uPesy ESP32 Wrover DevKit v2.1
(Mis à jour le 06/03/2023)
Voir aussi
Si vous venez de recevoir une carte uPesy ESP32 Wrover DevKit, je vous conseille d’abord si ce n’est pas déjà fait, de regarder le guide de prise en main rapide .
La carte uPesy ESP32 WROVER DevKit est basée sur un ESP32. Cette carte peut être mise sur une breadboard facilement car les 2 côtés de la carte sont accessibles pour mettre des fils sur la breadboard.
Note
La carte dispose de 4 Mo de RAM supplémentaires . En effet, la plupart des cartes ESP32 sont basées sur un module ESP32-WROOM-32 alors que cette carte est basée sur un module ESP32-WROVER-B . Les 2 modules sont très similaires et se programment de la même manière; la seule différence entre les 2 est l’ajout d’une RAM externe pour le module ESP32-WROVER-B .
Astuce
Pour en savoir plus, consultez cette page sur le fonctionnement et l’utilisation de la PSRAM sur ESP32.
Pinout
Version simplifiée
Cette version, adaptée aux débutants présente les fonctionnalités principales des broches.
Version complète
Note
Les pins VP, VN, 34, 35 , à savoir les pins GPIO36, GPIO39, GPIO34, GPIO35 peuvent être utilisés uniquement en entrée . Ils n’ont pas non plus de résistances pullup internes (On ne peut pas utiliser pinMode(36, INPUT_PULLUP) ).
Astuce
Contrairement à l’Arduino, le numéro des pins des périphériques SPI, I2C, I2S, SD indiqué dans le pinout est celui attribué par défaut et il peut être changé. Par exemple, au lieu de choisir VSPI sur les pins 23, 19, 18, 5 on peut le mettre sur les pins 32, 33, 25, 26.
Pour plus de précisions sur les pins de l’ESP32, je vous encourage à lire le guide sur le pinout de l’ESP32
Caractéristiques
Les caractéristiques techniques de la carte sont les suivantes :
Processeur : Xtensa Dual-Core 32-bit LX6 cadencé jusqu’à 240 MHz
Wi-Fi (802.11b/g/n) et Bluetooth 4.2 / BLE
RAM : 520 Ko de SRAM interne et 4 Mo de PSRAM externe
16 Mo de Flash (externe)
Différents états pour limiter la consommation d’énergie (Modem Sleep, Light Sleep, Deep Sleep, Hibernation)
Accélération matérielle cryptographique pour AES, RSA, SHA2
Utiliser l’antenne externe
Sur la carte uPesy ESP32 Wrover DevKit, il est possible d’utiliser une antenne externe pour le Wi-Fi à la place de celle intégrée sur le module Wrover. Mettre une antenne externe permet d’augmenter le gain en émission et en réception de signal Wi-Fi. Le gain est généralement exprimé en dB.
Emplacement du connecteur IPEX une antenne externe (en vert)
Pour ce faire, il faut souder un connecteur IPEX de 1ère génération sur l’empreinte prévue à cet effet, situé dans le carré vert de la photo ci-dessus. Une fois que le connecteur IPEX est soudé, une antenne externe standardisée peut y être connectée.
Avertissement
Une seule antenne peut être utilisée à la fois.
Circuit pour la sélection de l’antenne WiFi avec des résistances de 0 Ω
La sélection d’une antenne par rapport à une autre se fait via des résistances de 0 Ω. Par défaut, la résistance R15 est placée pour utiliser l’antenne sur la PCB, tandis que la résistance R14 n’est pas présente. Pour utiliser l’antenne externe, il faut faire le contraire : R14 présente, R15 absente. Dans la pratique, il suffit de faire une rotation de la résistance déjà présente de 90°.
Changez la position de la résitance pour utiliser le connecteur IPEX
Astuce
On peut aussi remplacer la résistance par un pont de soudure vu sa petite taille.
Recommandations d’usage
Tolérance en tension des pins
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L’ESP32 est un microcontrôleur qui fonctionne en 3.3V. Les niveaux logiques sont donc de 0 et 3.3V et non pas de 0 et 5V. C’est-à-dire que la tension en sortie des pins GPIO est de 3.3V et la tension en entrée ne doit pas excéder 3.3V. Les pins GPIO ne sont pas prévus pour avoir des niveaux logiques de 5V .
Note
La plupart des modules / capteurs peuvent fonctionner avec des niveaux logiques de 3.3V, mais si ce n’est pas le cas, des levels shifters (ou éventuellement des ponts diviseurs de tension) seront nécessaires pour passer d’une tension de 3.3V à 5V et vice versa.
Avertissement
Puisque l’ESP32 n’a pas été prévu pour recevoir du 5V sur ces pins GPIO, les pins de l’ESP32 peuvent être endommagés s’ils sont exposés trop longtemps à cette tension.
La tension mesurée par le convertisseur analogique numérique ne doit pas non plus excéder 3.3V (et pas non plus négative bien sûr).
Alimentation de la carte uPesy
Il y a plusieurs moyens pour alimenter la carte uPesy ESP32 Wrover DevKit :
Le plus simple est par USB en 5V, en connectant la carte à un ordinateur ou à une batterie externe (powerbank). On peut ensuite utiliser les pins 5V et 3V3 de la carte pour alimenter un circuit électronique respectivement en 5V et 3.3V. La tension de 3.3V est générée par le régulateur de la carte.
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On peut aussi alimenter la carte directement sur le pin \(V_{IN}\) via une alimentation externe. Il faut bien penser à relier la masse de l’alimentation au pin GND de la carte. Il n’y a pas de tension de 5V sur la broche 5V, seule une tension de 3.3V est disponible sur le pin 3V3. En effet, la tension de 5V provient uniquement de l’USB, la carte ne possède pas de régulateur 5V.
Avertissement
La tension en entrée sur le pin \(V_{IN}\) doit être comprise entre 3.6 et 7V maximum. Une tension aux alentours de 5V est optimale.
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On peut également utiliser les 2 premières méthodes en même temps , c’est-à-dire avoir une alimentation externe reliée branchée au pin \(V_{IN}\) tout en ayant la carte connectée à l’ordinateur (les 2 masses doivent être reliées) . Cela est très pratique pour dialoguer avec le moniteur série de l’Arduino IDE tout en ayant l’ESP32 alimenté par un autre circuit électronique externe. Le fonctionnement est le suivant :
Si \(V_{IN}\) < \(V_{USB}\) , avec \(V_{USB}\) =5V alors c’est l’USB qui sera principalement utilisé pour alimenter l’ESP32.
Si \(V_{IN}\) > \(V_{USB}\) , alors c’est l’alimentation externe qui sera principalement utilisée pour alimenter l’ESP32.
Avertissement
Il faut également rester vigilant dans ce mode d’alimentation pour éviter en cas d’erreur d’endommager de manière irréversible la carte ESP32 et/ou le port USB de l’ordinateur et/ou l’alimentation externe. Ce fonctionnement est normalement sans danger sur la carte uPesy grâce à un circuit de protection qui empêchent des retours de courant dans les alimentations, ce n’est malheureusement pas le cas de toutes les cartes ESP32 .
Protections intégrées
La carte uPesy ESP32 Wrover Devkit possède une batterie de protections pour éviter de l’endommager. Ces protections ne sont en aucun cas suffisantes pour prévenir de toutes les erreurs de manipulations possibles : la carte n’est donc pas indestructible.
La carte intègre les protections suivantes :
Protection contre les décharges électrostatiques sur le port USB
Protections court-circuit sur le rail \(V_{IN}\) , 5V et 3.3V : Des fusibles thermiques auto-réarmables de 350 mA sont utilisés sur les rails \(V_{IN}\) et 5V. Il faut donc éviter de tirer trop de courant sur la carte, sinon ils risquent de se déclencher. Ils s’activent et se désactivent automatiquement (polyfuse).
Protections contre les injections de courant sur les broches 5V et 3V3, pour éviter d’injecter par mégarde un courant sur ces pins d’alimentations.
Protection de surtension sur la broche \(V_{IN}\) : un circuit passif permet de limiter la tension \(V_{IN}\) , cependant l’excédant sera dissipé sous forme de chaleur et finira par déclencher le fusible thermique auto-réarmable.
Protection contre les inversions de polarités entre \(V_{IN}\) et GND.
Important
De manière générale, si lors de la mise sous tension de la carte, vous remarquez que la LED rouge intégrée ne s’allume pas, c’est qu’il y a un problème d’alimentation : il faut rapidement déconnecter la carte pour éviter d’endommager la carte et/ou l’alimentation elle-même.
Fichiers mis à disposition
Modèle 3D (au format
.wrl) : https://github.com/uPesy/kicad_lib_upesy/raw/master/assets/step_model/upesy_esp32_wrover.wrlPlan avec les dimensions : https://github.com/uPesy/kicad_lib_upesy/raw/master/assets/drawing/upesy_esp32_wrover_devkit_dimension.pdf
Librairie Fritzing : https://github.com/uPesy/fritzing_lib_upesy/raw/master/devkit_boards/uPesy ESP32 Wrover DevKit v1.fzpz
Librairie KiCad : https://github.com/uPesy/kicad_lib_upesy
Changelog | Historique des modifications
v2.1 (Février 2023)
Modifications de la carte pour pouvoir être assemblé dans la micro-usine d’uPesy :
Migration des composants au boîtier
0603Remplacement du mode ESP32-WROVER par la variante avec 16Mo de flash et 8Mo de RAM.
v2.0
Première version
