Arduino Nano ESP32 con encabezados Manual de usuario

Descrición
O Arduino Nano ESP32 (con e sen cabeceiras) é unha placa de factor de forma Nano baseada no ESP32-S3 (integrado no NORA-W106-10B de u-blox®). Esta é a primeira placa Arduino que se basea totalmente nun ESP32 e conta con Wi-Fi® e Bluetooth® LE.
O Nano ESP32 é compatible coa nube Arduino e ten soporte para MicroPython. É un taboleiro ideal para comezar co desenvolvemento de IoT.
Áreas de destino:
Maker, IoT, MicroPython

Características

Microprocesador Xtensa® LX32 de dobre núcleo de 7 bits

Ata 240 MHz
ROM de 384 kB
512 kB SRAM
16 kB SRAM en RTC (modo de baixa potencia)
Controlador DMA

Poder

Vol. Operativotage 3.3 V
VBUS proporciona 5 V mediante conector USB-C®
O rango VIN é de 6-21 V

Conectividade

WiFi®
Bluetooth® LE
Antena incorporada
transmisor/receptor de 2.4 GHz
Ata 150 Mbps

Pinos

14x dixital (21x incluíndo analóxico)
8x analóxico (dispoñible no modo RTC)
SPI(D11,D12,D13), I2C (A4/A5), UART(D0/D1)

Portos de comunicación

SPI
I2C
I2S
UART
CAN (TWAI®)

Baixa potencia

7 μA de consumo en modo de suspensión profunda*
240 μA de consumo en modo de suspensión lixeira*
Memoria RTC
Coprocesador Ultra Low Power (ULP).
Unidade de xestión de enerxía (PMU)
ADC en modo RTC

*As clasificacións de consumo de enerxía listadas nos modos de baixa potencia son só para o SoC ESP32-S3. Outros compoñentes da placa (como os LED) tamén consomen enerxía, o que aumenta o consumo de enerxía global da placa.

A Xunta

Nano ESP32 é unha placa de desenvolvemento de 3.3 V baseada no NORA-W106-10B de u-blox®, un módulo que inclúe un sistema ESP32-S3 nun chip (SoC). Este módulo admite Wi-Fi® e Bluetooth® Low Energy (LE), con ampcomunicación fluida a través dunha antena integrada. A CPU (Xtensa® LX32 de 7 bits) admite frecuencias de reloxo de ata 240 MHz.

1.1 Aplicación Examples
Domótica: un cadro ideal para automatizar a súa casa, que se pode usar para interruptores intelixentes, iluminación automática e control de motor, por exemplo, persianas controladas por motor.
Sensores IoT: con varias canles ADC dedicadas, buses I2C/SPI accesibles e un robusto módulo de radio baseado en ESP32-S3, esta placa pódese implementar facilmente para controlar os valores dos sensores.
Deseños de baixa potencia: crea aplicacións alimentadas por batería con baixo consumo de enerxía, utilizando os modos de baixo consumo integrados do SoC ESP32-S3.

Núcleo ESP32

O Nano ESP32 usa o paquete de placas Arduino para placas ESP32, unha derivación do núcleo arduino-esp32 de Espressif.
Valoración

Condicións de funcionamento recomendadas

Símbolo	Descrición	Min	Típ	Máx	Unidade
VIN	Vol. De entradatage do panel VIN	6	7.0	21	V
VUSB	Vol. De entradatage do conector USB	4.8	5.0	5.5	V
Tambiente	Temperatura ambiente	-40	25	105	°C

Funcional Overview

Diagrama de bloques

Topoloxía da placa

5.1 Fronte View
View do lado superior

Arriba View de Arduino Nano ESP32

Ref.	Descrición
M1	NORA-W106-10B (SoC ESP32-S3)
J1	Conector USB-C® CX90B-16P
JP1	Cabeceira analóxica 1×15
JP2	Cabeceira dixital 1×15
U2	Convertidor reductor MP2322GQH
U3	GD25B128EWIGR 128 Mbit (16 MB) ext. memoria flash
DL1	LED RGB
DL2	LED SCK (reloxo en serie)
DL3	Alimentación LED (verde)
D2	Diodo Schottky PMEG6020AELRX
D3	PRTR5V0U2X,215 Protección ESD

NORA-W106-10B (módulo de radio/MCU)

O Nano ESP32 presenta o módulo de radio autónomo NORA-W106-10B, que incorpora un SoC da serie ESP32-S3 así como unha antena integrada. O ESP32-S3 está baseado nun microprocesador da serie Xtensa® LX7.
6.1 Microprocesador Xtensa® LX32 de dobre núcleo de 7 bits
O microprocesador para o SoC ESP32-S3 dentro do módulo NORA-W106 é un Xtensa® LX32 de 7 bits de dobre núcleo. Cada núcleo pode funcionar ata 240 MHz e ten 512 kB de memoria SRAM. Características do LX7:

Conxunto de instrucións personalizadas de 32 bits
Bus de datos de 128 bits
Multiplicador/divisor de 32 bits

O LX7 ten unha ROM de 384 kB (memoria de só lectura) e 512 kB de SRAM (memoria de acceso aleatorio estática). Tamén conta cunha memoria RTC FAST e RTC SLOW de 8 kB. Estas memorias están deseñadas para operacións de baixa potencia, onde se pode acceder á memoria SLOW mediante o coprocesador ULP (Ulta Low Power), conservando os datos no modo de sono profundo.
6.2 Wi-Fi®
O módulo NORA-W106-10B admite os estándares Wi-Fi® 4 IEEE 802.11 b/g/n, cunha potencia de saída EIRP de ata 10 dBm. O alcance máximo deste módulo é de 500 metros.

802.11b: 11 Mbit/s
802.11g: 54 Mbit/s
802.11n: 72 Mbit/s máximo en HT-20 (20 MHz), 150 Mbit/s máximo en HT-40 (40 MHz)

6.3 Bluetooth®
O módulo NORA-W106-10B admite Bluetooth® LE v5.0 cunha potencia de saída EIRP de ata 10 dBm e velocidades de datos de ata 2 Mbps. Ten a opción de dixitalizar e anunciar simultaneamente, ademais de admitir conexións múltiples en modo periférico/central.

6.4 PSRAM
O módulo NORA-W106-10B inclúe 8 MB de PSRAM integrada. (SPI octal)
6.5 Ganancia de antena
A antena integrada do módulo NORA-W106-10B usa a técnica de modulación GFSK, coas clasificacións de rendemento que se indican a continuación:
Wi-Fi®:

Potencia de saída conducida típica: 17 dBm.
Potencia de saída radiada típica: 20 dBm EIRP.
Sensibilidade conducida: -97 dBm.

Bluetooth® de baixa enerxía:

Potencia de saída conducida típica: 7 dBm.
Potencia de saída radiada típica: 10 dBm EIRP.
Sensibilidade conducida: -98 dBm.

Estes datos obtéñense da folla de datos uBlox NORA-W10 (páxina 7, sección 1.5) dispoñible aquí.

Sistema

7.1 Restablecementos
O ESP32-S3 admite catro niveis de reinicio:

CPU: restablece o núcleo CPU0/CPU1
Núcleo: reinicia o sistema dixital, excepto os periféricos RTC (coprocesador ULP, memoria RTC).

Sistema: restablece todo o sistema dixital, incluídos os periféricos RTC.
Chip: restablece todo o chip.

É posible realizar un reinicio de software deste taboleiro, así como obter o motivo do reinicio.
Para facer un reinicio de hardware da placa, use o botón de reinicio integrado (PB1).

7.2 Temporizadores
O Nano ESP32 ten os seguintes temporizadores:

Temporizador do sistema de 52 bits con 2 contadores de 52 bits (16 MHz) e 3 comparadores.
4 temporizadores de propósito xeral de 54 bits
3x temporizadores de control, dous no sistema principal (MWDT0/1), un no módulo RTC (RWDT).

7.3 Interrupcións
Todos os GPIO do Nano ESP32 pódense configurar para ser usados como interrupcións, e son proporcionados por unha matriz de interrupcións.
Os pinos de interrupción están configurados nun nivel de aplicación, utilizando as seguintes configuracións:

BAIXO
ALTO
CAMBIAR
CAÍDO
LEVANDO

Protocolos de comunicación en serie

O chip ESP32-S3 ofrece ﬂexibilidade para os diversos protocolos en serie que admite. Por example, o bus I2C pódese asignar a case calquera GPIO dispoñible.

8.1 Circuíto Inter-integrado (I2C)
Pins predeterminados:

A4 - SDA
A5 – SCL

O bus I2C está asignado por defecto aos pinos A4/A5 (SDA/SCL) para compatibilidade retro. Non obstante, esta asignación de pin pódese cambiar, debido á ﬂexibilidade do chip ESP32-S3.
Os pinos SDA e SCL pódense asignar á maioría dos GPIO, pero algúns destes pinos poden ter outras funcións esenciais que impidan que as operacións I2C se executen con éxito.
Teña en conta: moitas bibliotecas de software usan a asignación de pins estándar (A4/A5).

8.2 Son inter-IC (I2S)
Hai dous controladores I2S que normalmente se usan para comunicarse con dispositivos de audio. Non hai pins específicos asignados para I2S, este pode ser usado por calquera GPIO gratuíto.
Usando o modo estándar ou TDM, utilízanse as seguintes liñas:

MCLK - reloxo mestre
BCLK: reloxo de bits
WS: selección de palabras
DIN/DOUT – datos de serie

Usando o modo PDM:

CLK – Reloxo PDM
Datos de serie DIN/DOUT

Lea máis sobre o protocolo I2S na API periférica de Espressif - Sons InterIC (I2S)
8.3 Interface periférica serie (SPI)

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

O controlador SPI está asignado por defecto aos pinos anteriores.
8.4 Receptor/Transmisor asíncrono universal (UART)

D0/TX
D1/RX

O controlador UART está asignado por defecto aos pinos anteriores.

8.5 Interface automotriz de dous cables (TWAI®)
O controlador CAN/TWAI® utilízase para comunicarse con sistemas que utilizan o protocolo CAN/TWAI®, particularmente común na industria do automóbil. Non hai pins específicos asignados para o controlador CAN/TWAI®, pódese usar calquera GPIO gratuíto.
Teña en conta: TWAI® tamén se coñece como CAN2.0B ou "CAN clásico". O controlador CAN NON é compatible con marcos CAN FD.

Memoria flash externa

Nano ESP32 conta cun flash externo de 128 Mbit (16 MB), o GD25B128EWIGR (U3). Esta memoria está conectada ao ESP32 mediante Quad Serial Peripheral Interface (QSPI).
A frecuencia de funcionamento deste IC é de 133 MHz e ten unha velocidade de transferencia de datos de ata 664 Mbit/s.

Conector USB

O Nano ESP32 ten un porto USB-C®, usado para alimentar e programar a túa placa, así como para enviar e recibir comunicacións en serie.
Teña en conta que non debe alimentar a placa con máis de 5 V a través do porto USB-C®.

Opcións de enerxía

A enerxía pódese subministrar a través do pin VIN ou mediante un conector USB-C®. Calquera voltagA entrada a través de USB ou VIN redúcese a 3.3 V mediante o conversor MP2322GQH (U2).
O vol. operativotage para esta placa é de 3.3 V. Teña en conta que non hai un pin de 5 V dispoñible nesta placa, só o VBUS pode proporcionar 5 V cando a placa está alimentada por USB.

11.1 Árbore de poder

11.2 Pin Voltage
Todos os pinos dixitais e analóxicos do Nano ESP32 son de 3.3 V. Non conecte ningún volume superiortage dispositivos a calquera dos pinos xa que correrá o risco de danar a placa.
Clasificación VIN 11.3
A entrada recomendada voltagO rango é de 6-21 V.
Non debes intentar alimentar o taboleiro cun voltage fóra do rango recomendado, especialmente non superior a 21 V.
A eficiencia do conversor depende do volume de entradatage a través do pin VIN. Vexa a media a continuación para o funcionamento dunha tarxeta cun consumo de corrente normal:

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

Esta información está extraída da folla de datos MP2322GQH.

11.4 VBUS
Non hai un pin de 5 V dispoñible no Nano ESP32. 5 V só se pode proporcionar a través do VBUS, que se subministra directamente desde a fonte de alimentación USB-C®.
Mentres se alimenta a placa a través do pin VIN, o pin VBUS non está activado. Isto significa que non tes opción de proporcionar 5 V desde a placa a menos que estea alimentado por USB ou externamente.
11.5 Usando o Pin de 3.3 V
O pin de 3.3 V está conectado ao carril de 3.3 V que está conectado á saída do conversor reductor MP2322GQH. Este pin úsase principalmente para alimentar compoñentes externos.
11.6 Pin actual
Os GPIO do Nano ESP32 poden manexar correntes de orixe de ata 40 mA e correntes de afundimento de ata 28 mA. Nunca conecte dispositivos que consuman unha corrente máis alta directamente a un GPIO.
Información Mecánica

Pinout

12.1 analóxico (JP1)

Pin	Función	Tipo	Descrición
1	D13 / SCK	NC	Reloxo de serie
2	+3V3	Poder	Carril de alimentación +3V3
3	BOTE 0	Modo	Reinicio da placa 0
4	A0	Analóxico	Entrada analóxica 0
5	A1	Analóxico	Entrada analóxica 1
6	A2	Analóxico	Entrada analóxica 2
7	A3	Analóxico	Entrada analóxica 3
8	A4	Analóxico	Entrada analóxica 4/I²C Serial Datal (SDA)
9	A5	Analóxico	Entrada analóxica 5/I²C Serial Clock (SCL)
10	A6	Analóxico	Entrada analóxica 6
11	A7	Analóxico	Entrada analóxica 7
12	V-BUS	Poder	Alimentación USB (5V)
13	BOTE 1	Modo	Reinicio da placa 1
14	GND	Poder	Terra
15	VIN	Poder	Voltage Entrada

12.2 Dixital (JP2)

Pin	Función	Tipo	Descrición
1	D12 / CIPO*	Dixital	Controlador In Peripheral Out
2	D11 / COPI*	Dixital	Entrada de periférico de saída do controlador
3	D10/CS*	Dixital	Selección de chip
4	D9	Dixital	Pin dixital 9
5	D8	Dixital	Pin dixital 8
6	D7	Dixital	Pin dixital 7
7	D6	Dixital	Pin dixital 6
8	D5	Dixital	Pin dixital 5
9	D4	Dixital	Pin dixital 4
10	D3	Dixital	Pin dixital 3
11	D2	Dixital	Pin dixital 2
12	GND	Poder	Terra
13	RST	Interno	Restablecer
14	D1/RX	Dixital	Pin dixital 1/Receptor serie (RX)
15	D0/TX	Dixital	Pin dixital 0 / Transmisor serie (TX)

*CIPO/COPI/CS substitúe a terminoloxía MISO/MOSI/SS.

Orificios de montaxe e esquema da placa

Funcionamento da Xunta

14.1 Primeiros pasos - IDE
Se queres programar o teu Nano ESP32 mentres estás desconectado, necesitas instalar o IDE de Arduino [1]. Para conectar o Nano ESP32 ao teu ordenador, necesitarás un cable USB Type-C®, que tamén pode proporcionar enerxía á placa, tal e como indica o LED (DL1).

14.2 Iniciación: Arduino Web Editor
Todas as placas Arduino, incluída esta, funcionan fóra da caixa no Arduino Web Editor [2], instalando só un complemento sinxelo.
O Arduino Web Editor está aloxado en liña, polo que sempre estará actualizado coas últimas funcións e soporte para todos os foros. Sigue [3] para comezar a codificar no navegador e carga os teus bosquexos no teu taboleiro.
14.3 Primeiros pasos: Arduino Cloud
Todos os produtos compatibles con Arduino IoT son compatibles con Arduino Cloud, o que che permite rexistrar, graficar e analizar datos de sensores, activar eventos e automatizar a túa casa ou negocio.
14.4 Recursos en liña
Agora que repasou os conceptos básicos do que podes facer co taboleiro, podes explorar as infinitas posibilidades que ofrece comprobando proxectos interesantes en Arduino Project Hub [4], a Arduino Library Reference [5] e a tenda en liña [6] ]; onde poderás complementar o teu taboleiro con sensores, actuadores e moito máis.
14.5 Recuperación da Xunta
Todas as placas Arduino teñen un cargador de arranque incorporado que permite flashear a placa a través de USB. No caso de que un esbozo bloquee o procesador e xa non se poida acceder á placa a través de USB, é posible entrar no modo de cargador de arranque premendo dúas veces o botón de reinicio xusto despois do encendido.
Certificacións

Declaración de conformidade CE DoC (UE)

Declaramos baixo a nosa exclusiva responsabilidade que os produtos anteriores cumpren os requisitos esenciais das seguintes directivas da UE e, polo tanto, aplícanse á libre circulación nos mercados que comprende a Unión Europea (UE) e o Espazo Económico Europeo (EEE).

Declaración de conformidade coa UE RoHS e REACH 211
01/19/2021

As placas Arduino cumpren a Directiva RoHS 2 2011/65/UE do Parlamento Europeo e a Directiva RoHS 3 2015/863/UE do Consello, do 4 de xuño de 2015, sobre a restrición do uso de determinadas substancias perigosas en equipos eléctricos e electrónicos.

Substancia	Límite máximo (ppm)
Chumbo (Pb)	1000
Cadmio (Cd)	100
Mercurio (Hg)	1000
Cromo Hexavalente (Cr6+)	1000
Bifenilos polibromados (PBB)	1000
Éteres difenílicos polibromados (PBDE)	1000
Bis(2-etilhexil}ftalato (DEHP)	1000
Ftalato de bencilo butilo (BBP)	1000
Ftalato de dibutil (DBP)	1000
Ftalato de diisobutil (DIBP)	1000

Exencións : Non se reclaman exencións.
As placas Arduino cumpren totalmente os requisitos relacionados do Regulamento da Unión Europea (CE) 1907/2006 relativo ao rexistro, avaliación, autorización e restrición de produtos químicos (REACH). Non declaramos ningún dos SVHC https://echa.europa.eu/web/guest/candidate-list-table), a Lista de substancias moi preocupantes candidatas para a autorización publicada actualmente pola ECHA, está presente en todos os produtos (e tamén envases) en cantidades que suman unha concentración igual ou superior ao 0.1 %. Segundo o noso coñecemento, tamén declaramos que os nosos produtos non conteñen ningunha das substancias que figuran na "Lista de autorizacións" (Anexo XIV da normativa REACH) e Substancias moi preocupantes (SVHC) en cantidades significativas como se especifica. polo anexo XVII da lista de candidatos publicada pola ECHA (Axencia Europea de Química) 1907/2006/CE.

Declaración dos minerais de conflito

Como provedor global de compoñentes electrónicos e eléctricos, Arduino coñece as nosas obrigas con respecto ás leis e regulamentos relativos a Conﬂict Minerals, específicamente a Lei de reforma e protección do consumidor de Dodd-Frank Wall Street, sección 1502. Arduino non orixina nin procesa directamente os conflitos. minerais como o estaño, o tántalo, o wolframio ou o ouro. Os minerais en conflito están contidos nos nosos produtos en forma de soldadura ou como compoñente en aliaxes metálicas. Como parte da nosa debida dilixencia razoable, Arduino púxose en contacto con provedores de compoñentes da nosa cadea de subministración para verificar o seu cumprimento continuado coa normativa. En base á información recibida ata o momento, declaramos que os nosos produtos conteñen minerais de Conﬂicto procedentes de zonas libres de conflitos.

Precaución da FCC

Calquera Cambio ou modificación non aprobado expresamente pola parte responsable do cumprimento pode anular a autoridade do usuario para operar o equipo.
Este dispositivo cumpre coa parte 15 das normas da FCC. O funcionamento está suxeito ás dúas condicións seguintes:

Este dispositivo pode non causar interferencias daniñas
este dispositivo debe aceptar calquera interferencia recibida, incluídas as que poidan causar un funcionamento non desexado.

Declaración de exposición á radiación RF da FCC:

Este transmisor non debe estar situado nin funcionar en conxunto con ningunha outra antena ou transmisor.
Este equipo cumpre cos límites de exposición á radiación de RF establecidos para un ambiente non controlado.
Este equipo debe instalarse e funcionar cunha distancia mínima de 20 cm entre o radiador e o corpo.

Nota: Este equipo foi probado e comprobouse que cumpre cos límites para un dispositivo dixital de Clase B, segundo a parte 15 das normas da FCC. Estes límites están deseñados para proporcionar unha protección razoable contra interferencias daniñas nunha instalación residencial. Este equipo xera, utiliza e pode irradiar enerxía de radiofrecuencia e, se non se instala e se usa de acordo coas instrucións, pode causar interferencias prexudiciais nas comunicacións por radio. Non obstante, non hai garantía de que non se produzan interferencias nunha determinada instalación. Se este equipo causa interferencias daniñas na recepción de radio ou televisión, o que se pode determinar apagando e acendo o equipo, recoméndase ao usuario que intente corrixir a interferencia mediante unha ou máis das seguintes medidas:

Reorienta ou reubica a antena receptora.
Aumentar a separación entre o equipo e o receptor.
Conecte o equipo a unha toma dun circuíto diferente ao que está conectado o receptor.
Consulte ao distribuidor ou a un técnico experimentado de radio/TV para obter axuda.

Os manuais de usuario dos aparellos de radio exentos de licenza conterán o seguinte aviso ou un aviso equivalente nun lugar visible no manual de usuario ou alternativamente no dispositivo ou en ambos. Este dispositivo cumpre cos estándares RSS exentos de licenza de Industry Canada. O funcionamento está suxeito ás dúas condicións seguintes:

Este dispositivo pode non causar interferencias
este dispositivo debe aceptar calquera interferencia, incluídas as que poidan causar un funcionamento non desexado do dispositivo.

Aviso IC SAR:
Este equipo debe instalarse e operarse cunha distancia mínima de 20 cm entre o radiador e o seu corpo.
Importante: A temperatura de funcionamento do EUT non pode superar os 85 ℃ e non debe ser inferior a -40 ℃.
Pola presente, Arduino Srl declara que este produto cumpre cos requisitos esenciais e outras disposicións relevantes da Directiva 201453/UE. Este produto pode ser usado en todos os estados membros da UE.

Información da empresa

Nome da empresa	Arduino Srl
Enderezo da empresa	Via Andrea Appiani, 25 Monza, MB, 20900 Italia

Documentación de referencia

Ref	Ligazón
Arduino IDE (escritorio)	https://www.arduino.cc/en/Main/Software
Arduino Web Editor (Cloud)	https://create.arduino.cc/editor
Web Editor - Primeros pasos	https://docs.arduino.cc/cloud/web-editor/tutorials/getting-started/getting-started-web-editor
Hub do proxecto	https://create.arduino.cc/projecthub?by=part&part_id=11332&sort=trending
Referencia da biblioteca	https://github.com/arduino-libraries/
Tenda en liña	https://store.arduino.cc/

Rexistro de cambios

Data	Cambios
08/06/2023	Lanzamento
09/01/2023	Actualizar o diagrama de fluxo da árbore de enerxía.
09/11/2023	Actualizar a sección SPI, actualizar a sección de pin analóxico/dixital.
11/06/2023	Nome da empresa correcto, VBUS/VUSB correcto
11/09/2023	Actualización do diagrama de bloques, especificacións da antena
11/15/2023	Actualización da temperatura ambiente
11/23/2023	Etiqueta engadida aos modos LP

Modificado: 29/01/2024

Documentos/Recursos

Arduino Nano ESP32 con encabezados [pdfManual do usuario
Nano ESP32 con cabeceiras, Nano, ESP32 con cabeceiras, con cabeceiras, cabeceiras

Referencias

Manual de usuario

Nano ESP32 con cabeceiras