Kako se Koristi i Programira ESP32-S2 mini Mikrokontroler WEMOS

U prethodnoj lekciji objasnili smo šta je to ESP32 mikrokontroler, koje su njegove karakteristike, kao i postavke za programirnje ESP32 sa Arduino IDE-om. Za sve one koji su preskočili pročitati, lekciju mogu naći na:

ESP32-S2 Mini je novija generacija ESP32 mikrokontrolera, a ima zavidne performanse obzirom da su dimenzije ploce svega 34.3*25.4mm.

U ovoj lekciji ćemo objasniti:

• Šta je to ESP32 S2 Mini mikrokontroler?
• Velike prednostu ESP32 S2 Mini
• Tehničke karakteristike ESP32 S2 Mini
• Šema povezivanja i kod za kontrolu ESP32-S2 Mini
• Specifikacija materijala

ESP32-S2 Mini je napravljen kao odgovor na potrebe projekata gdje klasični ESP32 zna biti “previše” — previše potrošnje, previše šuma na Wi-Fi-ju, previše procesorske snage koja se u praksi rijetko koristi. ESP32-S2 Mini donosi moderniji, stabilniji i energetski efikasniji pristup, ali i nekoliko ključnih opcija koje originalni ESP32 jednostavno nema.

Za početak, S2 je fokusiran na sigurnost i pouzdanost. Ugrađen je napredni sigurnosni koprocesor, hardverska enkripcija, secure boot i poboljšan Wi-Fi modul koji ima manje smetnji i bolju stabilnost u okruženjima sa puno mreža. Uz to, ESP32-S2 Mini ima integrisani USB-OTG, što znači da se može programirati direktno preko USB-a bez dodatnih čipova, adaptera ili konvertera – praktično, posebno za manje uređaje ili proizvode koji trebaju direktnu USB komunikaciju.

Sa tehničke strane, iako S2 ima samo jednu jezgru (što zvuči kao “manje”), u realnim IoT projektima to je često prednost: manje potrošnje, manje grijanja i predvidljiviji rad. Pored toga dobijaš touch ulaze, ADC sa boljom stabilnošću, velik broj GPIO pinova i mogućnost da mikrokontroler radi u ultra-low power režimima gdje troši samo nekoliko mikroampera.

ESP32-S2 Mini je idealan za projekte poput senzorike, pametnih Wi-Fi prekidača, kućne automatike, web-server uređaja, malih IoT nodova, USB uređaja (tipa USB tipkovnica ili miš), kao i sve sisteme gdje se traži niska potrošnja i stabilna komunikacija. Upravo tu dolazi njegova glavna prednost — bolji je svuda gdje ti treba sigurniji, stabilniji i štedljiviji uređaj, bez potrebe za dual-core performansama klasičnog ESP32.

Velike prednosti ESP32-S2 Mini

1. Velika potrošnja struje
   Za razliku od standardnog ESP32 koji koristi Dual-core CPU, se pokazao kao često nepotrebno rješenje. U malim IoT uređajima to je značilo kraći rad na bateriji i veće grijanje.
2. Nestabilan Wi-Fi u “zasićenim” okruženjima
   Kad je okolo mnogo Wi-Fi mreža ili interferencije, ESP32 je znao da gubi vezu, resetuje TCP stack ili pravi “spikes” u pingovima.
3. Nedostatak USB-C
   ESP32-S2 Mini dolazi sa ugrađenim USB-C priključkom koji je postao standard i skoro svako domacinstvo ga koristi.
4. Previše performansi za jednostavne uređaje
   Iz iskustva znamo da Dual-core CPU rijetko ko stvarno iskoristi. Većina IoT projekata radi 90% vremena u sleep-u ili obradjuje jednostavne zadatke.
5. Nedostatak ozbiljne sigurnosti
   IoT uređaji danas moraju imati enkripciju, secure boot, i zaštitu koda. ESP32 je to imao, ali ne na nivou modernih standarda.
6. Ugrađen USB-OTG (Device & Host)
   Ovo je OGROMNA razlika. ESP32-S2, kao i Arduino Leonardo se može direktno koristiti kao:
   USB tastatura
   USB miš
   USB CDC (virtualni COM port)
7. ESP32-S2 troši osjetno manje struje u svim režimima, posebno u:
   Deep Sleep režimu: samo nekoliko µA
   Modem-sleep: daleko bolja optimizacija Wi-Fi-ja,
   Active mode: i do 40% manje potrošnje nego ESP32
8. ESP32-S2 ima:
   poboljšanu Wi-Fi antenu
   čistiji RF front-end
   bolje upravljanje kanalom
   bolju otpornost na interferenciju
9. Tačniji ADC
   ESP32 ADC je realno bio loš. ESP32-S2 ima ADC sa:
   manjim šumom
   boljom linearnosti
   pouzdanijim rezultatima
10. Touch senzori nove generacije
    ESP32-S2 ima ultra-senzitivne touch ulaze — sigurnije reagovanje i manje šuma.

Još jedna od prednosti S2 mini verzije je ta što pinovi na mikrokontroleru nisu zalemljeni. To uveliko pomaže radi lakšeg prototipiranja samog projekta, kao i izrade PCB.

Tehničke karakeristike ESP32-S2 Mini

U nastavku ćemo navesti neke od tehničkih karakteristika, dok tačne informacije o modelu možete naći na sljedećim linkovima:

• https://iothook.com/en/esp32-s2fn4r2-s2-mini-pinout/
• https://www.wemos.cc/en/latest/s2/s2_mini.html#technical-specs
• https://www.sudo.is/docs/esphome/boards/esp32s2mini/
• https://documentation.espressif.com/esp32-s2_datasheet_en.pdf

Na slici ispod možete vidjeti šemu pinova za ESP32-S2 Mini:

Šema povezivanja i kod za kontrolu ESP32-S2 Mini

Kod za projekat:

void setup() {
    pinMode(15, OUTPUT);
}

void loop() {
    digitalWrite(15, HIGH);
    delay(1000);
    digitalWrite(15, LOW);
    delay(1000);
}

Kako bi pojednostavili što je više moguće, za ovaj projekat nam neće trebati nikakva specijalna šema jer ESP32-S2 Mini ima integrisanu led diodu. Kao što možete vidjeti na slici ispod, sa desne strane USB priključka nalazi se led dioda koja je povezana sa Pin-om 15. Sve što trebate da uradite je da ubodete USB-C u ESP32-S2 mini, a drugi kraj u računar.

Naravno, Vi možete koristiti i ostale pinove i koliko god želite pinova i led dioda. Obzirom da ESP32 radi na 3.3V, za većinu led dioda nije obavezno koristiti otpornike, ali se preporučuje. Preporučena vrijednost je od 50 do 220Ohm-a.

BITNE NAPOMENE ZA PRENOS / UPLOAD KODA:

Kada želite uraditi unos, tj. prebaciti novi kod u mikrokontroler bitno je da držite dugme “O” i dugme “RST” u istom momentu, kako bi mikrokontroler prebacili u “PROGRAMMING MOD”. Nakon 2 sekunde pustite samo dugme “RST” i vaš mikrokontroler neće izvršavati prethodne funkcije jer je promjenio “Mod” rada.

Kada Pustite dugme “RST” NEMOJTE puštati dugme “O” sve dok se kod ne prenese i mikrokontroler uradi Automatski restart. Nakon što smo uradili kompletan prenos koda, pritisnite dugme “RST” ili jednostavno iskljucite USB kabl iz racunara i ponovo ga uključite.
Nije svakome isto, ali ovakvu bi poruku trebali dobiti na dnu ekrana:

Još jedna napomena:
Trenutno je veliki broj USB drajvera, verzija Arduino IDE, kao i verzija ESP32-S2 sploča, pa se nekada vaš projekat jednostavno pokrene kada pločicu isključite i uključite sa USB priključka.

Čestitamo! Vaš prvi projekat na ESP32 S2 Mini je kompletiran!

U slučaju da imate bilo kakvo pitanje vezano za mikrokontrolere, senzore i ostalu IoT opremu, naš tim Vam stoji na raspolaganju!

Specifikacija materijala:

• 1x ESP32-S2 mini

Napomena: Nakon što pročitate bilo koji Tutorijal na internetu, uvijek pogledajte Datasheet bilo koje komponente ili senzora, jer se tu nalaze svi bitni fabrički detalji!