ESP32-S3 DevKitC-1 N16R8 WiFi Bluetooth 5 IPEX Harici Anten Destekli Çift USB Type-C Geliştirme Kartı

ESP32-S3 DevKitC-1 N16R8, harici anten için IPEX portu bulunan, DevKitC-1 pin düzeninde 44 pinli bir geliştirme kartıdır. Üzerindeki N16R8 modülde 240 MHz'e kadar çalışan çift çekirdekli Xtensa LX7 işlemci, 16 MB Quad SPI Flash, 8 MB Octal SPI PSRAM, 2,4 GHz WiFi 802.11 b/g/n ve Bluetooth 5 (LE) bulunur. Kartta biri USB-UART köprüsüne, diğeri ESP32-S3'ün yerel USB OTG portuna bağlı iki USB Type-C soket vardır; GPIO'lar 3,3 V lojiktir. Kamera, ekran, ses, TinyML ve IoT projelerinde Arduino IDE, ESP-IDF, MicroPython veya CircuitPython ile kullanılır.

ESP32-S3 DevKitC-1 N16R8 kartı, Espressif ESP32-S3 N16R8 modülünü DevKitC-1 pin düzeniyle sunar ve kart üzerinde harici anten bağlantısı için bir IPEX portu içerir. Bu sürümde 2,4 GHz anten kart üzerindeki IPEX portuna takılabilir; bellek, USB, GPIO ve yazılım özellikleri bakımından PCB antenli ESP32-S3 N16R8 kartıyla aynı yapıdadır. Kartın metal bir kutu içine alındığı ya da anten konumunun ayrıca seçilmesi gereken projelerde bu port işe yarar.

Kartın öne çıkan yanları bellek ve USB yapısıdır. 16 MB Flash ve 8 MB Octal SPI PSRAM, kamera görüntüsü, LVGL ekran tamponu, ses işleme ve TinyML modeli gibi bellek isteyen işler için bu kartı uygun hale getirir. Programlama ve seri port için bir USB Type-C, ESP32-S3'ün yerel USB portu için ikinci bir Type-C soket kullanılır; kartta Micro-USB soket yoktur.

Bu sayfada ESP32-S3 DevKitC-1 N16R8 için teknik değerler, pinout, USB portlarının görevi, Arduino IDE ayarları ve örnek kodlar bir arada verilmiştir. PCB antenli sürümü tercih edenler için ESP32-S3 N16R8 PCB antenli geliştirme kartı sayfasına bakılabilir.

Teknik Özellikler

N16R8 adlandırmasında N16, 16 MB harici Flash'ı; R8, 8 MB PSRAM'i belirtir. Bu kartta Flash Quad SPI, PSRAM ise Octal SPI arayüzüyle bağlanır. Flash; firmware, OTA bölümleri, web dosyaları, font ve dosya sistemi için, PSRAM ise çalışma sırasında büyük veri tamponları için kullanılır. PSRAM, DMA ve zamanlaması kritik işlerde dahili SRAM'in yerini tutmaz; bu kartla çalışırken bu ayrımı proje tasarımında hesaba katmak gerekir.

WiFi ve Bluetooth 5 (LE) aynı 2,4 GHz anten yolunu paylaşır. 5 GHz WiFi ve klasik Bluetooth desteklenmez. IPEX portlu ESP32-S3 DevKitC-1 N16R8 sürümünde 2,4 GHz bandına uygun, IPEX uçlu bir anten kullanılmalıdır. Antenin metal yüzeylerden, bataryadan, ekrandan ve geniş bakır alanlardan uzak konumlandırılması menzil açısından önemlidir.

Kart USB Type-C üzerinden veya 5V pininden beslenir. GPIO pinleri 3,3 V lojiktir; 5 V sinyal doğrudan bağlanmamalıdır. Servo, motor, röle ve güçlü LED şeritler gibi yükler 3V3 pininden beslenmemeli, ayrı bir kaynaktan beslenmeli ve dijital sinyal için ortak GND kullanılmalıdır.

İki USB Type-C Portun Görevi

İlk kullanımda UART portu daha pratiktir; uygulama hatalı olsa bile seri log ve yeniden programlama için erişilebilir kalır. Yerel USB portunda firmware'in USB yapılandırması bilgisayarda görünen aygıt türünü belirler. Kaynaklarda USB-UART çipi olarak CH343P belirtilmiştir ve Windows'ta CH343 sürücüsünün kurulması gerekebilir. Her iki port için de veri hatları bağlı bir USB Type-C kablo kullanın.

Pinout ve GPIO Notları

ESP32-S3 DevKitC-1 N16R8 kartı 2 x 22 pinlik header düzenini kullanır. USB soketleri aşağıda olacak şekilde bakıldığında iki header sırasının pin dizilimi aşağıdaki gibidir. Numaralar GPIO numarasıdır.

ESP32-S3 GPIO matrisi sayesinde I2C, SPI ve UART pinleri yazılımda seçilebilir; yine de USB, strapping, RGB LED ve PSRAM hatları tasarımlarda özel dikkat ister. WiFi çalışırken ADC2 kullanımında sürücü kısıtları olabilir; sürekli analog ölçüm için mümkünse ADC1 kanalları seçilmelidir.

Bu kartta RGB LED GPIO48'e bağlıdır. Espressif'in v1.1 kartları için yazılmış örneklerde LED GPIO38'dedir; bu örnekleri kullanırken pin numarasını 48 yapın. LED, WS2812 olduğundan düz digitalWrite ile değil adreslenebilir LED kütüphanesi ya da rgbLedWrite() ile sürülür.

Arduino IDE ve ESP-IDF Kurulum Notları

Arduino IDE'de Espressif'in “esp32” kart paketini kurup kart olarak ESP32S3 Dev Module seçin. ESP32-S3 DevKitC-1 N16R8 için önerilen ayarlar aşağıdadır. PSRAM ayarı OPI PSRAM yapılmazsa 8 MB PSRAM kullanılamaz.

Yükleme otomatik başlamazsa BOOT butonuna basılı tutup RST'ye basın ve bırakın; kart indirme modunda açılır. 16 MB Flash seçmek tek başına uygulamaya 16 MB alan vermez; alanı Partition Scheme belirler ve OTA kullanılacaksa iki uygulama yuvası nedeniyle tek uygulamanın azami boyutu küçülür. ESP-IDF kullanıyorsanız temel akış şöyledir:

idf.py set-target esp32s3
idf.py menuconfig
idf.py build
idf.py -p COM_PORT flash monitor

menuconfig içinde Octal PSRAM desteği, Flash boyutu ve bölüm tablosunu kart donanımına göre ayarlayın. COM_PORT yerine Windows'ta örneğin COM7, Linux'ta /dev/ttyUSB0 veya /dev/ttyACM0 yazılır.

Örnek Kodlar

Birinci örnek, ESP32-S3 DevKitC-1 N16R8 üzerindeki GPIO48 RGB LED'i sırayla kırmızı, yeşil ve mavi yakar. Kart revizyonunuzda LED farklı pindeyse RGB_BUILTIN değerini değiştirin.

#ifndef RGB_BUILTIN
#define RGB_BUILTIN 48
#endif

void setup() {
  rgbLedWrite(RGB_BUILTIN, 32, 0, 0);  // Kırmızı
  delay(700);
  rgbLedWrite(RGB_BUILTIN, 0, 32, 0);  // Yeşil
  delay(700);
  rgbLedWrite(RGB_BUILTIN, 0, 0, 32);  // Mavi
  delay(700);
  rgbLedWrite(RGB_BUILTIN, 0, 0, 0);   // Kapalı
}

void loop() {
}

İkinci örnek, PSRAM ayarının doğru yapılıp yapılmadığını seri monitörden gösterir.

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  delay(1000);
  if (psramFound()) {
    Serial.printf("Toplam PSRAM: %u bayt\n", ESP.getPsramSize());
    Serial.printf("Bos PSRAM: %u bayt\n", ESP.getFreePsram());
  } else {
    Serial.println("PSRAM bulunamadi. Tools > PSRAM = OPI PSRAM secimini kontrol edin.");
  }
}

void loop() {
}

Üçüncü örnek çevredeki WiFi ağlarını tarar. IPEX antenli ESP32-S3 DevKitC-1 N16R8 ile farklı anten konumlarında RSSI değerlerini karşılaştırmak için kullanılabilir.

#include 

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.disconnect(true);
  delay(500);
  int count = WiFi.scanNetworks();
  Serial.printf("Bulunan ag sayisi: %d\n", count);
  for (int i = 0; i < count; i++) {
    Serial.printf("%2d | %-28s | RSSI: %4d dBm | Kanal: %d\n", i + 1, WiFi.SSID(i).c_str(), WiFi.RSSI(i), WiFi.channel(i));
  }
  WiFi.scanDelete();
}

void loop() {
}

Öne Çıkan Avantajlar

• IPEX portu sayesinde harici 2,4 GHz anten bağlanabilir.
• 16 MB Flash ve 8 MB Octal SPI PSRAM ile büyük uygulama, dosya sistemi ve veri tamponları için alan sağlar.
• Programlama ve yerel USB için ayrı iki USB Type-C soket bulunur.
• Vektör komutları destekleyen çift çekirdekli LX7 işlemci, ses ve görüntü işleme gibi işlerde kullanılabilir.
• DevKitC-1 pin düzeni, bu düzen için hazırlanmış genişletme kartları ve örneklerle uyumludur.
• GPIO48'e bağlı WS2812 RGB LED ilk testte ek parça gerektirmez.
• Header lehimli olduğundan breadboard'a doğrudan takılır.

Kullanım Alanları

• IoT sensör, veri toplama ve uzaktan izleme cihazları
• Kamera ve görüntü aktarma projeleri
• Yüz tanıma, nesne algılama ve TinyML uygulamaları
• Ses tanıma, sesli komut ve ses oynatma
• Robot, araç ve drone kontrolü
• Akıllı ev, aydınlatma ve uzaktan kontrol sistemleri
• LCD / TFT ekranlı kontrol panelleri
• USB klavye, fare ve MIDI cihazı yapımı
• Bluetooth LE sensör ve giyilebilir cihazlar

Paket İçeriği

• 1 adet ESP32-S3 DevKitC-1 N16R8 geliştirme kartı
• 2 x 22 pin erkek header (kart üzerinde lehimli)
• USB Type-C kablo pakete dahil değildir.

Dikkat Edilmesi Gerekenler

• GPIO35, GPIO36 ve GPIO37 Octal PSRAM'a bağlıdır; ESP32-S3 DevKitC-1 N16R8 üzerinde bu pinleri başka iş için kullanmayın.
• GPIO pinleri 3,3 V lojiktir; 5 V sinyal için lojik seviye dönüştürücü kullanın.
• GPIO0, GPIO3, GPIO45 ve GPIO46 açılış ayar pinleridir; açılışta dış devreyle zorlanırsa kart programlama modunda kalabilir ya da hiç açılmayabilir.
• Yerel USB kullanırken GPIO19 ve GPIO20'yi başka işleve atamayın.
• Octal PSRAM'li N16R8 modülün çalışma sıcaklığı üst sınırı 65 °C'dir; kapalı ve sıcak kutularda havalandırma bırakın.
• Güç yolu kart revizyonuna göre değişebilir; USB ve 5V pininden aynı anda besleme yapmadan önce kart şemasını kontrol edin.
• Yerel USB portundan harici USB cihazı beslenecekse VBUS yapısı kart revizyonuna bağlıdır; yüksek akım çeken cihazları kartın 3V3 hattından beslemeyin.
• USB-UART çipi, RGB LED pini ve güç yönlendirmesi üretim revizyonuna göre değişebilir; kart üzerindeki baskıyı esas alın.

Sık Sorulan Sorular

ESP32-S3 DevKitC-1 N16R8 Arduino IDE ile programlanır mı?

Evet. Espressif'in esp32 kart paketiyle ESP32S3 Dev Module seçilir; Flash Size 16MB, PSRAM ise OPI PSRAM olarak ayarlanır. Kart ayrıca ESP-IDF, PlatformIO, MicroPython ve CircuitPython ile de kullanılabilir.

Kart hangi gerilimle beslenir?

USB Type-C üzerinden 5 V ya da 5V pininden beslenir. Kart üzerindeki 3,3 V regülatör 1 A çıkışlıdır ve GPIO pinleri 3,3 V lojiktir.

İki USB Type-C portun farkı nedir?

Biri USB-UART çeviriciye bağlıdır ve programlama, seri monitör ile besleme için kullanılır. Diğeri ESP32-S3'ün yerel USB portudur; USB OTG, CDC, HID, MIDI ve USB üzerinden JTAG hata ayıklama için kullanılır.

IPEX anten portu ne işe yarar?

Harici bir 2,4 GHz anten bağlamaya yarar. Böylece anten, kartın bulunduğu kasadan bağımsız olarak daha uygun bir konuma alınabilir. Kartın diğer özellikleri PCB antenli ESP32-S3 DevKitC-1 N16R8 ile aynıdır.

GPIO35, GPIO36 ve GPIO37 kullanılabilir mi?

Hayır. N16R8 modülde bu üç pin Octal PSRAM'a bağlıdır ve harici çevre birimleri için kullanılmamalıdır.

Kaynaklar

• Espressif ESP32-S3-WROOM-1 / WROOM-1U Datasheet
• Espressif ESP32-S3-DevKitC-1 kullanıcı kılavuzu
• Arduino-ESP32 başlangıç kılavuzu