Esp32 psram что это
ESP32 – How To Use PSRAM
The ESP32 has a lot more internal RAM than the ESP8266 had. But it can use even more by addressing up to 4MB of external SPI RAM memory. In this blog post we will show you how to use the PSRAM in your projects.
Especially when working with graphical applications you can never have enough working memory. For instance, our Minigrafx library allocates a frame buffer first in RAM. Then all drawing operations use only on this memory. After the application finishes drawing a frame it tells the library to write the complete content of the frame buffer to the display. For a display with 320×240 pixel and 16bit of color information per pixel this makes 150kb only for the frame buffer.
The ESP8266 has by far not enough RAM to hold this amount of information in the RAM. That’s why we used an old trick known from the first home computers to reduce the color information per pixel. Instead of 16bit “True Color” we use a palette of defined colors. Before the library writes the frame buffer to the display it looks up the real color value and replaces the palette index with that value. With a palette of 4 colors, we only need 2 bits per pixel (2^2) or roughly 19kb!
ESP-WROVER-B: 8MB of PSRAM?
Espressif, the manufacturer of the ESP32, sells a module called ESP-WROVER-B and it is often advertised with 8MB of PSRAM. PSRAM stands for pseudo static RAM. It might be true that the module comes with an external 8MB PSRAM chip but as a matter of fact you can (currently?) only use the lower 4MB in your applications. Don’t get me wrong, 4MB is still a lot of RAM for a microcontroller but the 8MB ads are a bit misleading.
If we believe Espressif’s description of external PSRAM then the 4MB limit is rather based on silicon limitations than limitations in the ESP-IDF framework. The page states “It can be insufficient for some purposes, so ESP32 has the ability to also use up to 4 MB of external SPI RAM memory.” This sounds more like a hard limit and not one that will be soon removed by further work on the SDK.
How Much RAM is available?
So how do you use this external RAM? Before we get into that let’s make sure that our ESP32 module has this external PSRAM and that it is addressable from our code. The ESP32/Arduino platform exposes a couple of methods to find out how much RAM you have in total and how much you can use.
Note that I’m using the logging macro log_d(..) which allows us to later disable the log output. If we run this code in the Arduino IDE with the following settings in the tool menu. Especially make sure that you have the Core Debug Level set to Verbose.
Running the code shows us the following lines in the Serial Monitor:
Great! The log output tells us that the PSRAM is on and that we have 4MB of PSRAM available. If we run the same code in the Platformio IDE we get this:
Hm, strange, isn’t it? Maybe I chose the wrong board. This is configured in the platformio.ini:
Please note that the last line is required to see the log_d(..) output. But why we don’t see the PSRAM? It turns out that we need to enable PSRAM configuration manually. We have to enable this by adding a build flag to the platformio.ini:
BOARD_HAS_PSRAM enables PSRAM support and fix-esp32-psram-cache-issue is a workaround for a sequence of code which can crash the board when PSRAM is enabled. Read more about this here.
How To Use the PSRAM?
In the last paragraph, we have seen how we can make sure that PSRAM is available. Now we’re going to see how we can use it. According to the Espressif manual, there are four ways to use the PSRAM. In this blog post we are only going to look at one.
The internal RAM is already quite big. So you are most likely going to use the external memory to allocate a relatively big buffer. For this, we can use ps_malloc() and free() to release the memory. Let’s see where the memory is allocated with this little program:
Running the code show this on the serial console:
Congratulations, you have just successfully allocated memory in the external PSRAM!
More about PSRAM
If you like to know more about PSRAM then the esp32-hal-psram.c file from the ESP32/Arduino platform is an interesting source. There we find other functions we haven’t covered in this post:
For instance, you can use psramFound() to check if pseudo ram is available, rather than checking for the size of available external memory.
Summary
In this blog post, we looked at how we can make sure that PSRAM is available in our application code. We then looked at how we can use it to allocate memory. We also learned that the ESP32 is limited to 4MB of PSRAM, even if some boards come with 8MB chips.
If you like this post about using the PSRAM in your ESP32 applications, then you might also like the other articles about what you learn if you attend a ThingPulse ESP32 workshop. Subscribe to this site’s feed with your favorite RSS reader or follow us on Twitter to never miss new content.
ESP32: знакомимся, пишем и запускаем первую прошивку
Всем привет. Несколько дней назад мне достался экземпляр ESP32 Demo Board V2, о чем я сразу радостно заявил у себя на FB. Конечно, ведь получить его сейчас не очень просто: первая партия (штук 600), которая поступила на продажу на Seeed Studio разлетелась за считанные часы!
Но как разработчик и hardware интегратор Open-Source библиотеки для Blynk, я часто получаю ранний доступ к различным девайсам. Blynk позволяет быстро прототипировать и строить iOS/Android Apps для интернета вещей, используя drag’n’drop блоки прямо на телефоне.
Плата, которая попала мне в руки, выглядит вот так:
ESP32 обещает снова совершить революцию в мире IoT, как в свое время совершил его младший брат ESP8266 (и я искренне надеюсь, что так и будет). Если Вы раньше ничего не слышали о ESP8266 — читайте, например здесь и здесь (ну и гугл).
Что же собой представляет новый ESP32? Даже с первого взгляда понятно, что это очень мощная платформа. Например, Иван Грохотков (разработчик поддержки Arduino для ESP8266) опубликовал фото игры DOOM на ESP32:
Характеристики ESP32
Более детальная (и практически полная) информация есть на офф. сайте Espressif Systems. ESP32 будет доступен (как минимум) в нескольких видах:
» Модуль AI-Thinker ESP3212, похожий на ESP-12F ($6.9). На ESP3212 нет ножек для SD-card, в отличии от WROOM-32.
Осторожно! Практически все упоминания о ESP32 до 09.2016 на самом деле о ESP31B, что вообще не то же самое.
Настройка среды разработки
На оффсайте сейчас можно найти ссылки на два SDK:
» ESP31_RTOS_SDK — SDK для ESP31B, построена на FreeRTOS.
» Espressif IDF (IoT Development Framework) — Official development framework for ESP32.
Хоть это и не очевидно с описания на сайте, но для релизной версии нам подходит только ESP-IDF. Есть инструкции по установке для linux, windows, macos.
У меня 64-bit Ubuntu Linux. Сначала скачал компилятор:
Пишем Hello World
Espressif подготовил для нас темплейт проект, так что начать очень просто:
Собираем и заливаем на плату
Чтоб собрать проект, сначала надо настроить окружение:
Теперь подключаем плату, включаем питание, и смотрим на каком порту она появилась (у меня это /dev/ttyUSB3). Запускаем конфигуратор:
Надо зайти в «Serial flasher config» и установить «Default serial port» на порт платы. Можно еще посмотреть другие настройки.
Все, сохраняем и выходим.
Если все хорошо, заливаем на плату:
Подключаемся к плате используя Putty (screen, или другой эмулятор терминала). Передергиваем питание, и видим:
Отладка
Ну что ж, осталось только дождаться наличия ESP32 в магазинах, стабилизации SDK (надеюсь, оно будет изначально намного стабильнее, чем ESP8266). Функция Bluetooth тоже пока не доступна. В скором времени (по моим данным, очень скоро) должны появиться бета-поддержка Arduino IDE и MicroPython, чуть потом Espruino и что-то похожее на NodeMCU.
DOOM Watch на ESP32. Часть 1
Попробовав разработку с готовыми модулями ESP32 захотелось сделать что-то маленькое и нативное. Решил сделать часы. Сначала подумал о ESP32-PICO-D4. Поскольку в ней только 4Mb flash под программу, решил сделать полноценную версию с расширением до 16Mb flash и 8Mb SRAM. Что бы на часах можно запустить первый Doom. В общем чтобы было все на полном фарше!
Что не сделано или требует доработки:
По дисплею
Я применил цветной дисплей на контроллере ST7789 с разрешением 240×240. Он довольно компактный и дешевый. В сети все больше появляется драйверов и портов. Например есть порт для LittlevGL, но на этом дисплее нет тача. Думаю его можно докупить и приклеить. Может у кого-то есть опыт? Поделитесь
Я разработал на ST7789 одну плату и она «завелась» без каких либо проблем
По заливке программ и debug
Option 2: A 4.7 μF capacitor can be added if powering other devices from the on-chip regulator.
По ссылке в документации внизу есть варианты подключения к 3.3V питания. Но думаю совершенно не надо питать CP2102 когда нам не надо заливать или дебажить девайс
По модулю зарядки батареи
Резистор на LTC4054 устанавливает ток зарядки:
По питанию
300mV падение напряжения. LD1117-3.3 имеет «немного» больше.
Замечание про выводы VDD_SDIO. Этот пин выход питания 1.8V или 3.3V в зависимости от того в каком состоянии находится IO12 микроконтроллера при старте. 3.3V GPIO12 is 0 (default)
VDD_SDIO works as the power supply for the related IO, and also for an external device.
When VDD_SDIO operates at 1.8 V, it can be generated from ESP32’s internal LDO. The maximum currentthis LDO can offer is 40 mA, and the output voltage range is 1.65 V
When the VDD_SDIO outputs 1.8 V, the value of GPIO12 should be set to 1 when the chip boots and it is recommended that users add a2 kΩ ground resistor and a 4.7 mF filter capacitor close to VDD_SDIO.
When VDD_SDIO operates at 3.3 V, it is driven directly by VDD3P3_RTC through a 6Ωresistor, therefore,there will be some voltage drop from VDD3P3_RTC.
When the VDD_SDIO outputs 3.3 V, the value of GPIO12 is 0 (default) when the chip boots and it is recommended that users add a 1mF capacitor close to VDD_SDIO
Это очень удобно если у вас flash 1.8V. Но в моем случае я забил на этот вывод и подключил мою 3V3 flash и PSRAM к общему питанию
8MB PSRAM
PSRAM /CE (pin 1) > ESP32 GPIO 16
PSRAM SO (pin 2) > flash DO
PSRAM SIO[2] (pin 3) > flash WP
PSRAM SI (pin 5) > flash DI
PSRAM SCLK (pin 6) > ESP32 GPIO 17
PSRAM SIO[3] (pin 7) > flash HOLD
PSRAM Vcc (pin 8) > ESP32 VCC_SDIO
PCB antenna
Я использовал Small Size 2.4 GHz PCB antenna. Она есть в библиотеке Eagle Autodesk и занимает небольшую площадь. Можно наверное применить CERAMIC DIELECTRIC ANTENNA но ее надо покупать, а цена PCB антенны это немного бОльшее занимаемое место. Однако керамическая антенна менее эффективна. Для проверки концепта подойдет любой вариант
Немного о согласовании антенны
В документации ESP32 Hardware Design Guidelines на стр 7 дается рекомендация по реализации RF фильтра:
The output impedance of the RF pins of ESP32 (QFN 6*6) and ESP32 (QFN 5*5) are (30+j10) Ω and (35+j10) Ω, respectively
Для расчета воспользуемся Online Smith Chart Tool. Основная идея попасть в центр круга при (30+j10). Однако это расчетные данные и на реальное использование параметров может повлиять толщина дорожек и текстолита, а также расположение относительно других компонентов схемы
Это не единственная схема согласования антенны. Например согласование на плате esp32-pic выполнено немного иначе:
Так же важно расположение антенны и свободная область вокруг нее. Как я написал ранее, в моем случае положение выбрано не оптимально. Но для первой итерации платы и проверки концепта пойдет
Вторая часть будет посвящена самой плате а третья портированию софта. Возможно все уместится в одну.
Я немного забегу вперед по порту Doom от компании производителя Espressif Systems. В порте применяется ILI9341 у нас ST7789. Но поскольку инициализация и вывод буфера вынесен в отдельный файл и разбит на отдельные методы, адаптация под мой дисплей не должно вызвать большие сложности.
Создание Strider Walker V6 — шагающего робота с камерой
В этом материале речь пойдёт о создании шагающего робота Strider Walker V6, оснащённого камерой.
Материалы
Шаг 1. Изготовление осей из скрепок
Выравниваем скрепки и режем их на две части
Участок скрепки длиной 24 мм оставляем прямым, а из оставшейся части скрепки формируем ушко
Изготовим четыре таких оси
Шаг 2. Доработка сервоприводов
Наметим линии резки
Разберём корпус сервопривода
Разрежем корпус сервопривода
Завершим резку корпуса
Соберём подготовленный сервопривод
Обрежем ось сервопривода
Шаг 3. Замена антенны на плате TTGO T-Journal
Отпаяем антенну с платы и припаяем коаксиальный разъём
Установим в разъём короткую антенну
Шаг 4. 3D-печать
Необходимые STL-файлы размещены на Thingiverse. Их надо загрузить и напечатать детали робота.
Шаг 5. Сборка ножек робота
Нам нужны 6 пар ножек. Мы называем их детали leg1, leg2, leg3 и leg4. Эти же названия применяются и при именовании STL-файлов с моделями ножек. Рассмотрим процедуру их сборки.
Детали leg1, leg2, leg3 и leg4
Соединяем детали leg2 и leg3 с помощью винта
Прикручиваем то, что получилось, к leg1
Соединяем винтом leg3 и leg4
Соберём ещё одну ножку, повторив вышеописанные действия
Соединим винтом детали leg2 и leg4 двух ножек
Соединим другие детали leg2 и leg4 двух ножек
Шаг 6. Установка сервоприводов
Сервопривод и внутренняя часть корпуса робота
Поместим провода в отверстие на корпусе
Поместим сервопривод в отверстие на корпусе
Прикрутим сервопривод с наружной стороны корпуса
Прикрутим сервопривод со внутренней стороны корпуса
Шаг 7. Установка кривошипного механизма и ножек
Здесь используются детали, называемые axis1, axis2 и axis3. Эти же названия используются в именах соответствующих STL-файлов.
Присоединим деталь axis1 к сервоприводу
Установим пару ножек на axis1
Установим следующую пару ножек на axis2
Установим ещё одну деталь axis2
Установим последнюю пару ножек на axis2
Установим деталь axis3
Шаг 8. Установка осей, изготовленных из скрепок
Перед установкой осей нужно выровнять все детали ножек leg1, после чего оси пропускают через отверстия в корпусе и через отверстия в деталях leg1.
Начало установки первой оси
Начало установки первой оси, вид сбоку
Продолжение установки первой оси
Установка первой оси почти завершена
Завершение установки первой оси, вид сбоку
Завершение установки первой оси, вид спереди
Завершение установки двух осей, вид спереди
Шаг 9. Проверка сервопривода
Испытание сервопривода с целью проверки правильности перемещения ножек
Шаг 10. Сборка и установка второй стороны робота
Повторим шаги 6-9 для сборки второй стороны робота
Шаг 11. Подключение сервоприводов к плате TTGO T-Journa
Робот, готовый к установке платы TTGO T-Journal
Обрежем провода сервоприводов
Припаяем провода левого сервопривода к контактам GPIO 2, 3V3 и GND, а провода правого сервопривода — к контактам GPIO 4, 3V3 и GND.
Шаг 12. Установка аккумуляторов
Поместим два аккумулятора в корпус робота
Соединим аккумуляторы параллельно для того чтобы в нашем распоряжении оказалось больше энергии
Завершим подключение аккумуляторов
Шаг 13. Взвешивание робота
Шаг 14. Программирование робота
Этот материал ориентирован, в основном, на описание новой аппаратной части шагающего робота. Программной части робота посвящены шаги 26 — 28 этого материала.
Приведём здесь их краткое описание.
Вот какие программы и библиотеки вам понадобятся:
Обратите внимание на то, что в нашем случае раскомментированной должна быть следующая строка:
В camera_pins.h должны быть описаны выводы, управляющие сервоприводами. В случае с CAMERA_MODEL_ESP32_CAM_ROBOT это выглядит так:
Готовый код компилируют и загружают на устройство. Теперь с роботом можно поэкспериментировать.
Планируете ли вы создать собственного шагающего робота?