Produkt-Highlights
- Drahtlose Multiprotokoll-Konnektivität: W-lan 6, Bluetooth 5.4 (DER + BR/EDR), und IEEE 802.15.4 (Zigbee / Faden / Gegenstand).
- Gigabit-Ethernet: Unterstützt RJ45-Schnittstelle 10/100/1000 Automatische Mbit/s-Aushandlung.
- USB 2.0 Hochgeschwindigkeits-Hostschnittstelle: Die Typ-A-Schnittstelle wird an USB angeschlossen 2.0 OTG High-Speed. Wenn der ESP32-S31 als USB-Host fungiert, es kann bis zu liefern 500 mA externer Strom.
- Integrierter Audiopfad: Mikrofon, ES8311-Codec, NS4150B Leistungsverstärker, und der Lautsprecherausgang ermöglichen die direkte Auswertung der KI-Sprachinteraktion.
- Alle GPIOs verfügbar: Die meisten Modulpins sind zum 40-Pin-Header J2 geführt, Dies erleichtert den Anschluss externer Sensoren und Module.
- Drei Schnittstellen für flexible Entwicklung: Die USB-Seriell-/JTAG-Schnittstelle und die USB-zu-UART-Schnittstelle unterstützen die Stromversorgung, Firmware blinkt, Kommunikation, und Debuggen.
- Integrierte Strommessschnittstelle: Über den J5-Header kann ein Amperemeter direkt in Reihe geschaltet werden, um den Stromverbrauch des Moduls zu messen.
Zielbenutzer und Anwendungsbereiche
Die offizielle Positionierung des Boards lautet „für vernetztes AIoT-Prototyping und -Validierung“. Basierend auf seinen Bordressourcen, Zu den typischen Evaluierungs- und Entwicklungsanwendungen gehören::
- Bewertung der KI-Sprachinteraktion: Auf der Platine ist ein Mikrofon integriert, Audio-Codec, und Leistungsverstärker.
- IoT-Gateway-Prototyping: Gigabit-Ethernet + W-lan 6 + 802.15.4.
- Gegenstand / Thread-Geräteentwicklung: Kann mit ESP-Matter kombiniert werden, um Geräte für stromsparende und batteriebetriebene Anwendungen zu bauen.
- Bluetooth-Audio- und Bluetooth Low Energy-Anwendungen: Kann mit ESP-BLE-MESH verwendet werden, ESP-BLE-AUDIO, und ESP-GMF.
- USB-Host-Peripherieerweiterung: Peripheriegeräte können über die Typ-A-Schnittstelle angeschlossen werden.
- Ausbildung, Maker-Projekte, und Rapid Prototyping.
Übersicht über die Hardwarekonfiguration
| Artikel | Beschreibung |
|---|---|
| Modell | ESP32-S31-Function-CoreBoard-1 (keine historischen Hardwareversionen) |
| Modul | ESP32-S31-WROOM-3, Integration des ESP32-S31-Chips |
| Drahtlose Konnektivität | W-lan 6, Bluetooth 5.4 (DER + BR/EDR), IEEE 802.15.4 (Zigbee / Faden / Gegenstand) |
| Kabelgebundene Netzwerke | RJ45-Gigabit-Ethernet, unterstützend 10/100/1000 Automatische Mbit/s-Aushandlung; Der PHY-Chip stellt über die RGMII-Schnittstelle eine Verbindung zum ESP32-S31 her |
| USB Typ-A | USB 2.0 OTG High-Speed; wenn der ESP32-S31 als USB-Host fungiert, es kann bis zu liefern 500 mA |
| USB seriell/JTAG | USB Typ-C, USB 2.0 Vollgas, unterstützende Stromversorgung, Firmware blinkt, Kommunikation, und JTAG-Debugging |
| USB-zu-UART | USB Typ-C, mit einer integrierten USB-zu-UART-Brücke; Unterstützt die Stromversorgung, Firmware blinkt, und serielle Kommunikation |
| Audio-Codec | ES8311, Low-Power-Mono-Codec mit einem Einkanal-ADC / DAC, rauscharmer Vorverstärker, und Kopfhörertreiber; verbunden über I2S und I2C |
| Audio-Leistungsverstärker | NS4150B, niedrige EMI, 3 W-Mono-Leistungsverstärker der Klasse D |
| Lautsprecherausgang | Kann ein fahren 4 Oh, 3 W-Lautsprecher; Pinabstand ist 1.25 mm |
| Mikrofon | Integriertes Mikrofon, verbunden mit dem Audio-Codec-Chip |
| Tasten und Anzeigen | Reset-Taste, Boot-Taste, 3.3 V-Leistungsanzeige, adressierbare RGB-LED (GPIO60) |
| Erweiterungsschnittstelle | 40-Stiftleiste J2 |
| Aktuelle Messung | J5-Header (Der Jumper ist standardmäßig ab Werk installiert) |
| Stromversorgung | 5 V zu 3.3 V DC/DC-Wandler; TPS2051C USB-Netzschalter mit einem 500 mA-Ausgangsstrombegrenzung |
Hauptkomponenten des Entwicklungsboards
| NEIN. | Komponente | Funktion |
|---|---|---|
| 1 | J2-Header | Stellt alle verfügbaren GPIOs für eine einfache Verbindung mit externen Geräten bereit |
| 2 | RJ45-Ethernet-Schnittstelle | Unterstützt 10/100/1000 Automatische Mbit/s-Aushandlung |
| 3 | Ethernet-Transformator | Wird für die RJ45-Schnittstelle verwendet |
| 4 | USB 2.0 Typ-A-Schnittstelle | USB-Host, bis zu 500 mA |
| 5 | USB-Seriell/JTAG-Schnittstelle | Stromversorgung, Firmware blinkt, USB-Kommunikation, und JTAG-Debugging |
| 6 | USB-Typ-C-zu-UART-Schnittstelle | Stromversorgung, Firmware blinkt, und serielle Kommunikation |
| 7 | 3.3 V-Leistungsanzeige | Leuchtet, wenn USB-Strom angeschlossen ist |
| 8 | J5 | Modulstrommessung |
| 9 | 5 V-zu-3,3 V DC/DC-Wandler | Geregelte Stromversorgung |
| 10 | ESP32-S31-WROOM-3-Modul | Hauptcontroller und Wireless-Funktionalität |
| 11 | Mikrofon | Verbunden mit dem Audio-Codec-Chip |
| 12 | RGB-LED | Adressierbare RGB-LED, gesteuert durch GPIO60 |
| 13 | ES8311 Audio-Codec-Chip | Hardware-Audioverarbeitung unabhängig von der Anwendungssoftware |
| 14 | Reset-Taste | Setzt den ESP32-S31 zurück |
| 15 | Lautsprecher-Ausgangsanschluss | Für einen 4 Oh, 3 W-Lautsprecher |
| 16 | Boot-Taste | Halten Sie die Boot-Taste gedrückt und drücken Sie einmal Reset, um in den Firmware-Download-Modus zu gelangen |
| 17 | NS4150B Audio-Leistungsverstärker | Treibt den Lautsprecher an |
| 18 | Ethernet-PHY-Chip | Verbindet RGMII mit RJ45 |
| 19 | USB-zu-UART-Brücke | Funktioniert mit der USB-Typ-C-zu-UART-Schnittstelle |
| 20 | TPS2051C Netzschalter | USB-Netzschalter mit einem 500 mA-Strombegrenzung |
Stromversorgung und Strommessung
Stromversorgungsmethoden (Wählen Sie eine aus)
- Versorgen Sie das Board über die USB-zu-UART-Schnittstelle oder die ESP32-S31-USB-Schnittstelle mit Strom (Einer oder beide können gleichzeitig mit Strom versorgt werden). Dies ist die standardmäßig empfohlene Methode.
- Stromversorgung über die 5 V- und GND-Header-Pins.
Modulstrom messen
- Entfernen Sie den J5-Jumper: Die Stromversorgung der Onboard-Peripheriegeräte wird vom Modul getrennt. Schließen Sie ein Amperemeter über den J5-Header in Reihe an, um den Modulstrom zu messen.
- Installieren Sie den J5-Jumper (Werkseinstellung): Das Entwicklungsboard kehrt zum Normalbetrieb zurück.
J2-Header-Pin-Definitionen
Alle verfügbaren GPIOs werden über den 40-poligen J2-Header zugänglich gemacht. Für vollständige Pin-Beschreibungen, Siehe den offiziellen Schaltplan.
| Kategorie | Stifte |
|---|---|
| Boden (G) | 1, 2, 8, 33, 34, 37, 38 |
| 3.3 V-Leistung | 35, 36 |
| 5 V-Leistung | 39, 40 |
| UART0 | TX0 (GPIO58), RXD (GPIO59) |
| STIEFEL / RGB-LED | GPIO61 (STIEFEL), GPIO60 (treibt die RGB-LED an) |
| SDIO | DATUM0 (GPIO20), TERMINE1 (GPIO21), DATEN2 (GPIO22), DATUM3 (GPIO23), CLK (GPIO24), CMD (GPIO25) |
| Allzweck-GPIOs | GPIO0, 1, 2, 3, 4, 35–49 (Die tatsächlichen Pin-Nummern im Header finden Sie im Schaltplan) |
Alle GPIOs können auf einen hochohmigen Zustand konfiguriert werden.
Entwicklungsunterstützung
Entwicklungs-Frameworks
- ESP-IDF: Das offizielle primäre Entwicklungsframework. Informationen zum Einrichten der Entwicklungsumgebung und der Flash-Firmware finden Sie im ESP-IDF-Starthandbuch für ESP32-S31.
- Espressif Bluetooth LE Software-Ökosystem: ESP-BLE-MESH und ESP-BLE-AUDIO.
- ESP-GMF: Das allgemeine Multimedia-Framework von Espressif, Hier finden Sie Wi-Fi-Audio-/Videobeispiele und einheitliche Bluetooth-Audio-Entwicklungsschnittstellen für Classic Bluetooth und LE Audio.
- ESP-Materie: Erstellen Sie Geräte mithilfe der Matter- und Thread-Protokolle, geeignet für stromsparende und batteriebetriebene Anwendungen.
- esp_board_manager: Eine Peripherieverwaltungskomponente auf Platinenebene, die die Initialisierung von Onboard-Peripheriegeräten wie LCDs vereinfacht, Audio-Chips, Tasten, und LEDs. Überprüfen Sie die ESP-Komponentenregistrierung auf Supportinformationen.
Schnellstart
Erforderliche Hardware: ESP32-S31-Function-CoreBoard-1, USB 2.0 Datenkabel (Typ-A bis Typ-C), und ein Computer (Windows, Linux, oder macOS).
- Überprüfen Sie die Hardware: Vor dem Einschalten, Stellen Sie sicher, dass die Entwicklungsplatine intakt und unbeschädigt ist.
- An den Computer anschließen: Verbinden Sie das Entwicklungsboard über ein USB-Datenkabel mit dem Computer. Die Stromversorgung kann über einen der beiden USB-Typ-C-Anschlüsse erfolgen.
- Richten Sie die Umgebung ein: Informationen zur Konfiguration der Entwicklungsumgebung finden Sie im ESP-IDF-Erste-Schritte-Handbuch.
- Gehen Sie in den Download-Modus: Halten Sie die Boot-Taste gedrückt und drücken Sie einmal die Reset-Taste, Dann flashen Sie die Firmware über UART oder die USB-Seriell/JTAG-Schnittstelle.
- Überprüfen Sie vor der Bereitstellung Schritt für Schritt: WLAN-Test, Ethernet, Audio-, und GPIO-Funktionalität individuell.
Notiz: Einige USB-Kabel unterstützen nur das Aufladen und können keine Daten übertragen oder die Karte programmieren. Wenn der Computer das Gerät nicht erkennt, Ersetzen Sie das Kabel und lesen Sie in der Dokumentation von Espressif nach, um Anweisungen zur seriellen Verbindung und zur Treiberinstallation zu erhalten.
