Moduł Olimex zasilane z Li-Po wykorzystuje interfejs USB OTG ESP32-S2

W zeszłym roku Olimex wprowadził na rynek płytki ESP32-S2-DevKit-LiPo i ESP32-S2-WROVER-Devkit-LiPo zoptymalizowane do zastosowań zasilanych bateryjnie przy poborze energii w trybie głębokiego uśpienia wynoszącym zaledwie 30 µA.

Procesor ESP32-S2 jest wyposażony w interfejs USB OTG, ale w tamtym czasie SDK ESF-IDF nie obsługiwał programowania przez wbudowany interfejs USB, więc Olimex dodał na płytce konwerter CH340T USB-UART do programowania. Teraz jednakże nowe SDK może obsługiwać programowanie poprzez USB bez zewnętrznego układu, więc Olimex zaprojektował nowe wersje płyek bez układu konwertera USB, a mianowicie ESP32-S2-DevKit-LiPo-USB oraz ESP32-S2-WROVER-Devkit-LiPo-USB boards.

Specyfikacje obu modułów są zasadniczo takie same jak poprzednio, z wyjątkiem usunięcia konwertera USB, obsługi USB OTG i jeszcze niższego zużycia energii:

* Mikrokontroler:
* ESP32-S2-DevKit-LiPo - ESP32-S2-WROOM z jednordzeniowym mikroprocesorem Espressif ESP32-S2 32-bit LX7 taktowanym zegarem 240 MHz, moduł z 128 KB pamięci ROM, 320 KB pamięci SRAM, dodatkowej 16 KB SRAM zegara czasu rzeczywistego oraz 4 MB pamięci Flash na SPI
* ESP32-S2-WROVER-Devkit-LiPo - ESP32-S2-WROVER - to samo co powyżej plus 2 MB pamięci PSRAM
* Łączność bezprzewodowa - 2,4 GHz 802.11 b/g/n WiFI 4 do 150 Mb/s
* Dwa 20-pinowe złącza GPIO z SPI, I²S, UART, I²C, wejściami dla czujnika dotykowego, PWM, itp (wyprowadzenia kompatybilne z ESP32-S2-SAOLA-1)
* USB - port Micro OTG USB
* Różne - dioda LED RGB, przycisk resetowania, przycisk użytkownika, 6-pinowe złącze do programowania
* Zasilanie - 5 V przez port microUSB lub piny złącza GPIO
* 2-pinowe złącze dla akumulatora LiPo plus obwód ładowania i monitorowania akumulatora w module
* Czujnik zewnętrznego zasilania
* Pobór mocy na poziomie 20 µA w trybie głębokiego uśpienia; 65 µA dla ESP32-S2-WROVER



Można by pomyśleć, że usunięcie chipa i podłączenie interfejsu USB bezpośrednio do portu micro USB może być banalnym zadaniem, jednakże, jak wyjaśnia Olimex, okazało się to dość skomplikowane, ponieważ firma chciała zachować ładowarkę Li-Po i obwód akumulatora w układzie, a w szczególności móc ładować akumulator w trybie USB OTG, zapewniając jednocześnie 5 V w trybie hosta.

Ponieważ omawiane płytki są sprzętem typu open-source, można samodzielnie sprawdzić schematy opublikowane na Github, gdzie znajduje się również szkic w Arduino, kontrolujący diodę RGB w module. Należy jednak zauważyć, że chociaż sprzęt obsługuje tryby urządzenia USB i hosta, w ESP-IDF SDK wciąż brakuje funkcji hosta USB. Moduł można kupić już za, odpowiednio, 6,95 i 7,95 euro.

Źródło: https://www.cnx-software.com/2021/02/19/lipo-battery-powered-olimex-boards-use-esp32-s2s-usb-otg-interface/

Chciałbym tylko zauważyć, że używając wbudowanego USB pojawia się konieczność inicjowania trybu programowania (GPIO0 ustawić w stan niski, nacisnąć reset). W większości płytek z ESP wykorzystywane są do tego piny CTS/DTR (o ile dobrze pamiętam) z zewnętrznego konwertera USB/UART wykonujące tę czynność za nas. Oczywiście coś za coś - w tym przypadku zwiększone zużycie prądu.

Quote:

Można by pomyśleć, że usunięcie chipa i podłączenie interfejsu USB bezpośrednio do portu micro USB może być banalnym zadaniem, jednakże, jak wyjaśnia Olimex, okazało się to dość skomplikowane, ponieważ firma chciała zachować ładowarkę Li-Po i obwód akumulatora w układzie, a w szczególności móc ładować akumulator w trybie USB OTG, zapewniając jednocześnie 5 V w trybie hosta.

I dlatego moim zdaniem Olimex nieco przekombinował. USB OTG w ESP32-S2 to osobny interfejs fizyczny . Są dostępne płytki z ESP32-S2, w których są dwa niezależne porty USB.

Quote:

Należy jednak zauważyć, że chociaż sprzęt obsługuje tryby urządzenia USB i hosta, w ESP-IDF SDK wciąż brakuje funkcji hosta USB.

Co jest od 7 grudnia 2020 nieprawdą tzn. od pojawienia się wersji ESP-IDF 4.2. Inna sprawa, że ostatnia, stabilna wersja Arduino Core dla ESP32 wciąż bazuje na wersji ESP-IDF 3.3.