ESP32-C3 Super Mini Ext плата разработчика

Платформа ESP32 ориентирована на разработку и производство самых разных приложений, начиная от простого управления домашней автоматикой и заканчивая потоковой обработкой аудио и видео мультимедиа с выходом в сеть Интернет. Микроконтроллеры серии ESP32 — одно из самых популярных и универсальных современных решений от Espresiff Systems с открытым исходным кодом SDK-библиотеки) и обширной поддержкой мировым сообществом. Новый высокоинтегрированный контроллер ESP32-С3 с 1-ядерным 32-разрядным процессором на архитектуре RISC-V и тактовой частотой до 160МГц оснащён технологией беспроводной связи WiFi 4-го поколения и Bluetooth 5.0 + BLE с мощностью передачи радиосигнала до 21 дБм. Чип ESP32-C3 содержит флеш-память размером 32Мбит (около 4МБайт) для записи пользовательского приложения. Коммуникация с внешней периферией в контроллере организована несколькими мультиплексируемыми интерфейсами. Различные профили электропитания предусматривают работу ESP32-C3 на полной мощности или в условиях ограничения энергопотребления.

Технические характеристики

• Модель: ESP32-C3 Super Mini Ext Development Board / аналог
• Напряжение питания: 3.3-6 В DC (рекомендуемое 5В через USB)
• Потребление тока: до 350 мА (5 мкА в режиме глубокого сна)
• Напряжение логики: 3.3В
• Контроллер: ESP32C3FH4 32-разрядный 1-ядерный с архитектурой RISC-V на частоте до 160 МГц
• Память
  • ROM: 384КБ для загрузки и базовых функций
  • SRAM 400КБ для данных и инструкций (16КБ для кэша)
  • SRAM RTC 8КБ для данных процессора в режиме глубокого сна
  • FLASH: 4МБ (32Мбит) SPI Quad
• Диапазон радиочастот: 2.412 ГГц ~ 2.484 ГГц
• WiFi:
  • Клиент, Точка доступа, Клиент+Точка доступа (station, softAP, station+softAP)
  • Протоколы WiFi: 802.11 b/g/n, до 150 Мбит/сек
  • Выходная мощность в режиме 802.11b: до +21 дБм
  • Поддержка WiFi MAC и RX STBC
• Bluetooth:
  • Спецификация 5.0 + BLE
  • Мощность передающего сигнала до 20 дБм
  • Приёмник с чувствительностью до -105 дБм
  • Class-1, Class-2 и Class-3 радиопередатчик без внешнего усилителя мощности
• Антенна: встроенная керамическая антенна + коннектор iPEX для внешней антенны
• Защита: защищённая загрузка, шифрование и дешифрование флеш-памяти
• Аппаратное криптографическое ускорение: AES/SHA/RSA/RNG/HMAC/цифровая подпись
• Индикация: питание (красный), пользовательский (синий + RGB)
• Цифровые входы/выходы: до 15 (11 из них имеют ограничение в использовании)
• Аналоговые входы: до 6 с разрядность 12 бит
• Выходы ШИМ: до 6 с разрядностью 14 бит
• Интерфейсы
  • Мультиплексируемые: GPIO, UART, I2C, I2S, SPI, TWAI (CAN 2.0), PWM, RMT (IrDA)
  • Немультиплексируемые: ADC, USB Serial/JTAG (USB 2.0 макс. 12 Мбит/с, протокол CDC-ACM виртуальная эмуляция последовательного COM-порта), Strapping (конфигуратор запуска ESP32)
• Поддержка файловых систем: SPIFFS, FATFS, RTOS
• Поддержка среды разработки: ESP-IDF SDK, Arduino IDE, MicroPhyton, PlatformIO и др.
• Шаг контактов: 2.54 мм
• Температура эксплуатации: -40°C ~ +105°С
• Размеры: 22.52 х 17.85 х 4.4 мм
• Вес: 1.7 г.

Плата разработчика ESP32-C3 Super Mini выполнена в ультракомпактном SMT-формате, с установленной керамической антенной и разъёмом USB-C. Боковые "зубовидные" контакты  и одностороннее расположение всех компонентов идеальны для прямого монтажа ESP32-C3 Super Mini на любую несущую плату. Модуль разработки ESP32-С3 supermini выпускается как в минимальном, так и в расширенных вариантах, с добавлением многоцветного RGB-светодиода, высокочастотного разъёма iPEX для внешней антенны, или с иными составляющими элементами. Кнопки ручного управления RESET и BOOT предоставляют соответствующие опции полного сброса ESP32-C3 и активации режима загрузки через USB-подключение для обновления программного обеспечения. USB-порт платы ESP32-C3 Supermini функционирует в режиме CDC-ADC, с автоматической эмуляцией виртуального последовательного порта в ОС Windows 10+ (для ОС Windows 8.1 и более ранних выпусков может потребоваться драйвер). Чип ESP32-C3 оперирует логическими сигналами уровня 3.3В. Плата разработчика ESP32-C3 SuperMini питается напряжением 3.3-6В от стационарного источника энергии или от батареи. Максимальный пропускной ток встроенного 3.3-вольтового LDO-регулятора составляет 500мА.

Периферийные интерфейсы ESP32-C3

На плате разработчика ESP32-C3 Super Mini разведено 15 физических контактов ввода-вывода. Шелкографическая маркировка контактов в точности соответствует нумерации портов общего назначения (GPIO) контроллера ESP32-C3. Контакты применяются для коммуникации с другими совместимыми устройствами или платами расширения. Сконфигурированные в различные интерфейсы с использованием разнообразных протоколов, они позволяют ESP32-C3 передавать и принимать информацию всевозможного вида.

Контроллер ESP32-C3 обладает полным спектром современных цифровых и аналоговых интерфейсов. В их число входят: универсальные последовательные UART, I2C и SPI, импульсно-кодовый звуковой I2S и промышленный TWAI (CAN 2.0), отладочные JTAG и USB Serial/JTAG, дистанционный инфракрасный IrDA (RMT) и широтно-импульсная модуляция (ШИМ), а также функции аналого-цифрового преобразования (АЦП). Часть аппаратных интерфейсов ESP32-C3, включая конфигуратор загрузки контроллера из внутренней или внешней памяти (Strapping), привязаны к определённым контактам, поэтому такие контакты обладают ограничением в использовании. Нижеприведённая диаграмма отображает периферийные интерфейсы платы ESP32-C3 Supermini, назначенные по умолчанию.

Интерфейс USB Serial / JTAG CDC-ACM

Контроллер ESP32-C3 на плате Super Mini комплектуется портом UBS-C последовательной связи интерфейса USB Serial/JTAG, соответствующего спецификации USB 2.0 с максимальной скоростью передачи данных 12Мбит/с. Интерфейс USB Serial/JTAG предусматривает возможность программирования встроенной флеш-памяти в режиме эмуляции виртуального COM-порта (CDC ACM) для интерфейса UART0 без использования внешних преобразователей USB/UART-TTL, а также отладку процессора ESP32-С3 при помощи компактных JTAG-инструкций. Интерфейс USB Serial / JTAG поддерживает настройку опции CDC ACM в режимах постоянного включения или временного включения в момент загрузки. Функция USB OTG в чипе ESP32-C3 не реализована.

Последовательный интерфейс UART1

В исходном состоянии, последовательный интерфейс UART1 чипа ESP32-С3 не доступен для использованию по назначению.  В интегрированной среде Arduino IDE инициализация аппаратного интерфейса UART1 выполняется командой Serial.begin() со следующими настройками:

Serial1.begin(115200, SERIAL_8N1, /* RX */ 1, /* TX*/ 0);

Документация

1. Спецификация контроллера ESP32-C3 (англ., PDF)
2. Технический справочник ESP32-C3 (англ., PDF)
3. Принципиальная схема ESP32-C3 Super Mini