ESP32 es una mejora sustancial del espectacular ESP8266. Estos chips los fabrica
Espressif Systems y en su página puedes encontrar numerosos recursos, SDK, etc., aunque lo más sencillo es utilizar los entornos de Arduino o PlatformIO para su programación. Estos microcontroladores incorporan un módulo WiFi y son fáciles de programar mediante el entorno de Arduino, aunque yo prefiero usar PlatformIO. El ESP32 presenta dos núcleos y Bluetooth como mejoras más importantes respecto del ESP8266.
Para las pruebas con el ESP32 estoy utilizando la plaquita
Sparkfun ESP32 Thing. En el enlace del producto viene un tutorial para su programación con Arduino.
Lo más sencillo es utilizar Arduino o PlatformIO para programarlos, pero todavía hay algunas limitaciones y no toda la funcionalidad está implementada en estos "ports".
Para disponer de un API sin limitaciones y obtener el mayor control posible sobre el chip, es necesario utilizar el API propio del fabricante. En
https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/latest/ se encuentra el API del fabricante. Es un poco lío de preparar su entorno y demás, pero es más completo que la opción de Arduino o PlatformIO.
La buena noticia es que se pueden invocar las funciones de la API de Espressif directamente desde Arduino o PlatformIO añadiendo las cabeceras (include) correspondientes, aunque en ese caso perdemos la portabilidad del código.
El port de Arduino y PlatformIO se encuentra en
https://github.com/espressif/arduino-esp32
En
https://www.instructables.com/id/Develop-ESP32-With-PlatformIO-IDE/ se tiene un completo tutorial para usar ESP32 con PlatformIO. Además explica las diferencias y ventajas de utilizar PlatformIO frente a Arduino, aunque no debemos olvidar que en ambos casos el código va a ser exactamente el mismo, así como el resultado.
En
https://www.losant.com/blog/getting-started-with-esp32-and-platformio viene también un tutorial similar, más simple, y orientado a la Sparkfun ESP32 Thing.
GPIO
El chip es muy versátil y tiene muchos periféricos que se pueden poner en cualquier pin del chip. Pero cuando quieres controlar cada pin de forma individual, aparece el problema de que el reloj de la periferia es mucho más lento que el de la CPU. El pulso más corto que se puede hacer escribiendo en los pines (sin usar PWM) es de 50 ns, que puede ser algo justo para algunas aplicaciones. Además, hay que insertar "nop()" entre escritura y escritura de pin para que no se solapen. Otros micros sincronizan estas escrituras y son más fáciles de programar, con el inconveniente de que se pierden ciclos de reloj que se podrían aprovechar para otras cosas.
WIFI
Funciona bien, pero tras hacer varias pruebas de velocidad, siemrpe transmitiendo desde el dispositivo y con la librería de arduino, la conclusión es que va francamente lento. En TCP se alcanzan velocidades de 110 Kbytes/s que es 10 veces más lento que su predecesor (el ESP8266) y que otras tarjetas que he probado como la Adafruit Feather WICED que alcanza 1.6 Mbytes/ en TCP y 3.2 Mbytes/s en UDP, aunque en este modo la WICED se queda colgada temporalmente. En modo UDP las velocidades son mayores, pero todavía muy por debajo del mega por segundo, y además dando errores de escritura. Si se baja la tasa de transmisión hasta los 110 Kbytes/s (mediante delays) se consigue que desaparezcan los errores de escritura, pero esa es la misma velocidad lenta de transmisión de TCP,así que no se gana nada por usar el protocolo menos seguro UDP.
Parece que utilizando directamente las funciones de la API de Espressif es posible obtener una mayor velocidad, pero su programación es algo más compleja y no lo he probado.
WiFi Enterprise
He intentado conectarme a "eduroam" de la Universidad de Valencia sin éxito (Es WPA2 Enterprise y por eso el problema). Parece que a algunos les va y a otros no. El código más fiable creo que se encuentra en
https://github.com/martinius96/ESP32-Eduroam y a partir de ahí he hecho numerosas pruebas sin conseguir nada. Me parece que hay diferentes maneras de implementar la red eduroam, pues parece la explicación más probable a que a algunos les funcione (en su eduroam) y a otros no, con el mismo código.
ADC
El objetivo es poder leer valores analógicos en 1us. Tiene dos ADC, pero el ADC1 es el más general y único que he usado en las pruebas, así que todo lo que sigue es para el ADC1. El ADC tiene dos modos, uno normal o RTC y uno síncrono mucho más rápido a través del I2S. No está claro cómo hacer funcionar uno y otro. Parece que tanto Arduino como la API de Espressif utilizan el primer modo, pues sólo he conseguido bajar la espera en obtener el valor a 10 us (con las funciones de Arduino, los 10 us es lo que está por defecto, mientras que la API parte de 40 us y hay que configurar cosas para bajarlo).
Los datos que se obtienen son bastante ruidosos, quizá por el montaje en el que no se han cuidado los apantallamientos. También parece que la respuesta no es muy lineal tal como se desprende de varios artículos por ahí, aunque en el API se han incluido rutinas para la calibración del ADC (
https://github.com/espressif/esp-idf/issues/164).
En cuanto al uso del ADC con I2S, se supone que puede alcanzar los 2 Msps pues hace una conversión por escaneo sucesivo y de forma síncrona. Parece que va escaneando con un intervalo que se programe y cada vez que tiene un dato nuevo lo guarda en el registro de DMA del módulo I2S. La documentación sobre este modo es muy escasa, pero hay un ejemplo que parece hacer uso de este modo:
https://github.com/espressif/esp-idf/tree/master/examples/peripherals/i2s_adc_dac
I2C
Fantástico. Todo funcionó a la primera con la estupenda librería Wire de Arduino. Compatibilidad total.
