferimento API.
  • Manuale di riferimento tecnico ESP32-S2
    Il manuale fornisce informazioni dettagliate su come utilizzare la memoria e le periferiche ESP32-S2.
  • Informazioni sull'ordine dei prodotti Espressif

Risorse indispensabili
Ecco le risorse indispensabili relative a ESP32-S2.

ESP32-S2BBS

  • Questa è una community Engineer-to-Engineer (E2E) per ESP32-S2 in cui puoi pubblicare domande, condividere conoscenze, esplorare idee e aiutare a risolvere problemi con altri ingegneri.

Cronologia delle revisioni

Espressif-ESP32-S2-WROOM-32-bit-LX7-CPU-015

Documenti / Risorse

CPU Espressif ESP32-S2 WROOM LX32 a 7 bit [pdf] Manuale d'uso
ESP32-S2 WROOM CPU LX32 a 7 bit, ESP32-S2, WROOM CPU LX32 a 7 bit, CPU LX32 a 7 bit, CPU LX7, CPU

Riferimenti

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