espressif ESP32-WROOM-32E Bluetooth Low Energy WiFi Manuale dell'utente

Sopraview

ESP32 -WROOM -32E è un modulo MCU WiFi -BT -BLE potente e generico destinato a un'ampia varietà di applicazioni, dalle reti di sensori a bassa potenza alle attività più impegnative, come la codifica vocale, lo streaming musicale e la decodifica MP3. Si tratta di un modulo SMD con antenna PCB da 2.4 GHz a bordo. Riserva il circuito di sintonia π per l'adattamento dell'impedenza dell'antenna. È con tutti i GPIO sul pin-out tranne quelli già utilizzati per il collegamento del flash. Il modulo di lavoro voltage può variare da 3.0 V a 3.6 V. La gamma di frequenza va da 2400 MHz a 2483.5 MHz. 40 MHz esterno come sorgente di clock per il sistema. C'è anche un flash SPI da 4 MB per la memorizzazione di programmi e dati utente. Le informazioni per l'ordine di ESP32 -WROOM -32E sono elencate come segue:

Modulo	Chip incorporato	Flash	PSRAM	Dimensioni modulo (mm)
ESP32-WROOM-32E	ESP32-D0WD-V3	4 Mb 1	/	(18.00 ± 0.10) X (25.50 ± 0.10) X(3.10 ± 0.10) mm (incluso schermo metallico)
Note:1. ESP32-WROOM-32E (PCB) con flash da 8 MB o flash da 16 MB è disponibile per ordine personalizzato.2. Per informazioni dettagliate sull'ordine, si prega di vederee Informazioni per l'ordine dei prodotti Espressifazione.3. Per le dimensioni del connettore IPEX, vedere il capitolo 10.

Al centro del modulo c'è il chip ESP32 -D0WD -V3*. Il chip integrato è progettato per essere scalabile e adattivo. Ci sono due core della CPU che possono essere controllati individualmente e la frequenza di clock della CPU è regolabile da 80 MHz a 240 MHz. L'utente può anche spegnere la CPU e utilizzare il coprocessore a bassa potenza per monitorare costantemente le periferiche per eventuali modifiche o superamento delle soglie. ESP32 integra un ricco set di periferiche, che vanno dai sensori tattili capacitivi, sensori Hall, interfaccia scheda SD, Ethernet, SPI ad alta velocità, UART, I²S e I²C

Il sistema operativo scelto per ESP32 è freeRTOS con LwIP; Anche TLS 1.2 con accelerazione hardware è integrato. È supportato anche l'aggiornamento sicuro (crittografato) via etere (OTA), in modo che gli utenti possano aggiornare i propri prodotti anche dopo il loro rilascio, con costi e sforzi minimi. La tabella 2 fornisce le specifiche di ESP32 WROOM 32E.

Tabella 2: Specifiche ESP32-WROOM-32E

Categorie	Elementi	Specifiche
Test	reliablity	HTOL/HTSL/uHAST/TCT/ESD
Wifi	Protocolli	802.11b/g/n20/n40
		Aggregazione A-MPDU e A-MSDU e supporto dell'intervallo di guardia di 0.4 s
	Gamma di frequenza	2.412 GHz ~ 2.462 GHz
Bluetooth	Protocolli	Specifiche Bluetooth v4.2 BR/EDR e BLE
	Radio	Ricevitore NZIF con sensibilità –97 dBm
		Trasmettitore di classe 1, classe 2 e classe 3
		Per vivere in libertà
	Audio	CVSD e SBC
Hardware	Interfacce dei moduli	Scheda SD, UART, SPI, SDIO, I2C, LED PWM, Motor PWM, I2S, IR, contatore di impulsi, GPIO, sensore tattile capacitivo, ADC, DAC
	Sensore su chip	Sensore Hall
	Cristallo integrato	Cristallo da 40 MHz
	Flash SPI integrato	4 MB
	PSRAM integrato	–
	Volume di eserciziotage/Alimentazione	3.0 V ~ 3.6 V
	Corrente minima erogata dall'alimentatore	500mA
	Intervallo di temperatura di esercizio consigliato	–40°C ~ 85°C
	Dimensioni del pacco	(18.00±0.10) mm × (31.40±0.10) mm × (3.30±0.10) mm
	Livello di sensibilità all'umidità (MSL)	Livello 3

Definizioni dei pin

Layout pin

Descrizione del pin
ESP32 WROOM 32E ha 38 pin. Vedere le definizioni dei pin nella Tabella 3.

Nome	NO.	Tipo	Funzione
Terra	1	P	Terra
3V3	2	P	Alimentazione elettrica
EN	3	I	Segnale di abilitazione modulo. Alto attivo.
SENSORE_VP	4	I	GPIO36, ADC1_CH0, RTC_GPIO0
SENSORE_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	Entrata/uscita	GPIO32, XTAL_32K_P (ingresso oscillatore a cristallo 32.768 kHz), ADC1_CH4, TOUCH9, RTC_GPIO9
IO33	9	Entrata/uscita	GPIO33, XTAL_32K_N (uscita oscillatore a cristallo 32.768 kHz), ADC1_CH5, TOUCH8, RTC_GPIO8
IO25	10	Entrata/uscita	GPIO25, DAC_1, ADC2_CH8, RTC_GPIO6, EMAC_RXD0
IO26	11	Entrata/uscita	GPIO26, DAC_2, ADC2_CH9, RTC_GPIO7, EMAC_RXD1
IO27	12	Entrata/uscita	GPIO27, ADC2_CH7, TOUCH7, RTC_GPIO17, EMAC_RX_DV
IO14	13	Entrata/uscita	GPIO14, ADC2_CH6, TOUCH6, RTC_GPIO16, MTMS, HSPICLK, HS2_CLK, SD_CLK, EMAC_TXD2
IO12	14	Entrata/uscita	GPIO12, ADC2_CH5, TOUCH5, RTC_GPIO15, MTDI, HSPIQ, HS2_DATA2, SD_DATA2, EMAC_TXD3
Terra	15	P	Terra
IO13	16	Entrata/uscita	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	Entrata/uscita	GPIO15, ADC2_CH3, TOUCH3, MTDO, HSPICS0, RTC_GPIO13, HS2_CMD, SD_CMD, EMAC_RXD3
IO2	24	Entrata/uscita	GPIO2, ADC2_CH2, TOUCH2, RTC_GPIO12, HSPIWP, HS2_DATA0, SD_DATA0
IO0	25	Entrata/uscita	GPIO0, ADC2_CH1, TOUCH1, RTC_GPIO11, CLK_OUT1, EMAC_TX_CLK
IO4	26	Entrata/uscita	GPIO4, ADC2_CH0, TOUCH0, RTC_GPIO10, HSPIHD, HS2_DATA1, SD_DATA1, EMAC_TX_ER
IO16	27	Entrata/uscita	GPIO16, HS1_DATA4, U2RXD, EMAC_CLK_OUT
IO17	28	Entrata/uscita	GPIO17, HS1_DATA5, U2TXD, EMAC_CLK_OUT_180 –
IO5	29	Entrata/uscita	GPIO5, VSPICS0, HS1_DATA6, EMAC_RX_CLK
IO18	30	Entrata/uscita	GPIO18, VSPICLK, HS1_DATA7

Perni di reggiatura
ESP32 ha cinque perni di reggiatura, che possono essere visti nel Capitolo 6 Schemi:

• MTDI
• GPIO0
• GPIO2
• MTDO
• GPIO5
  Il software può leggere i valori di questi cinque bit dal registro "GPIO_STRAPPING"

Ogni pin di strapping è collegato al suo pull-up/pull-down interno durante il reset del chip. Di conseguenza, se uno strapping pin non è connesso o il circuito esterno collegato è ad alta impedenza, il debole pull-up/pull-down interno determinerà il livello di ingresso predefinito degli strapping pin. Per modificare i valori dei bit di strapping, gli utenti possono applicare le resistenze pull-down/pull-up esterne o utilizzare i GPIO dell'MCU host per controllare il volumetagIl livello di questi pin all'accensione dell'ESP32. Dopo il rilascio del ripristino, i perni di reggiatura funzionano come normali perni funzionali. Fare riferimento alla Tabella 4 per una configurazione dettagliata della modalità di avvio tramite i perni di strapping

Modalità di avvio
Spillo	Predefinito	Avvio SPI		Scarica Boot
GPIO0	Trazione	1		0
GPIO2	Tirare giù	Non importa		0
Abilitazione/disabilitazione della stampa del registro di debug su U0TXD durante l'avvio
Spillo	Predefinito	U0TXD Attivo		U0TXD Silenzioso
MTDO	Trazione	1		0
Tempistica dello slave SDIO
Spillo	Predefinito	Bordo discendente SamplingOutput sul fronte di discesa	Bordo discendente SamplingUscita fronte salita	Risalita SamplingOutput sul fronte di discesa	Risalita SamplingUscita fronte salita
MTDO	Trazione	0	0	1	1
GPIO5	Trazione	0	1	0	1

Nota:

• Il firmware può configurare i bit di registro per modificare le impostazioni di ”Voltage of Internal LDO (VDD_SDIO)” e”Timing of SDIO Slave” dopo l'avvio.
• Il resistore pull up interno (R9) per MTDI non è popolato nel modulo, poiché il flash e la SRAM in ESP32 -32E supportano solo un volume di alimentazionetage di 3.3 V (uscita da VDD_SDIO)

Descrizione funzionale

Questo capitolo descrive i moduli e le funzioni integrate in ESP32 -WROOM -32E

CPU e memoria interna
ESP32 D0WD V3 contiene due microprocessori Xtensa ® 32 bit LX6 a basso consumo. La memoria interna comprende: • 448 KB di ROM per l'avvio e le funzioni principali.

• 520 KB di SRAM su chip per dati e istruzioni.
• 8 KB di SRAM in RTC, che si chiama RTC FAST Memory e può essere utilizzata per l'archiviazione dei dati; è accessibile dalla CPU principale durante l'avvio RTC dalla modalità Deep sleep.
• 8 KB di SRAM in RTC, chiamata RTC SLOW Memory e accessibile dal co-processore durante la modalità Deep sleep.
• 1 Kbit di eFuse: 256 bit sono utilizzati per il sistema (indirizzo MAC e configurazione del chip) e i restanti 768 bit sono riservati per le applicazioni del cliente, inclusa la crittografia flash e l'ID del chip.

Flash e SRAM esterni
ESP32 supporta più flash QSPI esterni e chip SRAM. Maggiori dettagli possono essere trovati nel capitolo SPI nel manuale di riferimento tecnico ESP32. ESP32 supporta anche la crittografia/decrittografia hardware basata su AES per proteggere i programmi e i dati degli sviluppatori in flash. ESP32 può accedere al flash QSPI esterno e alla SRAM tramite cache ad alta velocità.

• Il flash esterno può essere mappato simultaneamente nello spazio di memoria delle istruzioni della CPU e nello spazio di memoria di sola lettura. – Quando il flash esterno viene mappato nello spazio di memoria delle istruzioni della CPU, è possibile mappare fino a 11 MB + 248 KB alla volta. Si noti che se vengono mappati più di 3 MB + 248 KB, le prestazioni della cache verranno ridotte a causa di letture speculative da parte della CPU. – Quando il flash esterno viene mappato nello spazio di memoria dati di sola lettura, è possibile mappare fino a 4 MB alla volta. Sono supportate letture a 8 bit, 16 bit e 32 bit.
• La SRAM esterna può essere mappata nello spazio di memoria dei dati della CPU. È possibile mappare fino a 4 MB alla volta. Sono supportate letture e scritture a 8 bit, 16 bit e 32 bit. ESP32 -WROOM -32E integra un flash SPI da 4 MB più spazio di memoria.

RTC e gestione a bassa potenza
Con l'uso di tecnologie avanzate di gestione dell'alimentazione, ESP32 può passare da una modalità di alimentazione all'altra. Per i dettagli sul consumo energetico dell'ESP32 nelle diverse modalità di alimentazione, fare riferimento alla sezione "RTC e gestione a basso consumo energetico" nel manuale dell'utente dell'ESP32

Periferiche e sensori

Nota:
È possibile effettuare connessioni esterne a qualsiasi GPIO ad eccezione dei GPIO nell'intervallo 6-11, 16 o 17. I GPIO 6-11 sono collegati al flash SPI integrato del modulo. Per i dettagli, vedere la Sezione 6 Schemi.

Caratteristiche elettriche

Valutazioni massime assolute
Le sollecitazioni oltre i valori nominali massimi assoluti elencati nella tabella seguente possono causare danni permanenti al dispositivo. Questi sono solo valori di sollecitazione e non si riferiscono al funzionamento funzionale del dispositivo che dovrebbe seguire le condizioni operative consigliate.

1. Il modulo ha funzionato correttamente dopo un test di 24 ore a una temperatura ambiente di 25 °C e gli IO in tre domini (VDD3P3_RTC, VDD3P3_CPU, VDD_SDIO) hanno emesso un livello logico elevato verso terra.
2. Si prega di consultare l'appendice IO_MUX della scheda tecnica ESP32 per la potenza di IO

Condizioni operative consigliate

Simbolo	Parametro	Minimo	Tipico	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

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×VDD1	–	VDD1 + 0.3	V
VIL	Ingresso di basso livello voltage		–0.3	–	0.25×VDD1	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×VDD1	–	–	V
VOL	Uscita di basso livello voltage		–	–	0.1×VDD1	V
IOH	Corrente sorgente di alto livello (VDD1 = 3.3 V, VOH >= 2.64 V, forza di azionamento in uscita impostata al massimo)	VDD3P3_CPU dominio di alimentazione 1; 2	–	40	–	mA
		VDD3P3_RTC dominio di alimentazione 1; 2	–	40	–	mA
		Dominio di alimentazione VDD_SDIO 1; 3	–	20	–	mA

Simbolo	Parametro	Minimo	Tipo	Massimo	Unità
IOL	Corrente di caduta di basso livello (VDD1 = 3.3 V, VOL = 0.495 V, forza di azionamento in uscita impostata al massimo)	–	28	–	mA
RPU	Resistenza del resistore di pull-up interno	–	45	–	kΩ
RDipartimento di Polizia	Resistenza del resistore di pull-down interno	–	45	–	kΩ
VIL_nRST	Ingresso di basso livello voltage di CHIP_PU per spegnere il chip	–	–	0.6	V

Note:

1. Si prega di consultare l'appendice IO_MUX della scheda tecnica ESP32 per il dominio di alimentazione di IO. VDD è l'I/O voltage per un particolare dominio di potenza dei pin.
2. Per i domini di alimentazione VDD3P3_CPU e VDD3P3_RTC, la corrente per pin generata nello stesso dominio viene gradualmente ridotta da circa 40 mA a circa 29 mA, VOH>=2.64 V, all'aumentare del numero di pin della sorgente di corrente.
3. I pin occupati da flash e/o PSRAM nel dominio di alimentazione VDD_SDIO sono stati esclusi dal test.

Radio Wi-Fi

Parametro	Condizione	Minimo	Tipico	Massimo	Unità
Gamma di frequenza operativa nota1	–	2412	–	2462	MHz
Potenza RF	802.11b:26dBm802.11g:25.42dBm802.11n20:25.48dBm802.11n40:25.78dBm				dBm
Sensibilità	11b, 1Mbps	–	–98	–	dBm
	11b, 11Mbps	–	–89	–	dBm
	11 g, 6 Mbps	–	–92	–	dBm
	11 g, 54 Mbps	–	–74	–	dBm
	11n, HT20, MCS0	–	–91	–	dBm
	11n, HT20, MCS7	–	–71	–	dBm
	11n, HT40, MCS0	–	–89	–	dBm
	11n, HT40, MCS7	–	–69	–	dBm
Rifiuto del canale adiacente	11 g, 6 Mbps	–	31	–	dB
	11 g, 54 Mbps	–	14	–	dB
	11n, HT20, MCS0	–	31	–	dB
	11n, HT20, MCS7	–	13	–	dB

Radio Bluetooth/BLE

Parametro	Condizioni	Minimo	Tipo	Massimo	Unità
Sensibilità @30.8% PER	–	–	–97	–	dBm
Segnale massimo ricevuto @30.8% PER	–	0	–	–	dBm
Co-canale C/I	–	–	+10	–	dB
Selettività canale adiacente 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
Prestazioni di blocco fuori banda	Frequenza 30 MHz ~ 2000 MHz	–10	–	–	dBm
	Frequenza 2000 MHz ~ 2400 MHz	–27	–	–	dBm
	Frequenza 2500 MHz ~ 3000 MHz	–27	–	–	dBm
	3000 MHz ~ 12.5 GHz	–10	–	–	dBm
Intermodulazione	–	–36	–	–	dBm

Trasmettitore

Parametro	Condizioni	Minimo	Tipo	Massimo	Unità
Frequenza RF	–	2402	–	2480	MHz
Ottieni la fase di controllo	–	–	3	–	dBm
Gamma di controllo della potenza RF	–	–12	–	+10	dBm
Potenza di trasmissione del canale adiacente	F = F0 ± 2 MHz	–	–52	–	dBm
	F = F0 ± 3 MHz	–	–58	–	dBm
	F = F0 ± > 3 MHz	–	–60	–	dBm
∆ f1media	–	–	–	265	kHz
∆ f2 massimo	–	247	–	–	kHz
∆ f2media/∆ f1media	–	–	–0.92	–	–
ICFT	–	–	–10	–	kHz
Tasso di deriva	–	–	0.7	–	kHz/50 sec
Deriva	–	–	2	–	kHz

Riscorri Profile

Ramp zona in salita — Temp.: <150 Tempo: 60 ~ 90s Ramp tasso di aumento: 1 ~ 3 /s Zona di preriscaldamento — Temp.: 150 ~ 200 Tempo: 60 ~ 120s Ramp tasso di aumento: 0.3 ~ 0.8 /s
Zona di riflusso — Temp.: >217 7LPH60 ~ 90s; Temperatura di picco: 235 ~ 250 (<245 consigliato) Tempo: 30 ~ 70s
Zona di raffreddamento — Temp. di picco. ~ 180 dollariamp -tasso di riduzione: -1 ~ -5 /s

Specifiche dell'antenna

Dimensioni:

Trame modello:

Cronologia delle revisioni

Data	Versione	Note di rilascio
2020.02	V0.1	Rilascio preliminare per certificazione CE& FCC.

Guida OEM

1. Regole FCC applicabili Questo modulo è concesso da Single Modular Approval. È conforme ai requisiti della parte 15C della FCC, sezione 15.247 delle regole.
2. Le condizioni operative specifiche di utilizzo Questo modulo può essere utilizzato nei dispositivi IoT. L'input voltage al modulo è nominalmente 3.3 V-3.6 V CC. La temperatura ambiente operativa del modulo è compresa tra -30 e 85 gradi C. È consentita solo l'antenna PCB integrata. Qualsiasi altra antenna esterna è vietata.
3. Procedure a modulo limitato N/A
4. Traccia il design dell'antenna N/A
5. Considerazioni sull'esposizione alle radiofrequenze
   L'apparecchiatura è conforme ai limiti di esposizione alle radiazioni FCC stabiliti per un ambiente non controllato. L'apparecchiatura ha la valutazione aggiuntiva dell'esposizione RF necessaria per l'uso portatile della radio Bluetooth < 20 cm tra il radiatore e il corpo. Per la modifica della condizione di esposizione RF del modulo da mobile a portatile, la radio Wi-Fi è disabilitata.
6. Antenna Tipo di antenna: antenna PCB; Guadagno di picco: 3.40 dBi
7. Informazioni sull'etichetta e sulla conformità Un'etichetta esterna sul prodotto finale dell'OEM può contenere diciture come la seguente: "Contiene l'ID FCC del modulo trasmettitore: 2A9ZM-WROOM32E" o "Contiene l'ID FCC: 2A9ZM-WROOM32E".
8. Informazioni sulle modalità di prova e sui requisiti di prova aggiuntivi
   a)Il trasmettitore modulare è stato completamente testato dall'assegnatario del modulo sul numero richiesto di canali, tipi di modulazione e modalità, non dovrebbe essere necessario per l'installatore host ripetere il test di tutte le modalità o impostazioni del trasmettitore disponibili. Si raccomanda che il produttore del prodotto host, installando il trasmettitore modulare, esegua alcune misurazioni investigative per confermare che il sistema composito risultante non superi i limiti delle emissioni spurie oi limiti del limite di banda (ad esempio, dove un'antenna diversa potrebbe causare emissioni aggiuntive).
   b)Il test dovrebbe verificare la presenza di emissioni che possono verificarsi a causa della mescolanza delle emissioni con gli altri trasmettitori, circuiti digitali oa causa delle proprietà fisiche del prodotto host (involucro). Questa indagine è particolarmente importante quando si integrano più trasmettitori modulari in cui la certificazione si basa sul test di ciascuno di essi in una configurazione autonoma. È importante notare che i produttori dei prodotti host non dovrebbero presumere che, poiché il trasmettitore modulare è certificato, non hanno alcuna responsabilità per la conformità del prodotto finale.
   c)Se l'indagine indica un problema di conformità, il produttore del prodotto host è obbligato a mitigare il problema. I prodotti host che utilizzano un trasmettitore modulare sono soggetti a tutte le singole regole tecniche applicabili nonché alle condizioni generali di funzionamento nelle Sezioni 15.5, 15.15 e 15.29 per non causare interferenze. L'operatore del prodotto host sarà obbligato a interrompere il funzionamento del dispositivo fino a quando l'interferenza non sarà stata corretta.
9. Test aggiuntivi, esonero di responsabilità Parte 15 Sottoparte B La combinazione host/modulo finale deve essere valutata rispetto ai criteri FCC Parte 15B per radiatori non intenzionali per poter essere adeguatamente autorizzata per il funzionamento come dispositivo digitale Parte 15.

Avviso FCC:
Eventuali variazioni o modifiche non espressamente approvate dalla parte responsabile della conformità potrebbero annullare l'autorizzazione dell'utente a utilizzare l'apparecchiatura. Questo dispositivo è conforme alla parte 15 delle norme FCC. Il funzionamento è soggetto alle seguenti due condizioni: (1) Questo dispositivo non può causare interferenze dannose e (2) Questo dispositivo deve accettare qualsiasi interferenza ricevuta, incluse interferenze che potrebbero causare un funzionamento indesiderato

Documenti / Risorse

espressivo ESP32-WROOM-32E Bluetooth Low Energy WiFi [pdf] Manuale d'uso ESP32-WROOM-32E WiFi Bluetooth a basso consumo energetico, ESP32-WROOM-32E, WiFi Bluetooth a basso consumo energetico, WiFi a basso consumo energetico, WiFi energetico, WiFi

Riferimenti

• Manuale d'uso