eSP32 Wroom Dev Board Pins

Inhaltsverzeichnis

Das ESP32-WROOM-Entwicklungsboard ist eine vielseitige Dual-Core-IoT-Entwicklungsplattform mit integriertem WLAN und Bluetooth, die über mehr als 30 GPIO-Pins für eine Vielzahl von Peripheriegeräten verfügt. Wir stellen Ihnen die wichtigsten Funktionen, Pin-Konfigurationen und Schaltpläne vor.

Merkmale des ESP32-WROOM

Top view of the ESP32 WROOM development board with dimensions of 52mm×28mm
ESP32-WROOM Dev Board Dimensions (52mm × 28mm)
  • Dual-Core-CPU mit 240 MHz für schnelles Multitasking.
  • Integriertes Wi-Fi + Bluetooth für drahtlose Konnektivität.
  • Kapazitiver Touchscreen, Hall-Sensor, SD-Karte und Hochgeschwindigkeitsschnittstellen.
  • Stromsparende Schlafmodi zur Verlängerung der Batterielebensdauer.
  • 5-V-USB-Stromversorgung (integrierter 3,3-V-Regler) mit 3,0–3,6-V-Betrieb.
  • Großer Temperaturbereich (-40 °C bis 85 °C) für raue Umgebungen.

ESP32-WROOM-Pins

ESP32 WROOM pin function diagram with GPIO ADC DAC communication interface etc. marked
ESP32-WROOM Pinout: Functional Classification of GPIO Pins

Digitale E/A-Pins (GPIO0-GPIO31)

Allgemeine Ein-/Ausgabe

Die meisten Pins (z. B. GPIO4, GPIO5, GPIO12-GPIO23) fungieren als digitale Ein- oder Ausgänge. Diese unterstützen Pull-up-/Pull-down-Widerstände und können für Interrupts konfiguriert werden.

Besondere Überlegungen zum Startverhalten

Einige Pins haben beim Start vordefinierte Funktionen:

  • GPIO0: Wird auf Low gezogen, um in den Download-Modus zu gelangen; gibt standardmäßig beim Booten PWM aus.
  • GPIO15: Wird während des Bootvorgangs auf Low gesetzt; vermeiden Sie den Pull-up-Widerstand, um einen stabilen Start zu gewährleisten.

Analoge Pins (ADC- und DAC-Kanäle)

Analog-Digital-Wandlung (ADC)

ESP32 verfügt über 12-Bit-ADC-Kanäle über zwei Controller:

  • ADC1 (Kanäle 0-7): Zugeordnet zu GPIOs 36-39, 32-35 (z. B. GPIO36 für Spannungsmessung).
  • ADC2 (Kanäle 0–9): GPIOs 4, 0, 2, 15, 13, 12, 14, 27, 25, 26. Hinweis: ADC2 ist deaktiviert, wenn Wi-Fi aktiv ist.
    Anwendungstipp: Kalibrieren Sie die ADC-Messwerte für nichtlineares Verhalten, insbesondere in der Nähe von 0 V und 3,3 V.

Digital-Analog-Wandlung (DAC)

Es stehen zwei 8-Bit-DAC-Kanäle zur Verfügung:

  • DAC1: GPIO25
  • DAC2: GPIO26
    Verwenden Sie dacWrite() , um analoge Spannungen (Bereich 0–255) zu erzeugen, die für PWM-ähnliche Anwendungen geeignet sind.

Sonderfunktionsstifte

Kapazitive Berührungssensoren

10 GPIOs (z. B. GPIO4, GPIO0, GPIO2, GPIO15) unterstützen kapazitive Touch-Eingaben und erkennen die Nähe von Fingern anhand von Ladungsänderungen.
Anwendung: Ersetzen Sie mechanische Tasten durch berührungsempfindliche Felder für elegante Schnittstellen.

RTC-GPIOs für Energiesparmodi

Pins wie GPIO36, GPIO39 und GPIO4 können das Board aus dem Tiefschlafmodus wecken, wenn sie ausgelöst werden, was für batteriebetriebene Geräte unerlässlich ist.
Konfiguration: Aktivieren Sie die RTC-Funktionalität im ESP-IDF-Framework, um diese Pins zu nutzen.

Kommunikationsschnittstellen

  • I2C: Standard-Pins SDA (GPIO21), SCL (GPIO22); konfigurierbar für andere GPIOs.
  • SPI: MOSI (GPIO23), MISO (GPIO19), CLK (GPIO18), SS (GPIO5/15), unterstützt Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung.
  • UART: TX/RX-Pins (z. B. GPIO1/TX, GPIO3/RX) für die serielle Kommunikation mit Peripheriegeräten.

ESP32-WROOM-Schaltplan

Das Schema des ESP32-WROOM-Entwicklungsboards umfasst folgende Hardwarearchitektur oder Schlüsselkomponenten:

ESP32 WROOM development board schematic showing circuit connections and key components
ESP32-WROOM Schematic: Circuitry and Component Interconnections

1. Taktschaltung (U1: 40-MHz-Quarz)

  • Der 40-MHz-Quarz (XTAL_N-, XTAL_P-Pins) dient als primäre Taktquelle für den ESP32-Chip (U2) und gewährleistet einen stabilen Betrieb. Kondensatoren (C1, C2) stabilisieren den Oszillator, was für zeitkritische Peripheriegeräte wie WLAN und Bluetooth von entscheidender Bedeutung ist.

2. Energieverwaltung

  • VDD33 (3,3-V-Stromschiene) wird durch mehrere Kondensatoren (z. B. C3, C20, C19) gefiltert, um Störungen zu reduzieren und eine saubere Stromversorgung für den ESP32, den Flash-Speicher (U3) und externe Peripheriegeräte zu gewährleisten. Diese Filterung ist für analoge Signale (z. B. ADC-Eingänge) unerlässlich, um Interferenzen zu vermeiden.

3. Flash-Speicher (U3: SDIO-Schnittstelle)

  • Der ESP32 kommuniziert mit dem externen Flash-Speicher (z. B. SPI-Flash über SDIO) über folgende Pins:
    • GPIO26 (SD_DATA0), GPIO27 (SD_DATA1), GPIO28 (SD_DATA2), GPIO29 (SD_DATA3) (Datenleitungen),
    • GPIO30 (SD_CMD) (Befehlsleitung),
    • GPIO31 (SD_CLK) (Taktleitung).
      Diese Pins (Teil der SPI/SDIO-Peripherie) speichern Firmware und Benutzerdaten, sodass das Board booten und Anwendungen ausführen kann.

4. Antenne und HF-Schaltung (ANT1)

  • Die PCB-Antenne (ANT1) wird an die HF-Pins des ESP32 (z. B. LNA_IN, VDD_SP, VDD_RF) angeschlossen und unterstützt Wi-Fi (2,4 GHz) und Bluetooth-Kommunikation. Komponenten wie L4 (Induktivität) und C14/C15 (Abstimmkondensatoren) optimieren die HF-Leistung, wobei ihre Werte je nach PCB-Design variieren (wie im Schaltplan angegeben).

5. GPIO- und Peripherieanschlüsse

  • Sensorschnittstelle: Pins wie SENSOR_VP (GPIO36) und SENSOR_VN (GPIO39) (ADC1-Kanäle) sind für analoge Sensoreingänge (z. B. Spannungs-/Strommessung) ausgelegt und nutzen den 12-Bit-ADC des ESP32.
  • Kapazitive Touch-Pins: GPIO0, GPIO2 usw. (gekennzeichnet als SENSOR_CAP_P/N) unterstützen berührungsempfindliche Anwendungen, die in den kapazitiven Touch-Controller des ESP32 integriert sind.
  • Debug- und Boot-Pins: GPIO0 (Download-Modus-Trigger) und GPIO15 (Boot-Konfiguration) sind sichtbar, wobei Pull-up-/Pull-down-Widerstände (z. B. R1 für GPIO0) ein korrektes Startverhalten gewährleisten.

6. Filtern und Entkoppeln

  • Entkopplungskondensatoren (z. B. 0,1 μF, 1 μF) in der Nähe der Stromanschlüsse (VDD33, GND) minimieren Spannungsschwankungen, während HF-spezifische Komponenten (z. B. TBC0, TBC1 Balun für Antenne) die Integrität des Funksignals optimieren.

Fazit

Das war alles zum ESP32 Wroom Dev Board. Vielleicht fügen wir später noch einige praktische Anwendungen oder Projekte zum Lernen hinzu. Wenn Sie Fragen haben, können Sie sich gerne an uns wenden!

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