บอร์ดพัฒนา ESP32-S31 สำหรับงาน IoT, Smart Audio และ HMI

บอร์ดพัฒนา ESP32-S31 จำนวน 2 รุ่นใหม่กำลังอยู่ระหว่างการพัฒนา โดยขณะนี้มีเอกสารข้อมูลและรายละเอียดเบื้องต้นเผยแพร่ออกมาแล้ว สำหรับชิป ESP32-S31 ซึ่งเปิดตัวครั้งแรกเมื่อเดือนมีนาคมที่ผ่านมา ซึ่งเป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ไร้สายตระกูล ESP32 ที่มีฟีเจอร์ครบครันที่สุดในปัจจุบัน มาพร้อมซีพียู RISC-V แบบ Dual-Core รองรับ Gigabit Ethernet, WiFi 6 ย่าน 2.4 GHz, Bluetooth และการเชื่อมต่อ 802.15.4 รวมถึงรองรับอินเทอร์เฟซจอ LCD, กล้อง และฟีเจอร์อื่น ๆ

ESP32-S31-Function-CoreBoard-1 development board ถูกออกแบบบนโมดูลไร้สาย ESP32-S31-WROOM-3 มาพร้อมฟีเจอร์ Gigabit Ethernet, USB 2.0 OTG และวงจรเสียงบนบอร์ด เหมาะสำหรับงาน IoT ที่ต้องการการเชื่อมต่อเครือข่ายประสิทธิภาพสูง

ESP32-S31-Korvo-1 เป็นบอร์ดพัฒนาเน้นงานมัลติมีเดีย โดยใช้โมดูล ESP32-S31-WROOM-3 รุ่นเดียวกัน แต่เพิ่มความสามารถด้านเสียงและภาพ เช่น ชุดไมโครโฟนคู่สำหรับจดจำเสียงพูดและระบบปลุกด้วยเสียงทั้งระยะใกล้และไกล, พอร์ตลำโพง 2 ช่อง, จอ LCD ขนาด 4.3 นิ้ว, โมดูลกล้องความละเอียด 3MP และช่องใส่ microSD card เหมาะสำหรับงานระบบเสียง/วิดีโออัจฉริยะ อุปกรณ์ HMI และแอปพลิเคชัน IoT แบบประหยัดพลังงานและต้นทุนต่ำ

บอร์ดพัฒนา ESP32-S31-Function-CoreBoard-1

สเปค:

โมดูลไร้สาย – ESP32-S31-WROOM-3
- ชิป SoC – ESP32-S31NRV16
  - CPU
    - ซีพียู RISC-V HP (High-performance) RV32IMAFCP ความเร็วสูงสุด 320 MHz รองรับ FPU, SIMD และชุดคำสั่งประสิทธิภาพสูง
    - คอร์ RISC-V LP (Low-power) MCU สำหรับงานประหยัดพลังงาน
  - หน่วยความจำ – SRAM ขนาด 512KB, PSRAM ขนาด 16MB
  - การเชื่อมต่อไร้สาย
    - WiFi 6 ย่าน 2.4 GHz (802.11ax)
    - Bluetooth 5.4 รองรับ LE Audio, Direction Finding, Bluetooth Mesh 1.1 และ Classic Bluetooth (BR/EDR)
    - วิทยุ 802.15.4 รองรับ Zigbee, Thread และ Matter
- ที่จัดเก็บข้อมูล – Flash 8MB, 16MB หรือ 32MB (อยู่ระหว่างยืนยัน)
- สายอากาศ – สายอากาศแบบ PCB ภายในบอร์ด
- ขนาดโมดูล – 30 × 22 × 3.5 มม.
ระบบเสียง
- ไมโครโฟนบนบอร์ด
- พอร์ตลำโพง รองรับลำโพงสูงสุด 4Ω กำลังขับ 3W
- ชิป ES8311 low-power mono audio codec
- ชิปขยายเสียง NS4150B Class D แบบโมโน กำลังขับ 3W
ระบบเครือข่าย – พอร์ต Gigabit Ethernet RJ45 ผ่านชิป PHY รุ่น YT8531DC-CA
USB
- พอร์ต USB 2.0 Type-A ความเร็วสูง รองรับกระแสสูงสุด 500mA
- พอร์ต USB 2.0 Type-C แบบ Full-speed สำหรับ Serial/JTAG ใช้ดีบัก, แฟลชเฟิร์มแวร์ และจ่ายไฟ
- พอร์ต USB Type-C to UART สำหรับจ่ายไฟ แฟลช และสื่อสารกับชิป ESP32-S31 ผ่าน USB-to-UART bridge บนบอร์ด
การขยาย – GPIO header แบบ 40 พิน (J2)
อื่นๆ
- Header J5 แบบ 2 พิน สำหรับวัดกระแสไฟ
- ปุ่ม Reset และ Boot
- ไฟ LED แสดงสถานะไฟเลี้ยง 3.3V
- RGB LED (GPIO60)
ระบบจ่ายไฟ
- รับไฟ 5V ผ่านพอร์ต USB-C
- วงจรแปลงไฟ DC/DC จาก 5V เป็น 3.3V
- ชิป TPS2051C USB power switch รองรับกระแสเอาต์พุตสูงสุด 500mA
ขนาดบอร์ด – 65 × 55 มม.

ESP32-S31 Function CoreBoard 1 block diagram — บล็อกไดอะแกรม

บอร์ด ESP32-S31-Function-CoreBoard-1 ต้องใช้สาย USB 2.0 แบบ USB-A to Type-C ที่มีคุณภาพดี และคอมพิวเตอร์ที่ใช้ระบบปฏิบัติการ Windows, Linux หรือ macOS สำหรับการพัฒนาและทดสอบ ผู้พัฒนาสามารถศึกษารายละเอียดเพิ่มเติมได้จากเว็บไซต์เอกสารประกอบของโครงการ รวมถึงสามารถยื่นขอตัวอย่างบอร์ดได้ หากมีโปรเจกต์ที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานจริง

บอร์ดมัลติมีเดีย ESP32-S31-Korvo-1

สเปค:

โมดูลไร้สาย – ESP32-S31-WROOM-3 ตามสเปกที่กล่าวข้างต้น โดยรุ่นนี้มาพร้อมแฟลช 16MB
ระบบจัดเก็บข้อมูล
- ช่องเสียบ microSD card รองรับ SDIO 3.0
- รองรับติดตั้ง Quad SPI NAND Flash โดยใช้ขาร่วมกับอินเทอร์เฟซ microSD
จอแสดงผล – คอนเนกเตอร์สำหรับจอ LCD ของบอร์ด ESP32-S3-LCD-EV-Board-SUB3, รองรับจอขนาด 4.3 นิ้ว ความละเอียด 800 × 480 พิกเซล
กล้อง – คอนเนกเตอร์สำหรับโมดูลกล้อง OV3660 ความละเอียด 3MP
ระบบเสียง
- 2x พอร์ตลำโพง แต่ละช่องใช้แอมป์ NS4150B mono Class-D สำหรับขับลำโพง 4Ω กำลัง 3W
- 2x ไมโครโฟนอนาล็อกเชื่อมต่อกับชิป ES8389 low-power stereo codec ซึ่งรองรับ: ADC/DAC แบบคู่, วงจรขยายเสียงรบกวนต่ำ (Low-noise preamp), ไดรเวอร์หูฟัง, เอฟเฟกต์เสียงดิจิทัล, ระบบ Analog Mixing และการควบคุม Gain
USB
- พอร์ต USB 2.0 Type-A High-Speed OTG รองรับกระแสสูงสุด 500mA
- พอร์ต USB Type-C UART สำหรับจ่ายไฟ แฟลชเฟิร์มแวร์ และสื่อสารกับ ESP32-S31 ผ่าน USB-to-UART bridge บนบอร์ด รองรับความเร็วสูงสุด 3 Mbps
- พอร์ต USB Type-C สำหรับจ่ายไฟโดยเฉพาะ
อื่นๆ
- สวิตช์เปิด/ปิดไฟ
- ปุ่ม Reset และ Boot
- ปุ่มควบคุมการทำงาน PLAY, SET, VOL- และ VOL+ สำหรับควบคุม UI และทดสอบแอปพลิเคชันด้านเสียง
- Power LED
- RGB LED (GPIO8)
ระบบจ่ายไฟ
- รับไฟ 5V ผ่านพอร์ต USB-C
- วงจร Buck DC-DC Converter สำหรับจ่ายไฟ 3.3V ให้ระบบ
- ชิป TPS2051C USB power switch จำกัดกระแสที่ 500mA
- LDO แปลงไฟจาก 5V เป็น 3.3V
- LDO แปลงไฟจาก 3.3V เป็น 1.8V สำหรับ SPI NAND Flash (ไม่ได้ติดตั้งมาเป็นค่าเริ่มต้น)
- LDO แปลงไฟจาก 3.3V เป็น 2.8V และ 1.5V สำหรับโมดูลกล้องภายนอก
ขนาดบอร์ด – 106.5 × 89.20 มม.

ESP32-S31-Korvo-1 block diagram — บล็อกไดอะแกรม

บอร์ด ESP32-S31-Korvo-1 จำเป็นต้องใช้ลำโพง 1 หรือ 2 ตัว พร้อมสาย USB 2.0 แบบ Type-A to Type-C จำนวน 2 เส้น และคอมพิวเตอร์ที่ใช้ระบบปฏิบัติการ Windows, Linux หรือ macOS สำหรับการพัฒนาและทดสอบระบบ ทั้งสองบอร์ดรองรับการพัฒนาผ่านเฟรมเวิร์ก ESP-IDF แต่เนื่องจากชิป ESP32-S31 ยังเป็นรุ่นใหม่ ฟีเจอร์บางส่วนจึงอาจยังรองรับไม่ครบในขณะนี้ และผู้พัฒนาจำเป็นต้องใช้งาน ESP-IDF เวอร์ชัน master branch เพื่อเข้าถึงความสามารถล่าสุดของชิป นอกจากนี้ยังสามารถศึกษารายละเอียดเพิ่มเติม หรือยื่นขอตัวอย่างบอร์ด Korvo devkit ได้ผ่านเว็บไซต์เอกสารประกอบของโครงการอย่างเป็นทางการ

แปลจากบทความ : ESP32-S31 development boards unveiled for IoT, Smart Audio, and HMI applications