Description

Carte de développement ESP32-DevKitC-32U

Compatible Arduino, l’ESP32-DevKitC-32U est la carte de développement officielle du fabricant Espressif Systems pour son module ESP32-WROMM-32U. Elle permet de réaliser des prototypages à base d’ESP32 simplement, sans avoir besoin de réaliser de soudure.

L’ESP32-DevKitC-32U est composé:

• Du microcontrôleur ESP32-WROOM-32U de l’entreprise Espressif Systems qui inclue des interfaces Wi-Fi, Bluetooth/BLE. Voici sa fiche technique: datasheet.
• La carte de développement ESP32-DevKitC également réalisée par l’entreprise Espressif Systems qui permet aux développeurs de connecter des périphériques à l’aide de câbles de type Dupont ou bien de monter l’ESP32-DevKitC sur des plaques d’essais. Voici son guide de prise en main: Started guide.

Ses principales caractéristiques techniques sont:

• 1 processeur double cœur Xtensa 32-bit LX6
• Fréquence d’horloge CPU réglable de 80 MHz à 240 MHz
• 38 broches
• 1 mémoire flash de 4 Mo
• 1 mémoire SRAM de 520 Ko
• 1 interface Wi-Fi 802.11 b/g/n
• 1 interface Bluetooth v4.2 BR/EDR and BLE
• 1 port USB de type B facilitant sa connexion à un ordinateur pour sa programmation, la communication série ou son alimentation

Présentation générale du brochage:

La carte de développement ESP32-DevKitC-32U possède 38 broches:

• 5 broches d’alimentation: 3 broches GND reliées entre elles et à la masse de la carte, 1 broche 5V prévue pour l’alimentation de la carte et 1 broche 3.3V reliée à la sortie du régulateur de tension intégré à la carte. Cette broche 3.3V peut être utilisée soit pour alimenter directement la carte soit comme source de tension de 3,3V pour vos montages.
• 1 broche EN permettant de désactiver le microcontrôleur ou de le réinitialiser (reset). Quand cette broche est à l’état haut (3,3V) le microcontrôleur est activé, quand cette broche est à l’état bas (masse) le microcontrôleur est déactivé.
• 4 broches d’entrée numérique: VP, VN, 34 et 35.
• 4 broches de sortie numérique: 0, 2, 12 et 15. Ces broches sont scrutées par le bootloader au démarrage, aussi il est conseillé de les utiliser uniquement en sortie.
• 24 broches d’entrée/sortie numérique: Les 6 broches D0, D1, D2, D3, CLK et CMD sont déjà utilisées par la carte de développement pour la gestion de la mémoire flash. Les broches TX et RX sont reliées au convertisseur intégré USB-TTL CP2102 de la carte et donc utilisées pour le chargement du logiciel ou le débogage. Les 16 broches restantes 4, 5, 13, 14, 16, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 25, 26, 27, 32 et 33 peuvent être utilisées en entrées ou en sorties pour vos montages.
• 6 broches affectées à la mémoire flash: D0, D1, D2, D3, CMD et CLK. Ces broches sont utilisées en interne par le ESP32 pour la communication entre le microcontrôleur et la mémoire flash. Afin de ne pas perturber l’accès à la mémoire flash, il est déconseillé de les utiliser.
• 2 broches de communication série: RX et TX qui sont reliées à l’UART0 et à l’interface USB de la carte pour la communication par protocole série. Pour information, l’UART0 est utilisé pour flasher le microcontrôleur lors du téléchargement d’un nouveau programme.

Entrée/sorties analogiques:

En plus de la fonctionnalité d’entrée ou sortie numérique, certaines broches de l’ESP32-DevKitC-32U sont capables de gérer des signaux analogiques analogiques.

Parmi les broches disponibles, vous pouvez utiliser pour vos projets jusqu’à:

• 12 broches en entrée analogique: L’ESP32 intègre 2 convertisseurs analogique-numériques 12 bits qui lui permettent par approximations successives de mesurer la tension analogique sur les broches VP, VN, 4, 13, 14, 25, 26, 27, 32, 33, 34 et 35. Ces convertisseurs permettent de traduire une tension d’entrée de 0 à 3,3V en un nombre entier entre 0 et 4095 avec une résolution de 0,8mV. Il est déconseillé d’utiliser les broches 0, 2, 12 et 15 en entrée analogique car ces broches sont scrutées par le bootloader au démarrage.
  
• 20 broches en sortie PWM (Modulation de largeur d’impulsion): L’ESP32 intègre des timers (minuteries) permettant de générer ces ondes avec des périodes d’une précision d’1 milliseconde. Les sorties PWM peuvent être utilisées directement pour commander des périphériques ayant une inertie interne comme des moteurs ou de l’éclairage. Sinon un filtre est à prévoir pour lisser la tension de sortie. Les broches 0, 2, 4, 5, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 25, 26, 27, 32, 33 permettant de délivrer un signal PWM.
• 2 broches en sortie analogique:Les broches 25 et 26 permettent de générer un véritable signal analogique avec une résolution de 13mV. Les convertisseurs numérique-analogique de l’ESP32 permettent de traduire un nombre entier de 0 à 256 en une tension de sortie entre 0 et 3,3V .

Entrée/sorties de communication:

L’ESP32-DevKitC-32U possède des broches spécifiques aux protocoles de communication qui lui permettent de dialoguer avec son environnement (capteurs physiques, ordinateur ou autre équipement embarqué) :

• 6 broches de communication série: L’ESP32 possède 3 bus UART pour la communication par protocole série qui sont les bus UART0, UART1 et UART2 :
  –> L’UART0 est connectée aux broches RX0 (RX), TX0 (TX), CTS0  (19) et RTS0 (22).
  –> L’UART2 est connectée aux broches RX2 (16) et TX2 (17).
• 2 broches I2C: SCL (22) et SDA (21). Le protocole I2C permet d’échanger des informations entre plusieurs équipements en utilisant seulement 2 broches pour l’information. La broche d’horloge série SCL (Serial Clock Line) émet à intervalle régulier un signal de synchronisation. La broche de données série SDA (Serial Data Line) permet l’envoi de données entre deux appareils dans les 2 directions.
• 8 broches SPI: Le protocole SPI est un protocole synchrone pour les échanges à courte distance entre éléments embarqués. L’ESP32 possède 2 interfaces SPI disponibles:
  –> L’interface HSPI qui utilise les broches HSPI_SCLK (14), HSPI_MISO (12), HSPI_MOSI (13) et HSPI_CS (15).
  –> L’interface VSPI qui utilise les broches VSPI_SCLK (18), VSPI_MISO (19), VSPI_MOSI (23) et VSPI_CS (5).
  La broche d’horloge série SCLK (Serial Clock Line) émet à intervalle régulier pour  synchronises les échanges. Les broches de données MOSI (Master Out Slave In) et MISO (Master In Slave Out) sont affectées à l’envoi des données, chacune ayant sa direction propre. La broche de sélection de l’interlocuteur CS (Chip Select) permet à l’équipement maître de sélectionner l’esclave avec lequel il souhaite communiquer.

Pour plus d’information sur la prise en main: Programmer la carte ESP32-DevKitC avec l’Arduino IDE.