Arduino® Nano ESP32
Referenční příručka k produktu
Kód: ABX00083

Nano ESP32 s hlavičkami

Popis
Arduino Nano ESP32 (s hlavičkami a bez nich) je deska typu Nano založená na ESP32-S3 (zabudovaná v NORA-W106-10B od u-blox®). Toto je první deska Arduino, která je plně založena na ESP32 a nabízí Wi-Fi® a Bluetooth® LE.
Nano ESP32 je kompatibilní s Arduino Cloud a má podporu pro MicroPython. Je to ideální deska pro začátek s vývojem IoT.
Cílové oblasti:
Maker, IoT, MicroPython

Vlastnosti

Xtensa® dvoujádrový 32bitový mikroprocesor LX7

• Až 240 MHz
• 384 kB ROM
• 512 kB SRAM
• 16 kB SRAM v RTC (režim nízké spotřeby)
• DMA ovladač

Moc

• Provozní objemtage 3.3 V.
• VBUS dodává 5 V přes USB-C® konektor
• Rozsah VIN je 6-21V

Konektivita

• WiFi®
• Bluetooth® LE
• Vestavěná anténa
• 2.4 GHz vysílač/přijímač
• Až 150 Mbps

špendlíky

• 14x digitální (21x včetně analogového)
• 8x analog (k dispozici v režimu RTC)
• SPI(D11,D12,D13), I2C (A4/A5), UART(D0/D1)

Komunikační porty

• SPI
• I2C
• I2S
• UART
• CAN (TWAI®)

Nízký výkon

• Spotřeba 7 μA v režimu hlubokého spánku*
• Spotřeba 240 μA v lehkém režimu spánku*
• RTC paměť
• Ultra Low Power (ULP) koprocesor
• Jednotka řízení spotřeby (PMU)
• ADC v režimu RTC

*Uvedené hodnoty spotřeby energie v režimech nízké spotřeby platí pouze pro SoC ESP32-S3. Ostatní komponenty na desce (jako jsou LED) také spotřebovávají energii, což zvyšuje celkovou spotřebu energie desky.

Rada

Nano ESP32 je 3.3 V vývojová deska založená na NORA-W106-10B od u-blox®, modulu, který obsahuje systém ESP32-S3 na čipu (SoC). Tento modul podporuje Wi-Fi® a Bluetooth® Low Energy (LE) s ampzrychlená komunikace prostřednictvím vestavěné antény. CPU (32bitový Xtensa® LX7) podporuje taktovací frekvence až 240 MHz.

1.1 Aplikace Přamples
Domácí automatizace: ideální deska pro automatizaci vašeho domova a lze ji použít pro chytré spínače, automatické osvětlení a motorické ovládání např. motoricky ovládaných žaluzií.
Senzory IoT: s několika vyhrazenými kanály ADC, přístupnými sběrnicemi I2C/SPI a robustním rádiovým modulem založeným na ESP32-S3 lze tuto desku snadno nasadit ke sledování hodnot senzorů.
Nízkoenergetické návrhy: vytvářejte aplikace napájené baterií s nízkou spotřebou energie s využitím vestavěných režimů nízké spotřeby ESP32-S3 SoC.

Jádro ESP32

Nano ESP32 používá balíček Arduino Board Package pro desky ESP32, odvozený od jádra Espressif arduino-esp32.
Hodnocení

Doporučené provozní podmínky

Symbol	Popis	Min	Typ	Max	Jednotka
VIN	Vstupní objemtage z podložky VIN	6	7.0	21	V
VUSB	Vstupní objemtage z USB konektoru	4.8	5.0	5.5	V
Tambientní	Okolní teplota	-40	25	105	°C

Funkční konecview

Blokové schéma

Topologie desky

5.1 Přední View
View z Horní strany

Nahoru View Arduino Nano ESP32

Ref.	Popis
M1	NORA-W106-10B (ESP32-S3 SoC)
J1	CX90B-16P konektor USB-C®
JP1	1×15 analogové záhlaví
JP2	Digitální záhlaví 1×15
U2	MP2322GQH redukční převodník
U3	GD25B128EWIGR 128 Mbit (16 MB) ext. flash paměť
DL1	RGB LED
DL2	LED SCK (sériové hodiny)
DL3	LED napájení (zelená)
D2	PMEG6020AELRX Schottkyho dioda
D3	PRTR5V0U2X,215 ESD ochrana

NORA-W106-10B (rádiový modul / MCU)

Nano ESP32 je vybaven samostatným rádiovým modulem NORA-W106-10B, který obsahuje SoC řady ESP32-S3 a také vestavěnou anténu. ESP32-S3 je založen na mikroprocesoru řady Xtensa® LX7.
6.1 Xtensa® dvoujádrový 32bitový mikroprocesor LX7
Mikroprocesor pro ESP32-S3 SoC uvnitř modulu NORA-W106 je dvoujádrový 32bitový Xtensa® LX7. Každé jádro může běžet až na 240 MHz a má 512 kB SRAM paměti. Vlastnosti LX7:

• 32bitová přizpůsobená instrukční sada
• 128bitová datová sběrnice
• 32bitový násobič / dělič

LX7 má 384 kB ROM (Read Only Memory) a 512 kB SRAM (Static Random Access Memory). Je také vybaven pamětí 8 kB RTC FAST a RTC SLOW. Tyto paměti jsou určeny pro operace s nízkou spotřebou energie, kdy do paměti SLOW lze přistupovat pomocí koprocesoru ULP (Ulta Low Power) a uchovávat data v režimu hlubokého spánku.
6.2 Wi-Fi®
Modul NORA-W106-10B podporuje standardy Wi-Fi® 4 IEEE 802.11 b/g/n s výstupním výkonem EIRP až 10 dBm. Maximální dosah tohoto modulu je 500 metrů.

• 802.11b: 11 Mbit/s
• 802.11g: 54 Mbit/s
• 802.11n: 72 Mbit/s max. na HT-20 (20 MHz), 150 Mbit/s max. na HT-40 (40 MHz)

6.3 Bluetooth®
Modul NORA-W106-10B podporuje Bluetooth® LE v5.0 s výstupním výkonem EIRP až 10 dBm a přenosovou rychlostí až 2 Mbps. Má možnost skenovat a inzerovat současně a také podporuje více připojení v periferním/centrálním režimu.

6.4 PSRAM
Modul NORA-W106-10B obsahuje 8 MB vestavěné paměti PSRAM. (osmičkové SPI)
6.5 Zisk antény
Vestavěná anténa na modulu NORA-W106-10B využívá modulační techniku ​​GFSK s výkonnostními hodnoceními uvedenými níže:
Wi-Fi®:

• Typický vedený výstupní výkon: 17 dBm.
• Typický vyzářený výstupní výkon: 20 dBm EIRP.
• Citlivost po vedení: -97 dBm.

Bluetooth® Low Energy:

• Typický vedený výstupní výkon: 7 dBm.
• Typický vyzářený výstupní výkon: 10 dBm EIRP.
• Citlivost po vedení: -98 dBm.

Tato data jsou získána z datového listu uBlox NORA-W10 (strana 7, část 1.5), který je k dispozici zde.

Systém

7.1 Resetuje
ESP32-S3 má podporu pro čtyři úrovně resetu:

• CPU: resetuje jádro CPU0/CPU1
• Jádro: resetuje digitální systém, kromě periferií RTC (koprocesor ULP, paměť RTC).
• Systém: resetuje celý digitální systém, včetně periferií RTC.
• Čip: resetuje celý čip.

Je možné provést softwarový reset této desky a také získat důvod resetování.
Chcete-li provést hardwarový reset desky, použijte tlačítko reset na desce (PB1).

7.2 časovače
Nano ESP32 má následující časovače:

• 52bitový systémový časovač s 2x 52bitovými čítači (16 MHz) a 3x komparátory.
• 4x univerzální 54bitové časovače
• 3x hlídací časovač, dva v hlavním systému (MWDT0/1), jeden v modulu RTC (RWDT).

7.3 Přerušení
Všechny GPIO na Nano ESP32 lze nakonfigurovat tak, aby byly použity jako přerušení, a jsou poskytovány maticí přerušení.
Piny přerušení se konfigurují na aplikační úrovni pomocí následujících konfigurací:

• NÍZKÝ
• VYSOKÝ
• PŘEMĚNA
• PADAJÍCÍ
• ZVYŠUJÍCÍ SE

Protokoly sériové komunikace

Čip ESP32-S3 poskytuje flexibilitu pro různé sériové protokoly, které podporuje. NapřampI2C sběrnici lze přiřadit téměř jakémukoli dostupnému GPIO.

8.1 Inter-Integrated Circuit (I2C)
Výchozí piny:

• A4 – SDA
• A5 – SCL

Sběrnice I2C je standardně přiřazena ke kolíkům A4/A5 (SDA/SCL) kvůli retro kompatibilitě. Toto přiřazení pinů však může být změněno kvůli flexibilitě čipu ESP32-S3.
Piny SDA a SCL lze přiřadit většině GPIO, avšak některé z těchto pinů mohou mít další základní funkce, které brání úspěšnému spuštění operací I2C.
Poznámka: mnoho softwarových knihoven používá standardní přiřazení pinů (A4/A5).

8.2 Inter-IC Sound (I2S)
Existují dva řadiče I2S, které se obvykle používají pro komunikaci s audio zařízeními. Pro I2S nejsou přiřazeny žádné specifické piny, toto může použít kterékoli volné GPIO.
Při použití standardního režimu nebo režimu TDM se používají následující řádky:

• MCLK – hlavní hodiny
• BCLK – bitové hodiny
• WS – výběr slov
• DIN/DOUT – sériová data

Použití režimu PDM:

• CLK – hodiny PDM
• Sériová data DIN/DOUT

Přečtěte si více o protokolu I2S v Espressif's Peripheral API – InterIC Sounds (I2S)
8.3 Sériové periferní rozhraní (SPI)

• SCK – D13
• CIPO – D12
• COPI – D11
• CS – D10

Ovladač SPI je standardně přiřazen k výše uvedeným pinům.
8.4 Univerzální asynchronní přijímač/vysílač (UART)

• D0 / TX
• D1 / RX

Ovladač UART je standardně přiřazen k výše uvedeným pinům.

8.5 Dvoudrátové automobilové rozhraní (TWAI®)
Ovladač CAN/TWAI® se používá ke komunikaci se systémy využívajícími protokol CAN/TWAI®, který je zvláště běžný v automobilovém průmyslu. Pro řadič CAN/TWAI® nejsou přiřazeny žádné specifické piny, lze použít libovolné volné GPIO.
Poznámka: TWAI® je také známý jako CAN2.0B nebo „CAN classic“. Ovladač CAN NENÍ kompatibilní s rámy CAN FD.

Externí flash paměť

Nano ESP32 obsahuje 128 Mbit (16 MB) externí flash disk, GD25B128EWIGR (U3). Tato paměť je připojena k ESP32 přes Quad Serial Peripheral Interface (QSPI).
Pracovní frekvence tohoto IC je 133 MHz a má rychlost přenosu dat až 664 Mbit/s.

Konektor USB

Nano ESP32 má jeden port USB-C®, který se používá k napájení a programování vaší desky a také k odesílání a přijímání sériové komunikace.
Nezapomeňte, že byste desku neměli napájet více než 5 V přes port USB-C®.

Možnosti napájení

Napájení je možné buď přes VIN pin, nebo přes USB-C® konektor. Jakýkoli svtagVstup přes USB nebo VIN je snížen na 3.3 V pomocí převodníku MP2322GQH (U2).
Provozní svtage pro tuto desku je 3.3 V. Vezměte prosím na vědomí, že na této desce není k dispozici žádný 5V pin, pouze VBUS může poskytnout 5 V, když je deska napájena přes USB.

11.1 Strom napájení

11.2 Pin svtage
Všechny digitální a analogové piny na Nano ESP32 jsou 3.3 V. Nepřipojujte žádné vyšší napětítage zařízení k některému z kolíků, protože hrozí poškození desky.
11.3 Hodnocení VIN
Doporučený vstupní objtagRozsah je 6-21 V.
Neměli byste se pokoušet napájet desku voltage mimo doporučený rozsah, zejména ne vyšší než 21 V.
Účinnost měniče závisí na vstupním objemutage přes pin VIN. Podívejte se na níže uvedený průměr pro provoz desky s normální spotřebou proudu:

• 4.5 V – >90 %.
• 12 V – 85-90 %
• 18 V – <85 %

Tyto informace jsou získány z datového listu MP2322GQH.

11.4 VBUS
Na Nano ESP5 není k dispozici žádný 32V kolík. 5 V může být poskytnuto pouze přes VBUS, který je napájen přímo ze zdroje USB-C®.
Při napájení desky přes pin VIN není pin VBUS aktivován. To znamená, že nemáte možnost poskytnout 5 V z desky, pokud není napájeno přes USB nebo externě.
11.5 Použití 3.3 V kolíku
3.3 V kolík je připojen k 3.3 V liště, která je připojena k výstupu redukčního převodníku MP2322GQH. Tento pin se primárně používá k napájení externích komponent.
11.6 Pin proud
GPIO na Nano ESP32 zvládnou zdrojové proudy až 40 mA a pohlcovací proudy až 28 mA. Nikdy nepřipojujte zařízení, která odebírají vyšší proud, přímo k GPIO.
Mechanické informace

Pinout

12.1 analogový (JP1)

Kolík	Funkce	Typ	Popis
1	D13 / SCK	NC	Sériové hodiny
2	+3V3	Moc	+3V3 Power Rail
3	LOĎ0	Režim	Reset desky 0
4	A0	Analogový	Analogový vstup 0
5	A1	Analogový	Analogový vstup 1
6	A2	Analogový	Analogový vstup 2
7	A3	Analogový	Analogový vstup 3
8	A4	Analogový	Analogový vstup 4 / I²C Serial Datal (SDA)
9	A5	Analogový	Analogový vstup 5 / I²C sériové hodiny (SCL)
10	A6	Analogový	Analogový vstup 6
11	A7	Analogový	Analogový vstup 7
12	V-BUS	Moc	USB napájení (5V)
13	LOĎ1	Režim	Reset desky 1
14	GND	Moc	Země
15	VIN	Moc	svtage Vstup

12.2 digitální (JP2)

Kolík	Funkce	Typ	Popis
1	D12 / CIPO*	Digitální	Ovladač na periferním výstupu
2	D11 / COPI*	Digitální	Controller Out Peripheral In
3	D10 / CS*	Digitální	Výběr čipu
4	D9	Digitální	Digitální pin 9
5	D8	Digitální	Digitální pin 8
6	D7	Digitální	Digitální pin 7
7	D6	Digitální	Digitální pin 6
8	D5	Digitální	Digitální pin 5
9	D4	Digitální	Digitální pin 4
10	D3	Digitální	Digitální pin 3
11	D2	Digitální	Digitální pin 2
12	GND	Moc	Země
13	RST	Vnitřní	Resetovat
14	D1/RX	Digitální	Digitální pin 1 / sériový přijímač (RX)
15	D0/TX	Digitální	Digitální pin 0 / sériový vysílač (TX)

*CIPO/COPI/CS nahrazuje terminologii MISO/MOSI/SS.

Montážní otvory a obrys desky

Provoz desky

14.1 Začínáme – IDE
Pokud chcete naprogramovat Nano ESP32 offline, musíte nainstalovat Arduino IDE [1]. Chcete-li připojit Nano ESP32 k počítači, budete potřebovat USB kabel Type-C®, který může také napájet desku, jak indikuje LED (DL1).

14.2 Začínáme – Arduino Web Editor
Všechny desky Arduino, včetně této, fungují na Arduinu ihned po vybalení Web Editor [2], stačí nainstalovat jednoduchý plugin.
Arduino Web Editor je hostován online, proto bude vždy aktuální s nejnovějšími funkcemi a podporou pro všechny nástěnky. Postupujte podle [3] a začněte kódovat v prohlížeči a nahrajte své náčrty na tabuli.
14.3 Začínáme – Arduino Cloud
Všechny produkty s podporou IoT Arduino jsou podporovány na Arduino Cloud, který vám umožňuje zaznamenávat, zobrazovat grafy a analyzovat data senzorů, spouštět události a automatizovat váš domov nebo firmu.
14.4 Online zdroje
Nyní, když jste prošli základy toho, co můžete s deskou dělat, můžete prozkoumat nekonečné možnosti, které poskytuje, tím, že si prohlédnete vzrušující projekty na Arduino Project Hub [4], Arduino Library Reference [5] a online obchod [6 ]; kde budete moci doplnit svou desku o senzory, akční členy a další.
14.5 Obnova desky
Všechny desky Arduino mají vestavěný bootloader, který umožňuje flashování desky přes USB. V případě, že skica zablokuje procesor a deska již není dostupná přes USB, je možné vstoupit do režimu bootloaderu dvojitým poklepáním na resetovací tlačítko hned po zapnutí.
Certifikace

Prohlášení o shodě CE DoC (EU)

Na svou výhradní odpovědnost prohlašujeme, že výše uvedené produkty jsou v souladu se základními požadavky následujících směrnic EU, a proto jsou způsobilé pro volný pohyb na trzích zahrnujících Evropskou unii (EU) a Evropský hospodářský prostor (EHP).

Prohlášení o shodě s EU RoHS & REACH 211
01. 19. 2021

Desky Arduino jsou v souladu se směrnicí RoHS 2 Evropského parlamentu 2011/65/EU a RoHS 3 Směrnicí Rady 2015/863/EU ze dne 4. června 2015 o omezení používání některých nebezpečných látek v elektrických a elektronických zařízeních.

Látka	Maximální limit (ppm)
Olovo (Pb)	1000
Kadmium (Cd)	100
Rtuť (Hg)	1000
šestimocný chrom (Cr6+)	1000
Poly bromované bifenyly (PBB)	1000
Polybromované difenylethery (PBDE)	1000
Bis(2-ethylhexyl}ftalát (DEHP)	1000
Benzylbutylftalát (BBP)	1000
Dibutylftalát (DBP)	1000
Diisobutylftalát (DIBP)	1000

Výjimky : Nejsou požadovány žádné výjimky.
Desky Arduino jsou plně v souladu se souvisejícími požadavky nařízení Evropské unie (ES) 1907/2006 o registraci, hodnocení, autorizaci a omezování chemikálií (REACH). Nedeklarujeme žádný z SVHC  https://echa.europa.eu/web/guest/candidate-list-table), Kandidátský seznam látek vzbuzujících velmi velké obavy pro autorizaci, který v současnosti uvolňuje agentura ECHA, je přítomen ve všech produktech (a také v balení) v celkovém množství v koncentraci rovné 0.1 % nebo vyšší. Podle našich nejlepších znalostí také prohlašujeme, že naše produkty neobsahují žádnou z látek uvedených na „seznamu autorizací“ (příloha XIV nařízení REACH) a látky vzbuzující velmi velké obavy (SVHC) v žádném významném množství, jak je specifikováno. podle přílohy XVII seznamu kandidátských látek zveřejněného agenturou ECHA (Evropská agentura pro chemické látky) 1907/2006/ES.

Prohlášení o konfliktních minerálech

Jako globální dodavatel elektronických a elektrických součástek si je Arduino vědomo našich závazků s ohledem na zákony a předpisy týkající se konfliktních minerálů, konkrétně Dodd-Frank Wall Street Reform and Consumer Protection Act, sekce 1502. Arduino přímo nezpracovává ani nezpracovává konflikty. minerály jako cín, tantal, wolfram nebo zlato. Konfliktní minerály jsou obsaženy v našich výrobcích ve formě pájky nebo jako součást kovových slitin. V rámci naší přiměřené náležité péče Arduino kontaktovalo dodavatele komponentů v rámci našeho dodavatelského řetězce, aby ověřilo, zda pokračují v souladu s předpisy. Na základě dosud obdržených informací prohlašujeme, že naše produkty obsahují konfliktní minerály pocházející z bezkonfliktních oblastí.

Upozornění FCC

Jakékoli změny nebo úpravy, které nejsou výslovně schváleny stranou odpovědnou za shodu, mohou zrušit oprávnění uživatele provozovat zařízení.
Toto zařízení je v souladu s částí 15 pravidel FCC. Provoz podléhá následujícím dvěma podmínkám:

1. Toto zařízení nesmí způsobovat škodlivé rušení
2. toto zařízení musí akceptovat jakékoli přijaté rušení, včetně rušení, které může způsobit nežádoucí provoz.

Prohlášení FCC o vystavení vysokofrekvenčnímu záření:

1. Tento vysílač nesmí být umístěn nebo provozován ve spojení s jinou anténou nebo vysílačem.
2. Toto zařízení splňuje limity vystavení vysokofrekvenčnímu záření stanovené pro nekontrolované prostředí.
3. Toto zařízení by mělo být instalováno a provozováno s minimální vzdáleností 20 cm mezi chladičem a vaším tělem.

Poznámka: Toto zařízení bylo testováno a bylo zjištěno, že vyhovuje limitům pro digitální zařízení třídy B podle části 15 pravidel FCC. Tyto limity jsou navrženy tak, aby poskytovaly přiměřenou ochranu před škodlivým rušením při domácí instalaci. Toto zařízení generuje, používá a může vyzařovat vysokofrekvenční energii a pokud není instalováno a používáno v souladu s pokyny, může způsobovat škodlivé rušení rádiové komunikace. Nelze však zaručit, že při konkrétní instalaci k rušení nedojde. Pokud toto zařízení způsobuje škodlivé rušení rozhlasového nebo televizního příjmu, což lze zjistit vypnutím a zapnutím zařízení, doporučujeme uživateli, aby se pokusil napravit rušení jedním nebo více z následujících opatření:

• Přeorientujte nebo přemístěte přijímací anténu.
• Zvětšete vzdálenost mezi zařízením a přijímačem.
• Připojte zařízení do zásuvky v jiném okruhu, než je zapojen přijímač.
• Požádejte o pomoc prodejce nebo zkušeného rádiového/TV technika.

Uživatelské příručky pro rádiové přístroje bez licence musí obsahovat následující nebo ekvivalentní upozornění na viditelném místě v uživatelské příručce nebo alternativně na zařízení nebo obojí. Toto zařízení vyhovuje standardu RSS bez licence Industry Canada. Provoz podléhá následujícím dvěma podmínkám:

1. toto zařízení nesmí způsobovat rušení
2. toto zařízení musí akceptovat jakékoli rušení, včetně rušení, které může způsobit nežádoucí provoz zařízení.

Varování IC SAR:
Toto zařízení by mělo být instalováno a provozováno s minimální vzdáleností 20 cm mezi radiátorem a vaším tělem.
Důležité: Provozní teplota EUT nesmí překročit 85 ℃ a neměla by být nižší než -40 ℃.
Arduino Srl tímto prohlašuje, že tento produkt je v souladu se základními požadavky a dalšími příslušnými ustanoveními směrnice 201453/EU. Tento produkt je povoleno používat ve všech členských státech EU.

Informace o společnosti

Název společnosti	Arduino Srl
Adresa společnosti	Via Andrea Appiani, 25 Monza, MB, 20900 Itálie

Referenční dokumentace

Ref	Odkaz
Arduino IDE (desktop)	https://www.arduino.cc/en/Main/Software
Arduino Web Editor (cloud)	https://create.arduino.cc/editor
Web Editor – Začínáme	https://docs.arduino.cc/cloud/web-editor/tutorials/getting-started/getting-started-web-editor
Project Hub	https://create.arduino.cc/projecthub?by=part&part_id=11332&sort=trending
Odkaz na knihovnu	https://github.com/arduino-libraries/
Internetový obchod	https://store.arduino.cc/

Protokol změn

Datum	Změny
08. 06. 2023	Uvolnění
09. 01. 2023	Aktualizujte vývojový diagram stromu napájení.
09. 11. 2023	Aktualizujte sekci SPI, aktualizujte analogovou/digitální sekci pinů.
11. 06. 2023	Správný název společnosti, správný VBUS/VUSB
11. 09. 2023	Aktualizace blokového diagramu, Specifikace antény
11. 15. 2023	Aktualizace okolní teploty
11. 23. 2023	Přidán štítek do LP režimů

Upraveno: 29/01/2024

Dokumenty / zdroje

Arduino Nano ESP32 s hlavičkami [pdfUživatelská příručka Nano ESP32 se záhlavími, Nano, ESP32 se záhlavími, se záhlavími, záhlavími

Reference

• Uživatelská příručka