Wireless-Chip ESP32-C2: robuster Combo-Chip mit Wi-Fi 4 und Bluetooth

Der ESP32-C2 von Espressif ist ein Combo-Chip mit Wi-Fi 4 und Bluetooth 5 (LE). Entwicklungsziel von Espressif war, die benötigte Siliziumfläche und die Anforderungen an die Flash-Größe zu reduzieren.

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Aus diesem Grund wurde der ESP32-C2 für einfache, hochvolumige IoT-Anwendungen mit niedriger Datenrate wie intelligente Stecker und Glühbirnen entwickelt.

Der ESP32-C2 ist ein Chip in einem 4 mm x 4 mm großen Gehäuse mit 272 kB Speicher. Es führt Frameworks wie ESP-Jumpstart und ESP-RainMaker aus aber auch das ESP-IDF. ESP-IDF ist das Open-Source-Echtzeitbetriebssystem von Espressif für eingebettete IoT-Geräte, dem Benutzer auf der ganzen Welt vertrauen. Es wird von Espressif und der Community für alle ESP32-Chips unterstützt. Der ROM-Code von ESP32-C2 ist optimiert, da er den Bedarf an Flash reduziert.

Sicheres Booten, Flash-Verschlüsselung und Hardware-Root-of-Trust

Wenn Sie also ein kleines, einfaches und kostengünstiges SoC benötigen, das Ihre An-wendung mit robuster Konnektivität ausstattet, ist ESP32-C2 der richtige Weg. Darüber hinaus setzt ESP32-C2 auch die Tradition der guten Sicherheit von Es-pressif fort, indem es Funktionen wie sicheres Booten und Flash-Verschlüsselung und gleichzeitig Hardware-Root-of-Trust für alle Anwendungen bietet.

Eine der unbeabsichtigten, aber positiven Nebenwirkungen dieses Designs ist, dass das relativ kleine Gehäuse und der Chip die HF-Leistung aufgrund reduzierter parasitärer Effekte verbessern. Der ESP32-C2 kann 802.11n-MC7-Pakete (72,2 Mbit/s) mit 18 dBm Ausgangsleistung übertragen. ESP32-C2 sendet mit dem vollen FCC-Limit von 20 dBm für niedrige Datenraten. Die typische Empfängerempfindlichkeit liegt zwi-schen -97 und -100 dBm für 1 Mbps 802.11B Pakete. Der Strombedarf beim Empfang liegt bei 58 mA.

Clientgeräte haben die gleiche Ausgangsleistung wie Router

Router haben in der Regel bessere Sender als Client-Geräte (hier sind Geräte gemeint, die mit einem Router verbunden sind). An ESP32-C2 angeschlossene Client-Geräte können jedoch genauso viel Ausgangsleistung übertragen wie der Router selbst (nicht Multi-Antennen-Routern). Für die meisten Client-Geräte wird die Ausgangsleistung von 20 dBm nur für Modi mit niedriger Datenrate unterstützt. Im Fall von ESP32-C2 wird jedoch auch die Ausgangsleistung von 20 dBm für einige der hohen Datenraten unterstützt, was somit die Übertragungszeit verkürzt und die Gesamtverbindungsqualität verbessert, insbesondere wenn viele Geräte verwendet werden.

Die maximale Entfernung wird durch die maximale Leistung bestimmt, die das Gerät mit der niedrigsten Datenrate übertragen kann oder darf, d.h. 20 dBm bei 802.11b und 1 Mbit/s (oder 19,5 dBm - und manchmal sogar niedriger - gemäß den FCC-Zertifizierungskriterien). Wenn Ihre Anwendung den physischen Abstand maximieren muss, wie es bei den meisten Anwendungen der Fall ist, sollten Sie die Empfangsempfindlichkeit und die Sendeleistung (bei 802.11b 1 Mbit/s) der von Ihnen verwendeten Teile überprüfen. ESP32-C2 nutzt die zulässigen Grenzwerte voll aus. Neben der physischen Entfernung sind größere Bandbreiten hilfreich, wenn Sie Audioanwendungen einsetzen möchten.

Die Verbesserungen in der HF-Performance werden übrigens auch auf dem ESP32-C6 angewendet, einen WiFi-6 und -Bluetooth-LE 5.2 IoT-Chip, der Ende Q3/Anfang Q4 2022 kommerziell erhältlich sein soll.

Der Matter-Standard

Der Matter-Standard ist so konzipiert, dass er auf allen Netzwerk-Stacks ausgeführt werden kann, die IP unterstützen. In seiner bevorstehenden ersten Version wird Matter Wi-Fi-, Thread- und Ethernet-Protokolle unterstützen.

Im Folgenden sind die Vor- und Nachteile der Verwendung von Matter Wi-Fi vs. Matter Thread aufgeführt:

• Wi-Fi Vorteile

• Niedrige Latenzzeiten, hoher Datendurchsatz

• Die meisten Anwendungen können aufgrund der hohen Verfügbarkeit

• von Wi-Fi-Routern unterstützt werden.

• Wi-Fi Nachteile

• Hoher Stromverbrauch, Batteriebetrieb kaum möglich

• Ohne ein zusätzliches Mesh-Protokoll ist die Skalierung des Netzwerks

• auf nur einem Hop begrenzt.

• Thread Vorteile

• Niedriger Stromverbrauch, geeignet für Batteriebetrieb

• Unterstützung für Mesh-Netzwerke (bis zu 250 Teilnehmer)

• Thread Nachteile

• Wir brauchen einen Thread Border-Router, damit alles funktioniert. Und wir brauchen immer noch Wi-Fi-Konnektivität (oder eine andere Form der Netz-werkkonnektivität).

• Niedriger Datendurchsatz, hohe Latenzzeiten

Da Wi-Fi an den meisten Orten weit verbreitet ist, wird die Migration bestehender Wi-Fi-basierender Geräte auf den Matter-Wi-Fi-Standard höchstwahrscheinlich einen großen Teil der frühen Einführung des Matter-Standards vorantreiben. Aus diesem Grund wird ESP32-C2, ein kostengünstiger Wi-Fi-Chip, der den Matter-Standard unterstützt, als besonders wertvoll angesehen.

Verfügbarkeit und Preise

Die ESP32-C2-Chipserie umfasst derzeit drei Varianten. Bitte wenden Sie sich an das Kundensupport-Team von Espressif, um Muster anzufordern und die kostengünstigste IoT-Lösung zu entwickeln. Wenn Sie auch mehr über die anderen Produkte von Espressif erfahren möchten, besuchen Sie bitte unsere offizielle Website, um alle Details zu unseren Chips und Modulen zu erhalten. Alternativ können Sie unser Auswahltool nutzen und damit das Produkt auswählen, das am besten zu Ihrem Projekt passt. Mehr über Verfügbarkeit und Preise erhalten Sie unter diesem Kontakt. Email: sales.europe@macnica.com.

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