ESP32

ESP32

מידע כללי
השקה	6 בספטמבר 2016

ESP32 הוא שבב מיקרו-בקר מבית Espressif Systems שמיועד לתקשורת אלחוטית, המיקרו בקר מאופיין בחסכוניות בחשמל ובעלות נמוכה. השבב כולל מעבד ליבה כפולה או יחידה במהירות של עד 240 מגה-הרץ ומעבד נוסף לחיסכון באנרגיה. הוא תומך ב-Wi-Fi וב-Bluetooth, מה שמאפשר חיבור למגוון מכשירים אלחוטיים.

בנוסף, ה-ESP32 מכיל מתגי אנטנה מובנים, מגבר מתח, מגבר קליטה ברעש נמוך, מסננים ומודולים לניהול צריכת החשמל. הוא משולב לרוב ב-מעגל מודפס (PCB) ייעודי או בלוחות פיתוח עם חיבורי GPIO ופינים שונים, בהתאם לדגם וליצרן. השבב כולל גם ממשקים כגון UART, SPI, ו-I²C לתמיכה בחיישנים ויכולות אבטחה מתקדמות כמו אתחול מאובטח והצפנה בחומרה.

ה-ESP32 נוצר ופותח על ידי חברת Espressif Systems, חברה סינית שבסיסה בשנגחאי, והוא מיוצר על ידי TSMC. השבב הוא דור ההמשך למיקרו-בקר ESP8266.

תכונות

תרשים בלוקים של פונקציות ESP32.

צילום פנימי של ה-ESP32, שבו רוב שטח השבב מוקדש לרשת הפצת חשמל.

התכונות של ה-ESP32 כוללות את הדברים הבאים:

• מעבדים:
  • מעבד ראשי: מעבד מיקרו 32-ביט Xtensa בעל ליבה כפולה (או ליבה אחת), מסדרת LX6, פועל במהירות של 160 או 240 מגה-הרץ ומגיע עד ל-600 DMIPS
  • מעבד משני לחיסכון קיצוני בחשמל (ULP)
• זיכרון: 520 קילו-בייט זיכרון RAM, 448 קילו-בייט זיכרון ROM
• קישוריות אלחוטית:
  • Wi-Fi בתקן 802.11 b/g/n
  • Bluetooth גרסה 4.2 BR/EDR ו-BLE (משתף את האנטנה עם ה-Wi-Fi)
• ממשקים היקפיים:
  • 34 GPIOs לתכנות
  • ADC מסוג SAR, ברזולוציה של 12 ביט ועד 18 ערוצים
  • שני DACs ברזולוציה של 8 ביט
  • 10 חיישני מגע (קיבוליים)
  • 4 חיבורי SPI
  • 2 חיבורי I²S
  • 2 חיבורי I²C
  • 3 חיבורי UART
  • בקר מארח SD/SDIO/CE-ATA/MMC/eMMC
  • בקר משועבד SDIO/SPI
  • ממשק Ethernet MAC עם DMA ייעודי ותמיכה מתוכננת ב-IEEE 1588
  • BUS CAN בתקן 2.0
  • בקר אינפרה-אדום (עד 8 ערוצים)
  • מונה פולסים (כולל קידוד מרובע מלא)
  • PWM למנועים
  • PWM לנורות LED (עד 16 ערוצים)
  • מגבר אנלוגי לחיסכון קיצוני בחשמל
• אבטחה:
  • תמיכה בתכונות אבטחת Wi-Fi לפי תקן IEEE 802.11, כולל WPA, WPA2, WPA3 (בהתאם לגרסה) ו-WAPI
  • אתחול מאובטח
  • הצפנת זיכרון Flash
  • זיכרון OTP של 1024 ביט, עד 768 ביט ללקוחות
  • האצת חומרה לקריפטוגרפיה: AES, SHA-2, RSA, קריפטוגרפיה בעקומים אליפטיים (ECC), יוצר מספרים אקראיים (RNG)
• ניהול צריכת חשמל:
  • מייצב מתח פנימי מסוג LDO
  • מתח עצמאי עבור RTC
  • צריכת זרם במצב שינה עמוק של 5 מיקרו-אמפר
  • התעוררות מאינטרפט GPIO, שעון זמן, מדידת ADC או חיישן מגע קיבולי

משפחת ESP32-xx

מאז השקת ה-ESP32 המקורי, הוצגו והוכרזו מספר גרסאות נוספות המהוות את משפחת מיקרו-הבקרים ESP32. שבבים אלה כוללים מעבדים ויכולות שונות, אך כולם תואמים לאותו SDK ולרוב תואמים ברמת הקוד. בנוסף, ה-ESP32 המקורי עבר מספר שיפורים, כמו ESP32 ECO V3, ששיפר את הביצועים והיציבות של השבב המקורי.

תכנות וסביבות פיתוח

ה-ESP32 נכב בעיקר בשפת C++, אך תומך גם במגוון שפות תכנות ומסגרות עבודה, המתאימים לצרכים שונים של פרויקטים. להלן השפות ומסגרות העבודה העיקריות הזמינות לפיתוח על ESP32:

• C++ – השפה העיקרית לפיתוח ישיר על ה-ESP32.
• ESP-IDF – מסגרת העבודה הרשמית של Espressif לפיתוח IoT, המותאמת למשפחת ESP32 ומספקת כלים ויכולות אינטגרציה מתקדמות.
• Arduino-ESP32 – ליבה של Arduino עבור הדגמים השונים, מאפשרת פיתוח ב-Arduino IDE.
• C – גם אפשרי ב-ESP-IDF, מספקת שליטה ישירה במעבד.
• Python – ניתן לפיתוח דרך MicroPython ו-CircuitPython, גרסאות Python קלות עבור מיקרו-בקרים.
• JavaScript – נתמך דרך Espruino, המדמה את סביבת Node.js.
• Mongoose OS – מערכת הפעלה המיועדת למוצרים מחוברים, מאפשרת תכנות ב-JavaScript או C ומומלצת על ידי Espressif, AWS IoT ו-Google Cloud IoT.
• Lua – נתמך באמצעות NodeMCU, פלטפורמת פיתוח מבוססת Lua.
• C# – עם .NET nanoFramework, מציעה פיתוח באמצעות Visual Studio עם תמיכה ב-ESP32.
• PlatformIO – סביבה לפיתוח מולטי-פלטפורמית שמתאימה גם ל-ESP32.
• Rust – מאפשר פיתוח מודרני עם דגש על בטיחות זיכרון.
• Swift – מתאים לפיתוח במיקרו-בקרים וב-IoT.
• Visual Studio Code – עם הרחבה ייעודית ל-ESP-IDF, מספקת סביבה נוחה ומתקדמת לפיתוח.
• Zerynth – Python ל-IoT ותמיכה במיקרו-בקרים, כולל ESP32.
• Matlab ו-Simulink – מאפשרים פיתוח מודלים מתמטיים וסימולציות למיקרו-בקרים.

השילוב הרחב של שפות תכנות, כלים ומסגרות עבודה מאפשר התאמה מדויקת ויעילה של ESP32 למגוון פרויקטים ופיתוחים.

שימושים

• שימושים מסחריים: לדוגמה, הצמיד של קבוצת עליבאבא באירוע השנתי ב-2017, שמשתמש ב-ESP32 לשליטה בתאורת LED בצורה מסונכרנת, מכשיר Pium למפיצי ריח חכם, ונורות ה-LED LIFX Mini.
• שימושים תעשייתיים: מודול Moduino X של חברת TECHBASE ומכשירי NORVI IIOT משתמשים ב-ESP32 למטרות אוטומציה תעשייתית ובקרת מכשור, עם תמיכה בממשקי תקשורת כמו LoRa ו-Nb-IoT.
• שימושים אקדמיים: ה-ESP32 משמש בהוראה ובפרויקטי מחקר, למשל, בפיתוח מערכות חכמות לניהול בית, כולל בקרה על טעינת רכבים חשמליים בהתאם לצריכת האנרגיה בבית.

ה-ESP32 מהווה כלי גמיש ונוח לפיתוח מהיר במגוון סביבות ותעשיות, בזכות התמיכה הרחבה בשפות תכנות וכלים מתקדמים.

ראו גם

• האינטרנט של הדברים

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא ESP32 בוויקישיתוף

• התנסאות ראשונית של ESP32, באתר אינטרנט ישראל
• מדריך להרצה ראשונית של המיקרו בקר

הערות שוליים

הערך באדיבות ויקיפדיה העברית, קרדיט,
רשימת התורמים
רישיון cc-by-sa 3.0

39879678ESP32