Placa ESP32-C3 SuperMini

El ESP32-C3 SuperMini es una placa de desarrollo pequeña, económica y muy práctica, pero la documentación es algo escasa y difícil de encontrar. En este tutorial aprenderás cómo empezar a usar esta placa.

En concreto, aprenderás a instalar el core ESP32 para poder programar la placa mediante el Arduino IDE. También analizaremos el pinout y te proporcionaré algunos circuitos y ejemplos de código para que experimentes.

Piezas necesarias

Puedes conseguir la placa ESP32-C3 SuperMini en AliExpress o una placa muy similar en Amazon, donde se llama «ESP32-C3 Mini». Sin embargo, la placa de Amazon tiene un LED RGB, mientras que la de AliExpress solo tiene un LED rojo y uno azul. He puesto enlaces a ambas más abajo. También necesitarás un cable USB-C y una protoboard con algunos cables Dupont para hacer pruebas.

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Características del ESP32-C3 SuperMini

El ESP32-C3 SuperMini es una placa de desarrollo pequeña (22.52x18mm) para IoT, basada en el ESP32-C3 de Espressif. Cuenta con un procesador RISC-V de 32 bits y núcleo único, con hasta 160 MHz, 400KB de SRAM, 384KB de ROM y una memoria flash integrada de 4M. El consumo de energía es muy bajo, con 43µA en modo deep sleep.

La placa soporta WiFi 802.11b/g/n a 2.4GHz con modos Station, SoftAP, SoftAP+Station y modo mixto, además de Bluetooth 5.0.

En cuanto a IO, la placa ofrece 1 x I2C, 1 x SPI, 2 x UART, 11 x GPIO (PWM) y 4 x ADC. La imagen siguiente muestra el frente y la parte trasera de la placa:

Verás que la placa tiene un botón BOOT y un botón RST. Junto al botón de reset hay un LED rojo de encendido y junto al botón de bootloader hay un LED azul programable conectado al GPIO 8.

Pinout

La siguiente imagen muestra el pinout de la placa, con las interfaces de POWER, GPIO, I2C y SPI marcadas:

La alimentación puede ser vía USB-C o suministrando 3.3-6V en el pin 5V y tierra en el pin GND. Bpero no conectes USB-C y 5V al mismo tiempo! También ten en cuenta que la placa usa lógica de 3.3V.

Instalación del Core ESP32

Si es tu primer proyecto con una placa de la serie ESP32, primero tendrás que instalar el core ESP32. Si ya tienes instaladas placas ESP32 en tu Arduino IDE, puedes saltarte esta sección.

Empieza abriendo el diálogo de Preferencias seleccionando “Preferences…” en el menú “File”. Se abrirá el diálogo de Preferencias que se muestra a continuación.

En la pestaña Settings encontrarás un cuadro de edición en la parte inferior del diálogo etiquetado como “Additional boards manager URLs“:

En este campo copia la siguiente URL:

https://espressif.github.io/arduino-esp32/package_esp32_dev_index.json

Esto indicará al Arduino IDE dónde encontrar las librerías del core ESP32. A continuación instalaremos las librerías del core ESP32 usando el Boards Manager.

Abre el Boards Manager desde «Tools -> Boards -> Board Manager». Verás el Boards Manager en la barra lateral izquierda. Escribe «ESP32» en el campo de búsqueda superior y deberías ver dos tipos de placas ESP32; las «Arduino ESP32 Boards» y las placas «esp32 de Espressif». Queremos las librerías esp32 de Espressif. Haz clic en el botón INSTALL y espera a que la descarga e instalación finalicen.

Seleccionar la placa ESP32C3 Dev Module

Finalmente, necesitamos seleccionar una placa ESP32. En el caso del ESP32-C3 SuperMini, elegimos la genérica «ESP32C3 Dev Module». Para ello, haz clic en el menú desplegable y luego en «Select other board and port…»:

Se abrirá un diálogo donde puedes escribir «esp32c3» en la barra de búsqueda. Verás la placa «ESP32C3 Dev Module» bajo Boards. Haz clic en ella y en el puerto COM para activarla y luego pulsa OK:

Alternativamente, también podrías seleccionar la más reciente «Nologo ESP32C3 Super Mini«, si está disponible. Puedes verla en la captura anterior (2 líneas debajo de ESP32C3 Dev Module).

Ten en cuenta que debes conectar la placa mediante el cable USB a tu ordenador antes de poder seleccionar un puerto COM.

Habilitar comunicación serial

Para permitir la comunicación serial con el ESP32-C3 SuperMini asegúrate de que «USB CDC On Boot» está habilitado. Esta opción está en «Tools -> USB CDC On Boot»:

Si esta opción está deshabilitada, el Monitor Serial no funcionará, por ejemplo.

Si tienes problemas para flashear el SuperMini, mantén pulsado el botón BOOT, luego
pulsa el botón RESET, suelta RESET y después suelta BOOT. Esto pone el SuperMini en modo descarga. Normalmente no es necesario.

De forma similar, si el programa flasheado no se ejecuta tras la descarga, pulsa y suelta el botón RESET. De nuevo, normalmente no es necesario.

Ejemplos

En esta sección encontrarás algunos ejemplos de código para probar tu SuperMini:

Ejemplo de código: Blink

El siguiente ejemplo es el clásico programa Blink que hará parpadear el LED azul integrado en la SuperMini conectado al GPIO 8:

#define LED 8 // Blue LED

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

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

Ejemplo de código: Escaneo Wi-Fi

Este ejemplo del Manual muestra cómo escanear tu red Wi-Fi local:

#include "WiFi.h"

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.disconnect();
  delay(100);
}

void loop() {
  Serial.println("scan start");
  int n = WiFi.scanNetworks();
  Serial.println("scan done");
  if (n == 0) {
    Serial.println("no networks found");
  } else {
    Serial.print(n);
    Serial.println(" networks found");
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
      Serial.print(i + 1);
      Serial.print(": ");
      Serial.print(WiFi.SSID(i));
      Serial.print(" (");
      Serial.print(WiFi.RSSI(i));
      Serial.print(")");
      Serial.println((WiFi.encryptionType(i) == WIFI_AUTH_OPEN) ? " " : "*");
    }
    delay(10);
  }
  Serial.println("");
  delay(5000);
}

Ejemplo de código: OLED en I2C

La interfaz I2C del SuperMini está en los pines 8 (SDA) y 9 (SCL). La imagen siguiente muestra cómo conectar una pantalla OLED, por ejemplo:

y aquí está el código para probar el cableado y la OLED. Simplemente escribe el texto «make» en la pantalla. Ten en cuenta que necesitarás instalar la Adafruit_SSD1306 library.

#include "Adafruit_SSD1306.h"

Adafruit_SSD1306 oled(128, 64, &Wire, -1);

void setup() {
  oled.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);
  oled.setTextSize(4);
  oled.setTextColor(WHITE);
}

void loop() {
  oled.clearDisplay();
  oled.setCursor(20, 16);
  oled.print("make");
  oled.display();
  delay(1000);
}

Si quieres conectar una LCD en su lugar, echa un vistazo al tutorial How to synchronize ESP32 clock with SNTP server, que también aprovecha la capacidad Wi-Fi del SuperMini.

Ejemplo de código: Pantalla E-Paper por SPI

Como ejemplo final, vamos a controlar una pantalla E-Paper mediante la interfaz SPI del SuperMini. El diagrama de conexión siguiente muestra cómo conectar un 4.2″ e-Paper Display a los pines SPI:

A continuación una tabla con todas las conexiones para mayor comodidad. Ten en cuenta que puedes alimentar la pantalla con 3.3V o 5V, pero las líneas de datos SPI deben ser de 3.3V. Para mayor seguridad, usa 3.3V para la alimentación.

Pantalla e-Paper	ESP32-C3 SuperMini
CS/SS	7
SCL/SCK	4
SDA/DIN/MOSI	6
BUSY	1
RES/RST	2
DC	0
VCC	3.3V
GND	G

Los pines SPI hardware para el SuperMini son 5 (MISO), 6 (MOSI), 7 (CS/SS) y 4 (SCK/SCL). Los demás pines son libres para elegir.

Antes de poder dibujar en la pantalla e-Paper necesitarás instalar dos librerías. La Adafruit_GFX librería graphics, que proporciona un conjunto común de primitivas gráficas (texto, puntos, líneas, círculos, etc.). Y la GxEPD2 librería, que proporciona el software controlador gráfico para la pantalla E-Paper.

El siguiente ejemplo de código usa estas librerías para imprimir el texto «Makerguides» en la pantalla:

#include "GxEPD2_BW.h"

// hardware SPI
// #define MISO 5
// #define MOSI 6
// #define SCK 4

#define CS 7
#define DC 0
#define RST 2
#define BUSY 1
GxEPD2_BW<GxEPD2_420_GDEY042T81, GxEPD2_420_GDEY042T81::HEIGHT>
  epd(GxEPD2_420_GDEY042T81(CS, DC, RST, BUSY));

void setup() {
  epd.init(115200, true, 50, false);
  epd.setRotation(1);
  epd.setTextColor(GxEPD_BLACK);
  epd.setTextSize(2);
  epd.setFullWindow();

  epd.fillScreen(GxEPD_WHITE);
  epd.setCursor(90, 190);
  epd.print("Makerguides");
  epd.display();
  epd.hibernate();
}

void loop() {}

Si quieres implementar algo más interesante, echa un vistazo a los tutoriales Monthly Calendar on E-Paper Display y Analog Clock on e-Paper Display.

Conclusiones

En este post aprendiste a usar el ESP32-C3 SuperMini. El SuperMini es ideal para proyectos IoT que requieren un tamaño pequeño pero también Wi-Fi o Bluetooth. Gracias a su bajo consumo en deep sleep, también es una buena placa para proyectos alimentados por batería. Su mayor desventaja es el número relativamente pequeño de pines GPIO.

¡Feliz bricolaje ; )

Esquemas

Las siguientes secciones muestran los esquemas de la alimentación, botones y LEDs, y el microcontrolador de la placa ESP32-C3 SuperMini.

Alimentación

Microcontrolador

Botones y LEDs

Conectores de pines