FireBeetle ESP32-S3

1. 产品简介

FireBeetle 2 ESP32-S3(N4)是一款基于乐鑫ESP32-S3-WROOM-1-N4模组设计的主控板。它搭载32位双核处理器，主频为240MHz，内置4M FLASH存储器，支持WIFI和蓝牙5.0双模通讯。同时，它还支持蓝牙 Mesh (Bluetooth Mesh) 协议和乐鑫 Wi-Fi Mesh，使得其具备更高的通讯稳定性、更大的覆盖面积、更远的传输距离以及更多设备互联的能力。

ESP32-S3芯片具备AI加速功能，拥有神经网络运算能力和信号处理能力。这使得它能够满足低运算量的AI边缘计算任务的性能要求，例如简单的语音命令识别、文本识别和传感器数据识别。因此，它不仅适用于IoT场景，而且能够在简单、低运算量的AIoT结合项目中发挥重要作用。

在产品方面，FireBeetle 2 ESP32-S3(N4)的设计具有以下特点：

丰富的外设接口

包括18个模拟引脚，26个数字引脚，3个UART接口，3个SPI接口，3个I2C接口，2个I2S接口，10个红外收发器和10个DMA控制器通道。此外，还提供板载GDI显示屏接口，以满足各种硬件连接需求。

双电源供电方式

支持USB和外接锂电池两种供电方式，并能够在双电源下自动切换电源。此外，还支持USB和外接DC两种充电方式，并允许硬件进行开关机设置。

支持多种编程方式

包括Arduino IDE、idf、micropython、c语言和python等，满足不同开发者的编程习惯。

紧凑设计，方便嵌入

尺寸仅25.4mm × 60 mm，板载WIFI和蓝牙天线，采用邮票孔设计，方便嵌入或集成到PCB原型板上。

广泛的应用场景

适用于家庭自动化改造、物联网设备原型开发、物联网远程监控、远程机器人控制等多种场景。同时，它也适用于低运算量的AI边缘计算、语音命令识别、文本识别和传感器数据识别等应用场景。

此外，本产品是FireBeetle系列物联网低功耗开发板之一，如果不能满足您的需求，可以通过查看FireBeetle系列选型指南选择更为合适的型号。

如果出现烧录失败，请连接USB，按住BOOT按键不放，点击RST按键，然后再松开BOOT按键使开发板进入下载模式

2. 产品特性

  • 搭载ESP32-S3-WROOM-1-N4双核模组，支持AI加速
  • 主频达240MH，内置512KB SRAM和4M Flash
  • 支持Wi-Fi和Bluetooth 5 (LE) 双模通讯
  • 集成电源管理，支持锂电池充电和硬件开关机
  • 板载独立的GDI显示接口，能够快速连接显示屏
  • 支持Arduino IDE、ESP-IDF、MicroPython编程等多种方式
  • 设计紧凑，体积小巧，适合空间有限和嵌入式的IoT、AIoT物联网项目

3. 规格参数

基本参数

  • 输入电压
    • USB-C接口：5V DC
    • PH2.0接口：3.7V Li-ion
    • VCC引脚：5V DC
  • 接口方式：FireBeetle V2系列兼容
  • 模块尺寸：25.4mm × 60mm
  • 重量：23.4g

硬件信息

  • 处理器：Xtensa® 双核32位LX7微处理器
  • 主频：240 MHz
  • SRAM：512KB
  • ROM：384KB
  • Flash：4MB
  • RTC SRAM：16KB
  • USB: USB 2.0 OTG全速接口

WIFI

  • WIFI协议：IEEE 802.11b/g/n
  • WIFI频宽： 2.4 GHz 频带支持 20 MHz 和 40 MHz 频宽
  • WIFI模式：Station 模式、SoftAP 模式、SoftAP+Station 模式和混杂模式
  • WIFI频率：2.4GHz
  • 帧聚合: TX/RX A-MPDU, TX/RX A-MSDU

蓝牙

  • 蓝牙协议：Bluetooth 5、Bluetooth mesh
  • 蓝牙频率：125 Kbps、500 Kbps、1 Mbps、2 Mbps

接口引脚

  • 数字I/O x26
  • SPI x2
  • UART x3
  • I2C x2
  • I2S x2
  • LED PWM 控制器 8个通道
  • 红外收发器：发送通道 x5、接收通道 x5
  • 2 × 12 位 SAR ADC， 20个通道
  • DMA 控制器，5 个接收通道和 5 个发送通道

4. 功能引脚指示图

功能指示

FireBeetle 2 ESP32-S3

  • Type-C：Type-C USB接口
  • 21/D13：板载LED引脚
  • 47/D14：IO/电源控制引脚，默认长按6S关机，长按2S开机
  • ESP32-S3：ESP32-S3-WROOM-1-N16R8或ESP32-S3-WROOM-1U-N16R8模组
  • RST：复位按键
  • BOOT：BOOT按键
  • AXP313A：电源管理芯片
  • ETA6003：ETA6003锂电池充电管理芯片
  • BAT：锂电池接口
  • Charge：充电指示灯
  • 熄灭：未接入电源或已充满
  • 常亮：充电中
  • 闪烁：电池未接入
  • GDI：GDI显示屏接口

引脚示意

引脚概述
  • GPIO：常规引脚
  • Analog：模拟输入引脚
  • ADC：模数转换
  • TOUCH：触摸引脚
  • SPI：SPI接口
  • I2C：I2C接口
  • UART：UART接口
  • USB：USB接口
  • JTAG：调试接口
  • 3V3：3.3V稳压电源输出
  • VCC：电源输入/输出
  • 输入：5V DC输入为FireBeetle供电（无法为锂电池充电）
  • 输出：5V-USB 供电时输出USB电压，3.7V-锂电池供电时输出锂电池电压
  • GND：公共地引脚

GPIO分配表

GDI显示接口

此接口为DFRbot专用GDI显示屏接口，使用18pin-FPC线连接屏幕，连接屏幕更加便捷。
以下是GDI接口使用的引脚列表

FPC PINS FireBeetle ESP32-S3 PINS Description
VCC 3V3 3.3V
LCD_BL 21/D13 背光
GND GND GND
SCLK 17/SCK SPI时钟
MOSI 15/MOSI 主机输出，从机输入
MISO 16/MISO 主机输入，从机输出
LCD_DC 3/D2 数据/命令
LCD_RST 38/D3 复位
LCD_CS 18/D6 TFT片选
SD_CS 9/D7 SD卡片选
FCS 7/D6 字库片选
TCS 12/D12 触摸片选
SCL 2/SCL I2C时钟
SDA 1/SDA I2C数据
INT 13/D11 INT
BUSY 14/D10 防撕裂引脚
X1 NC 自定义引脚1
X2 NC 自定义引脚2

使用FPC链接屏幕时根据GDL demo配置所需对应的引脚号即可，通常只需要根据不同主控配置三个引脚。
支持GDI的显示屏：

5. 尺寸图

  • pin脚间距：2.54mm
  • 安装孔间距：22mm和56.6mm
  • 安装孔尺寸：2mm
  • 主板尺寸：25.4.00mm×60.00mm
  • 板厚：1.6mm

6. 首次使用

6.1 Arduino环境配置

当您首次使用Firebeetle 2 ESP32-S3(N4)，您需要了解以下步骤

  1. 添加IDE中的json链接
  2. 下载主控的核心
  3. 选择开发板以及串口
  4. 打开示例程序并烧录
  5. 了解串口监视器

Arduino IDE 编译环境配置

  • 打开Arduino IDE，点击File->Preferences，如下图所示：

    Beetle ESP32-C3

  • 在新打开的界面中，点击如下图红色圆圈中的按钮

    Beetle ESP32-C3

  • 填入需要使用的版本链接，点击“OK”

    • 稳定版：https://espressif.github.io/arduino-esp32/package_esp32_index.json
    • 开发版：https://espressif.github.io/arduino-esp32/package_esp32_dev_index.json

注意：

  • 请根据芯片支持情况选择合适的版本。

  • 如果填入过其它链接，在下一行添加新链接即可 。

    DFRobot ESP32

  • 更新板卡

  • 打开Tools->Board:->Boards Manager...，如下图所示：

    Beetle ESP32-C3

  • Boards Manager会自动更新板卡，如下图所示：

    Beetle ESP32-C3

  • 更新完成后，您可以在上方输入esp32，出现如下情况时选择esp32点击安装即可（建议安装最新版本）：

    Beetle ESP32-C3

  • 等待如下进度条结束：

    Beetle ESP32-C3

  • 安装完成后，列表会显示已经安装esp32主板，如下图所示：

    Beetle ESP32-C3

  • 点击Tools->Board:，选择DFRobot FireBeetle 2 ESP32-S3

    Beetle ESP32-C3

  • 在开始前您还需要配置如下设置（当您选择 Disabled 时,串口为RX(44)、TX(43)，如果您需要通过USB在Arduino监视器上打印，您需要选择Enable）

  • 点击Port选择对应的串口

    Beetle ESP32-C3

6.2 LED闪烁

板载LED灯默认为引脚21

代码

int led = 21;
void setup() {
  pinMode(led,OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(led,HIGH);
  delay(1000);
  digitalWrite(led,LOW);
  delay(1000);
}
  • 将以上程序粘贴到程序框中
  • 点击箭头等待程序编译并烧录至开发板

烧录成功

  • 如图所示及烧录成功
  • 您会看见板载LED灯开始闪烁

7. 基础教程

基础教程内容包括：PWM、中断、串口、舵机、SD卡的教程

8. 进阶教程

注意：FireBeetle 2 ESP32-S3(N4)不支持摄像头功能，所以不必参考教程中关于摄像头的内容。

进阶教程内容包括：屏幕显示、蓝牙、WIFI、ESP-NOW、项目示例、一键配网、摄像头的教程

9.MicroPython教程

9.1 MicroPython环境搭建

想要在FireBeetle 2 ESP32-S3(N4)上运行microPython，首先需要给FireBeetle 2 ESP32-S3(N4)烧录固件。

  1. 下载需要使用的Micropython固件

  1. 点击下载esptool Flash烧录工具

  2. 运行flash_download_tool_3.9.3.exe

  3. 芯片类型选择ESP32-S3，通过USB线连接电脑。按住BOOT，再按下RST，然后松开两个按键

  4. 选择下载的固件，擦除flash后烧录固件

8.2 MicroPython编译器

  1. 点击下载thonny

  2. 进入软件，对解释器进行设置(Run->Configure interpreter...)

  3. 将代码复制到代码框中，保存文件到MicroPython设备中，命名为main.py

    import time
from machine import Pin 

led=Pin(21,Pin.OUT)

while True:

 led.value(1)
 time.sleep(1)
 led.value(0)
 time.sleep(1)

  4. 重启FireBeetle 2 ESP32-S3(N4)即可看到LED灯闪烁

9.3 MicroPython教程

MicroPython基础教程

英文版教程

中文版教程

常见问题

烧录报错

原因

  • 如果Loop中延时过短或者不加延时会导致烧录超时

  • 错误的调用一些函数会导致计算机不能识别USB

解决办法

  • 按住BOOT，再按下RST，然后松开两个按键，再烧录。

串口无打印

解决办法

  • 检查USB CDC是否处于Enable状态
  • 使用其他的串口调试助手查看打印信息

更多问题及有趣的应用，可以 访问论坛 进行查阅或发帖。

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