ESP32-S2-Kaluga-1 套件 v1.2

[English]

最新版本:ESP32-S2-Kaluga-1 套件 v1.3

ESP32-S2-Kaluga-1 v1.2 是一款来自乐鑫的开发套件,主要可用于以下目的:

  • 展示 ESP32-S2 芯片的人机交互功能

  • 为用户提供基于 ESP32-S2 的人机交互应用开发工具

ESP32-S2 的功能强大,应用场景非常丰富。对于初学者来说,可能的用例包括:

  • 智能家居:从最简单的智能照明、智能门锁、智能插座,到更复杂的视频流设备、安防摄像头、OTT 设备和家用电器等

  • 电池供电设备:Wi-Fi mesh 传感器网络、Wi-Fi 网络玩具、可穿戴设备、健康管理设备等

  • 工业自动化设备:无线控制与机器人技术、智能照明、HVAC 控制设备等

  • 零售和餐饮业:POS 机和服务机器人

ESP32-S2-Kaluga-1-Kit-Assembly

ESP32-S2-Kaluga-1-Kit 概述(点击放大)

ESP32-S2-Kaluga-1 套件包括以下几个开发板:

由于 ESP32-S2 的管脚复用,部分扩展板的兼容性有所限制,具体请见 扩展板的兼容性

本文档主要介绍 ESP32-S2-Kaluga-1 主板 及其与扩展板的交互。更多有关具体扩展板的信息,请点击相应的链接。

本指南包括:

  • 快速入门:提供 ESP32-S2-Kaluga-1 的简要概述及必须了解的硬件和软件信息。

  • 硬件参考:提供 ESP32-S2-Kaluga-1 的详细硬件信息。

  • 硬件修订历史:提供该开发板的“修订历史”、“已知问题”以及此开发板之前版本的用户指南链接。

  • 相关文档:提供相关文档的链接。

快速入门

本节介绍如何开始使用 ESP32-S2-Kaluga-1,主要包括三大部分:首先,介绍一些关于 ESP32-S2-Kaluga-1 的基本信息;然后,在 应用程序开发 章节介绍如何进行硬件初始化;最后,介绍如何为 ESP32-S2-Kaluga-1 烧录固件。

概述

ESP32-S2-Kaluga-1 主板是整个套件的核心。该主板集成了 ESP32-S2-WROVER 模组,并配备连接至各个扩展板的连接器。ESP32-S2-Kaluga-1 是人机交互接口原型设计的关键工具。

ESP32-S2-Kaluga-1 主板配备了多个连接器,可用于连接相应扩展板:

  • 扩展板连接器,用于连接 ESP-LyraT-8311A、ESP-LyraP-LCD32

  • 摄像头连接器,用于连接 ESP-LyraP-CAM

  • 触摸 FPC 连接器,用于连接 ESP-LyraP-TouchA

  • LCD FPC 连接器(尚无可用官方配套扩展板)

  • I2C FPC 连接器(尚无可用官方配套扩展板)

ESP32-S2-Kaluga-1

ESP32-S2-Kaluga-1(点击放大)

所有四个扩展板都经过特别设计,以支持以下功能:

  • 触摸板控制
    • 带有 6 个触摸按钮

    • 支持最大 5 mm 亚克力板

    • 支持湿手操作

    • 支持防水功能。ESP32-S2 可以配置为在多个触摸板同时被水复盖时自动禁用所有触摸板功能,并在去除水滴后重新启用触摸板

  • 音频播放
    • 连接扬声器,以播放音频

    • 配合触控板使用,可控制音频播放和调节音量

  • LCD 显示屏
    • LCD 接口(8 位并行 RGB、8080 和 6800 接口)

  • 摄像头图像采集
    • 支持 OV2640 和 OV3660 摄像头模块

    • 8-bit DVP 图像传感器接口(ESP32-S2 还支持 16 位 DVP 图像传感器,但需要你自行进行二次开发)

    • 支持高达 40 MHz 时钟频率

    • 优化 DMA 传输带宽,便于传输高分辨率图像

组件描述

ESP32-S2-Kaluga-1 - 正面

ESP32-S2-Kaluga-1 - 正面(点击放大)

下表将从左边的 ESP32-S2 模组开始,以顺时针顺序介绍上图中的主要组件。

保留 表示该功能可用,但当前版本的套件并未启用该功能。

主要组件

描述

ESP32-S2-WROVER 模组

集成 ESP32-S2 芯片,可提供 Wi-Fi 连接、数据处理和灵活的数据存储功能。

4.3" LCD FPC 连接器

(保留)可使用 FPC 线连接 4.3" LCD 扩展板。

ESP Prog 连接器

(保留)用于连接乐鑫固件烧录设备 (ESP-Prog)。

JTAG 开关

切换到 ON 方向,启用 ESP32-S2 和 FT2232 之间的连接。此时,可通过 USB-UART/JTAG 端口进行 JTAG 调试,详见 JTAG 调试

引出管脚排针 2

ESP32-S2-WROVER 模组的部分 GPIO 直接引出至该开发板(详见开发板上的标记)。

USB-to-UART/JTAG 桥接器

FT2232 适配器开发板,允许在 USB 端口使用 UART/JTAG 协议通信。

摄像头连接器

用于连接摄像头扩展板,比如 ESP-LyraP-CAM。

扩展板连接器

用于连接带有配套连接器的扩展板。

Reset 复位按钮

用于重启系统。

Boot 按钮

按下 Boot 键并保持,同时按一下 Reset 键,进入“固件下载”模式,通过串口下载固件。

USB-UART/JTAG 端口

PC 和 ESP32-S2 模组之间的通信接口(UART 或 JTAG)。

USB 电源端口

为开发板供电。

电池端口

2 针连接器,用于连接外部电池。

电源 LED 指示灯

当 USB 电源或外部电源供电电压正常,则 LED 亮起。

电源开关

打开可为系统供电。

RGB 跳线

如需使用 RGB LED,需在该位置增加一个跳线。

RGB LED 指示灯

可编程 RGB LED 指示灯,受控于 GPIO45。在使用前需要安装 RGB 跳线。

调压器

5 V 转 3.3 V 调压器。

I2C FPC 连接器

(保留)可通过 FPC 线连接其他 I2C 扩展板。

引出管脚排针 1

ESP32-S2-WROVER 模组的部分 GPIO 直接引出至该开发板(详见开发板上的标记)。

触摸 FPC 连接器

可通过 FPC 线连接 ESP-LyraP-TouchA 扩展板。

触摸开关

切换到 OFF 方向,配置 GPIO1 到 GPIO14 连接触摸传感器;切换到 ON 方向,配置 GPIO1 到 GPIO14 用于其他目的。

3.2" LCD FPC 连接器

可通过 FPC 线连接 3.2" LCD 扩展板,比如 ESP-LyraP-LCD32。

应用程序开发

ESP32-S2-Kaluga-1 上电前,请首先确认开发板完好无损。

硬件准备

  • ESP32-S2-Kaluga-1

  • 两根 USB 2.0 电缆(标准 A 转 Micro-B)

    • 电源选项

    • 用于 UART/JTAG 通信

  • PC(Windows、Linux 或 macOS)

  • 你选择的任何扩展板

硬件设置

  1. 连接你选择的扩展板(更多信息,请见对应拓展板的用户指南)

  2. 插入两根 USB 电缆

  3. 打开 电源开关 时,电源 LED 指示灯 应点亮。

软件设置

请前往 快速入门,在 安装 一节查看如何快速设置开发环境。

你还可以点击 这里,获取有关 ESP32-S2-Kaluga-1 套件编程指南与应用示例的更多内容。

内容和包装

零售订单

每一个零售 ESP32-S2-Kaluga-1 开发套件均有独立包装,内含以下部分:

  • 主板
    • ESP32-S2-Kaluga-1

  • 扩展板:
    • ESP-LyraT-8311A

    • ESP-LyraP-CAM

    • ESP-LyraP-TouchA

    • ESP-LyraP-LCD32

  • 连接器
    • 20 针 FPC 线(用于连接 ESP32-S2-Kaluga-1 主板至 ESP-LyraP-TouchA 扩展板)

  • 紧固件
    • 安装螺栓 (x 8)

    • 螺丝 (x 4)

    • 螺母 (x 4)

零售购买,请前往 https://www.espressif.com/zh-hans/contact-us/get-samples

批发订单

ESP32-S2-Kaluga-1 开发套件的批发包装为纸板箱。

批量订单请前往 https://www.espressif.com/zh-hans/contact-us/sales-questions

硬件参考

功能框图

ESP32-S2-Kaluga-1 的主要组件和连接方式如下图所示。

ESP32-S2-Kaluga-1 功能框图

ESP32-S2-Kaluga-1 功能框图

电源选项

开发板可任一选用以下四种供电方式:

  • Micro USB 端口供电(默认)

  • 通过 2 针电池连接器使用外部电池供电

  • 5V / GND 管脚供电

  • 3V3 / GND 管脚供电

扩展板的兼容性

如需同时使用多块扩展板,请首先查看以下兼容性信息:

扩展板组合

复用接口或管脚

无法运行原因

解决方案

8311A v1.2 + CAM v1.0

I2S 控制、IO46

ESP32-S2 仅有 1 个 I2S 接口,但这两个开发板均需使用 ESP32-S2 的 I2S 接口进行通信(ESP-LyraT-8311A 使用标准模式;ESP-LyraP-CAM 使用 Camera 协议)。如两个扩展板同时复用 IO46,ESP-LyraP-CAM 的正常使用将受到干扰。

暂无解决方法。

TouchA v1.1 + LCD32 v1.1

IO11、IO6

ESP-LyraP-TouchA 因管脚 IO11 复用,导致无法触发触摸动作;ESP-LyraP-LCD32 因 BK (BLCT) 管脚连接至 IO6 管脚复用,因此也无法使用。

不要初始化 ESP-LyraP-TouchA 扩展板的 IO11 (NETWORK) 和 IO6 (PHOTO) 管脚。

8311A v1.2 + LCD32 v1.1

IO6

这两款扩展板可以同时使用,但由于 ESP32-S2-Kaluga-1 的 BK (BLCT) 管脚已连接至 IO6,因此,ESP-LyraT-8311A 的 BT_ADC 管脚和 6 个按钮均无法使用。

用户也可通过以下配置使用 ESP-LyraT-8311A 的 BT_ADC 管脚:移除 ESP-LyraP-LCD32 扩展板上的 R39,将 R41 换为 100 欧,并将 BLCT_L 开关打开。注意,此配置将导致用户无法通过软件控制显示屏的背光亮度。

TouchA v1.1 + 8311A v1.2

ESP-LyraT-8311A 的 BT_ADC 管脚

这两款扩展板可以同时使用。然而,当 ESP-LyraT-8311A 的 BT_ADC 管脚用于初始化扩展板的 6 个按钮时,ESP-LyraP-TouchA 无法成功触发。

如果计划使用 ESP-LyraT-8311A 的 BT_ADC 管脚,请不要初始化 ESP-LyraP-TouchA 扩展板的 IO6 管脚 (PHOTO)。

TouchA v1.1 + CAM v1.0

IO1、IO2、IO3

由于管脚复用无法同时使用。

不要初始化 ESP-LyraP-TouchA 的 IO1 (VOL_UP)、IO2 (PLAY) 和 IO3 (VOL_DOWN)。

TouchA v1.1 + LCD32 v1.1 + CAM v1.0

IO1、IO2、IO3、IO6、IO11

由于管脚复用无法同时使用。

解决方案 1:不要初始化 ESP-LyraP-TouchA 扩展板的 IO1 (VOL_UP)、IO2 (PLAY)、IO3 (VOL_DOWN)、IO6 (PHOTO) 和 IO11 (NETWORK)。 解决方案 2:用户也可通过以下配置正常初始化 IO6 (PHOTO):移除 ESP-LyraP-LCD32 扩展板上的 R39,将 R41 换为 100 欧,并将 BLCT_L 开关打开。注意,此配置将导致用户无法通过软件控制显示屏的背光亮度。

TouchA v1.1 + LCD32 v1.1 + 8311A v1.2

IO6、IO11

IO11 管脚复用导致无法同时使用;IO6 管脚复用导致 ESP-LyraT-8311A 的 BT_ADC 管脚无法使用,因此无法初始化该扩展板的 6 个按钮。

解决方法 1:不要初始化 ESP-LyraP-TouchA 扩展板的 IO6 (PHOTO) 和 IO11 (NETWORK)。注意,此时 ESP-LyraT-8311A 的 6 个按钮依然无法使用。解决方法 2:移除 ESP-LyraP-LCD32 扩展板上的 R39,将 R41 换为 100 欧,并将 BLCT_L 开关打开。不要初始化 ESP-LyraP-TouchA 的 IO11 (NETWORK)。如果希望使用 ESP-LyraT-8311A 的 6 个按钮,则也不要初始化 IO6 (PHOTO)。

另外,所有扩展板和 JTAG 接口 共用管脚 IO39、IO40、IO41 和 IO42。因此,以下情况可能会干扰 JTAG 操作:

  • 插上扩展板

  • 调试正在使用扩展板的应用程序

已知问题

问题硬件

描述

主要原因

解决方法

ESP-LyraP-CAM v1.0、管脚 IO45、管脚 IO46

当 ESP-LyraP-CAM v1.0 连接至主板时,可能导致主板无法烧录固件。

开发板上电时,strapping 管脚 IO45 和 IO46 的上电时序错误,导致开发板无法正常启动。

主板烧录固件时,不应连接该扩展板。

ESP-LyraP-CAM v1.0、管脚 IO45、管脚 IO46

使用 Reset 复位按键重启开发板可能无法达到期望结果。

开发板上电时,strapping 管脚 IO45 和 IO46 的上电时序错误,导致开发板无法正常启动。

v1.2 暂无解决方法。该问题已经在 ESP32-S2-Kaluga-1 V1.3 中进行了修复。

ESP-LyraT-8311A v1.2、管脚 IO46

当 ESP-LyraT-8311A v1.2 连接至主板时,可能导致主板无法烧录固件。

开发板上电时,strapping 管脚 IO46 的上电时序错误,导致开发板无法正常启动。

主板烧录固件时,不应连接该扩展板。

ESP-LyraT-8311A v1.2、管脚 IO46

使用 Reset 复位按键重启开发板可能无法达到期望结果。

开发板上电时,strapping 管脚 IO46 的上电时序错误,导致开发板无法正常启动。

v1.2 暂无解决方法。该问题已经在 ESP32-S2-Kaluga-1 V1.3 中进行了修复。

硬件修订历史

尚无版本升级历史。

相关文档

有关本开发板的更多设计文档,请联系我们的商务部门 sales@espressif.com