Die ESP32 Familie
Espressif hat dieses ESP32-SoC (System on a Chip) 2016 als Nachfolger der ESP8266-Serie vorgestellt. Diese Module werden mit einer großen Anzahl notwendiger Komponenten und interessanten Erweiterungen geliefert, um Entwicklern, Heimwerkern und Bastlern zu ermöglichen, unabhängige elektronische Lösungen mit sehr geringem Energieverbrauch zu programmieren.
Neben der Hauptbaugruppe mit 32-Bit-Mikroprozessor (Taktung von 160MHz bis 240MHz), internem Speicher und 34 GPIO-Schnittstellen gibt es dank der heute möglichen Integrationsdichte viele funktionale Erweiterungen, die das Modul so interessant machen.
Die nennenswerten Erweiterungen wären (nur ein Auszug)
Technik zum Erstellen von drahtlosen Netzwerken, Bluetooth- und BLE-Funktechnologie, Analog-Digital- und Digital-Analog-Wandler, Pulsweitenmodulation, Infrarot-Controller, Magnetfeld- und Temperatursensoren, SPI / SDIO- und I2C / UART-Schnittstellen und andere.
Unterschiedliche Varianten der ESP32 Module
Die WLAN und Bluetooth 4.2 fähigen Module (Unterschiedliche Hersteller wie zB. von Espressif, Ai-Thinker, U-Blox, DFRobot…) tragen Bezeichnungen wie Solo, WROOM oder WROVER.
Und auch diese Typen gibt es wiederum in den unterschiedlichsten Varianten.
PCB Bauform (Baugruppe auf einer Leiterplatine)
Wer eine umfangreiche Liste sichten möchte, kann sich bei ESP32.net oder hier auf Wikipedia informieren. Hier eine eher grobe Beschreibung der Unterschiede, die dennoch schon eine Orientierungshilfe sein kann, wenn die notwendige Flashspeichergrösse ausreichend gross plus Reserve gewählt wurde:
- Die Solo Module ESP32-S0WD sind die günstigsten, da hier lediglich ein Single-Core-ESP32-Chip verbaut wurde. Ansonsten ausgestattet wie ein WROOM Modul.
- Das Standard-Modul WROOM ESP32(D) mit dem Dual-Core-Chip hat 2 Kerne und bringt mit den oben beschriebenen zusätzlichen Funktionen, alles mit, um die meisten Projekte zum laufen zu bringen. Empfehlung interner Flashspeicher: 4MB ( z.B das Modul auf dem Entwicklungs-Kit C V4)
- Die Variante WROVER Ist für aufwendigere Projekte mit Luft nach oben.
Auch mit einem Dual-Core-Chip daher kommend, hat dieser noch zusätzliche Erweiterungen, wie zum Beispiel PSRAM (Pseudo Static Random-Access Memory)
Beim WROVER-B, -IB mit 133 MHz (3,3V) oder
beim WROVER PCB, IPEX mit 144 MHz (1,8V) Taktrate.
Dieser statische Zusatzspeicher ist zwar nicht so schnell wie der Flashspeicher, (Da er über SPI angesprochen wird) erweitert aber die Möglichkeiten um satte 4MB bis 8MB. Wird dieser verwendet, können ein bis 2 Anschlüsse für die serielle Datenübertragung besetzt sein. Zum Beispiel Pin 16 und 17.
Sollte die auf den Board verbaute Antenne (MIFA, PIFA, IFA oder Ceramic) nicht ausreichend Funkstrecke bieten, gibt es auch die Baureihe U, die mit einer Buche für externe Antennen (U.FL-kompatiblen Anschluss) ausgestattet ist. Beispiel: ESP32 WROOM 32U
Bauform QFN (Quad Flat No leads)
Zu erwähnen sei auch noch das SP32-PICO-D4 Modul. Im Gegensatz zur oben erwähnten günstigeren PCB Leiterplatinenlösung, wird dieses Modul kompakt in einer kleineren QFN Chipgehäusebauform angeboten.
Das SiP-Modul kombiniert ESP32-Dual-Core-Chip, Quarzoszillator, 4MB Flash-Speicher, Filterkondensatoren und HF-Matching-Links in einem einzigen 7×7 mm² Gehäuse.
Es wird zum Beispiel wie hier zu sehen, auf dem Entwicklungsboard ESP32-PICO-KIT Version4 ohne Shield von Espressif verbaut.
Eine weitere Modulvariante in der QFN Bauform, ist der hier zu sehende ESP32-D0WDQ6. Mit einer Gehäusegröße von 6×6 mm², hat er zwar einen Dual-Core-Chip, kommt aber ohne Flashspeicher daher. Dies muss ihm dann auf zB. der Entwicklerplatine angeboten werden.
ESP32-D0WDQ6 in Bauform QFN
Derzeitige Liste von ESP32 Modulen mit unterstützenden Arduino Bibliotheken:
| Peripheriegerät | ESP32 | ESP32-S2 | ESP32-C3 | ESP32-S3 |
|---|---|---|---|---|
| ADC | Ja | Ja | Ja | Ja |
| Bluetooth | Ja | Nicht unterstützt | Nicht unterstützt | Nicht unterstützt |
| BLE | Ja | Nicht unterstützt | Ja | Ja |
| DAC | Ja | Ja | Nicht unterstützt | Nicht unterstützt |
| Ethernet | Ja | Nicht unterstützt | Nicht unterstützt | Nicht unterstützt |
| GPIO | Ja | Ja | Ja | Ja |
| Hall-Sensor | Ja | Nicht unterstützt | Nicht unterstützt | Nicht unterstützt |
| I2C | Ja | Ja | Ja | Ja |
| I2S | Ja | Ja | Ja | Ja |
| LEDC | Ja | Ja | Ja | Ja |
| Motor-PWM | Nein | Nicht unterstützt | Nicht unterstützt | Nicht unterstützt |
| Pulszähler | Nein | Nein | Nein | Nein |
| RMT | Ja | Ja | Ja | Ja |
| SDIO | Nein | Nein | Nein | Nein |
| SDMMC | Ja | Nicht unterstützt | Nicht unterstützt | Ja |
| Timer | Ja | Ja | Ja | Ja |
| Temperatursensor | Nicht unterstützt | Ja | Ja | Ja |
| Touch | Ja | Ja | Nicht unterstützt | Ja |
| TWAI | Nein | Nein | Nein | Nein |
| UART | Ja | Ja | Ja | Ja |
| USB | Nicht unterstützt | Ja | Ja | Ja |
| W-LAN | Ja | Ja | Ja | Ja |
Datenblätter:
ESP32-D0WD-V3
ESP32-D0WDR2-V3
ESP32-U4WDH
ESP32-S0WD
ESP32-D0WD
ESP32-D0WDQ6
ESP32-D0WDQ6-V3
ESP32-S2
ESP32-S2FH2
ESP32-S2FH4
ESP32-S2FN4R2
ESP32-S2R2
ESP32-C3
ESP32-C3FN4
ESP32-C3FH4
ESP32-C3FH4AZ
ESP32-S3
ESP32-S3FN8
ESP32-S3R2
ESP32-S3R8
ESP32-S3R8V
ESP32-S3FH4R2
Empfehlung:
Nicht einfach etwas an jeden PIN anschließen.
Liste der Reservierten, teilbelegten und zu bevorzugenden GPIO-Pin´s:
Video:
In diesem Video werden einige Unterschiede der ESP32 Chip/Module näher betrachtet. Ein ESP32-WROVER Kit mit OV2460 Kamera wird als Alternative zur ESP32-Cam vorgestellt und es gibt einen ersten Einblick in die finale Entwicklungsumgebung Arduino IDE 2.
Gezeigte Hardware:
Freenove Starter Kit
ESP32-Cam plus Shield
AZ-Delivery ESP32-Wroom Board
Software, Sketche und Library:
Espressif Hersteller Seite für Arduino Entwicklungsumgebung
Entwicklungsumgebung Arduino IDE 2
Freenove Tutorials
ESP32 in Arduino IDE hinzufügen:
