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EVENTOS

2019-07-01

Amplia selección de módulos ESP32

ESP32 es un pequeño sistema de circuito integrado tipo SoC (System on Chip) en la carcasa QFN48. Es un ejemplo de un producto característico del siglo XXI. Un módulo de IoT versátil y relativamente barato que ofrece a los usuarios grandes oportunidades. Su fabricante, Espressif Systems, una empresa de Shanghai tipo fabless fue fundada en 2008 (diseño de microcontroladores fabricados en fábricas externas). El módulo se construye utilizando un microprocesador con un núcleo Xtensa, desarrollado originalmente por la compañía estadounidense Tensilica.

Los ingenieros de Espressif Systems anteriormente ya habían revolucionado la situación del mercado al introducir ESP8266, una solución de bajo coste que combina un microcontrolador fuerte con un módulo de Wi-Fi. ESP32, del que trata este artículo, es el desarrollo, el complemento y el enriquecimiento de la innovadora ESP8266. Debe tenerse en cuenta, sin embargo, que ESP32 no es una continuación de la línea basada en el microcontrolador del fabricante anterior. Este es un importante paso adelante que puede interesar tanto a los que ya conocen el ESP8266 como a todos aquellos que no hayan utilizado estos módulos. Las diferencias principales de ESP8266 es que es un microprocesador más rápido y resistente, compatible con Bluetooth, con opción de WiFi más completa, el doble de conexiones de entrada/salida y muchos más recursos internos. Sin embargo, el trabajo de ESP32 en el modo de módem que ejecute comandos AT no está previsto.

La base de ESP32 es un microcontrolador Xtensa de 32 bits, rápido y eficiente (80...160MHz, doble núcleo, hasta 600 DMIPS dependiendo de la versión), con 520kB de memoria integrada SRAM y mecanismos incorporados para garantizar la seguridad de los datos. Las características más importantes son la presencia de extensos circuitos transceptores de 2.4GHz que proporcionan comunicación en el estándar Wi-Fi (con un ancho de banda de hasta 150 Mbps), así como en el estándar Bluetooth (BT), ambos en la versión “clásica” y de ahorro de energía BLE, con opciones adicionales como Piconet y Scatternet. ESP32 tiene 34 entradas/salidas digitales universales (GPIO), que también pueden realizar funciones opcionales relacionadas con bloques de hardware integrados, como: ADC de 12 bits, 18 entradas de transformador ADC, dos transformadores de 8 bits DAC y 10 sensores táctiles. El sistema ofrece soporte para las interfaces populares (4xSPI, 2xI2C, 2xI2S, 3xUART, IrDA), así como las más complejas, como SD/SDIO, también a EthernetMAC, CAN2.0, controladores de motor, diodos LED y un sensor de temperatura y Hall incorporado. Hay varios métodos de temporización, numerosos temporizadores y moduladores PWM. Todo construido en tecnología ultra-low-power, lo que le permite trabajar con un consumo de energía sorprendentemente bajo.

El rango de aplicaciones de los módulos ESP32 es muy amplia. Son especialmente adecuados para dispositivos de automatización del hogar, dispositivos electrónicos usados e Internet of Things (IoT). Un procesador eficiente y numerosos periféricos le permiten implementar proyectos realmente complejos y avanzados. Para los usuarios principiantes, esto puede ser un problema, por la multitud de funciones, opciones disponibles e incluso la documentación básica (ESP32 Technical Reference Manual) que contiene casi 700 páginas puede ser abrumadora.

Afortunadamente, el uso de ESP32 resulta sorprendentemente fácil gracias a las numerosas soluciones ya preparadas. Todo el software necesario está disponible gratis, y lo más importante, en Internet puede encontrar numerosas bibliotecas y una gran cantidad de proyectos completos y listos para usar que pueden ser la inspiración o la base para sus propios estudios.

Módulos y placas de desarrollo ESP32

Vale la pena señalar que solo una versión del circuito integrado (ESP32-D2WD) contiene 2MB de memoria Flash, pero no está disponible en forma de módulo. Por lo tanto, los módulos populares, también llamados ESP32, contienen una memoria Flash externa adicional con una capacidad en el rango (4MB... 16MB).

Actualmente, hay una serie de módulos ESP32 disponibles en el mercado (disponibles en nuestra oferta). Dichos módulos, con conectores de borde con un espaciado de 1,27 mm (50mils), con un poco de práctica, puede soldarlos al PCB a mano.

Excluyendo ESP32-SOLO y ESP32-PICO, difieren en la versión de ESP32 utilizada y la cantidad de memoria. Se dividen en dos grupos principales: ESP32-WROOM (18 x 25,3 x 3mm) que contienen memoria Flash externa, y un poco más grande ESP32-WROVER (18 x 31,4 x 3,3mm), no solamente contiene memoria Flash externa, sino también 8 megabytes de memoria SPI SRAM externa para aplicaciones y cálculos avanzados. Además, los módulos difieren en el tipo de antena WiFi/BT: aquellos con la designación 32D tienen una antena incorporada en la placa del módulo, y los que tienen la designación 32U tienen una toma de antena externa. No contiene estabilizador de voltaje y el módulo debe recibir un voltaje en el rango de 2.3V a 3.6V (típicamente 3.3V).

Para la comodidad, tanto de constructores profesionales como de aficionados, se han desarrollado placas de arranque, algunos de los cuales también se denominan módulos ESP32. Por ejemplo, WROOM 32D incluye un estabilizador de 3.3V (AMS1117) y un chip CP2102, que es un convertidor USB-UART. Dichas placas pueden equiparse con enchufes o clavijas Goldpin similares a los conjuntos Arduino. Algunas de las placas de arranque ESP32 están disponibles a precios sorprendentemente bajos.

Programación

Espressif Systems en su página web ofrece una serie de herramientas de programación útiles, incluidas herramientas gratuitas para módulos de programación. Por ejemplo, el entorno de programación MSYS2 con los elementos adicionales adecuados, puede utilizar Eclipse. Un conjunto disponibles es el ESP-IDF (Espressif IoT Development Framework). Estas herramientas recomendadas, compartidas (y aún mejoradas) por el fabricante están diseñadas para las más avanzadas.

Los programadores menos experimentados, incluyendo una gran cantidad de aficionados, usan el paquete enormemente popular Arduino IDE para crear programas. Se ha creado una superposición para este paquete, gracias a la cual los programas se crean de una manera típica del entorno Arduino, utilizando el compilador GCC gratuito. La superposición le permite compilar dicho boceto y cargar el código de máquina obtenido en ESP32. Hasta hace poco, la cubierta tenía que ser retirada e instalada a mano. Actualmente, se puede instalar en el Arduino IDE ingresando en el panel de configuración el enlace - la dirección del sitio web del fabricante, Espressif Systems. Este es un ejemplo del desarrollo continuo del sistema ESP32 y de la introducción de áreas no utilizadas anteriormente.

Crear programas utilizando el IDE de Arduino con la "superposición ESP32" es sorprendentemente fácil. Prácticamente todas las instrucciones y soluciones básicas se conocen a partir de los clásicos bocetos de Arduino.

Los usuarios principiantes y los menos avanzados pueden analizar y modificar los ejemplos existentes, disponibles a partir de una fuente abierta, que son cada vez más visibles en Internet. Sin embargo, para usuarios avanzados y aquellos que ya han tenido contacto con ESP8266, esta es una gran oportunidad para aprender y usar detalles para aprovechar al máximo el enorme potencial de ESP32.

 

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