ESP32-C3FH4 là một vi mạch tích hợp (IC) thuộc dòng ESP32-C3 do Espressif Systems phát triển. Đây là một giải pháp vi điều khiển (MCU) hiệu suất cao, tiết kiệm năng lượng, được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng Internet vạn vật (IoT). Với sự kết hợp giữa kết nối Wi-Fi 2.4 GHz và Bluetooth Low Energy (BLE) 5.0, cùng với lõi xử lý RISC-V mạnh mẽ, ESP32-C3FH4 mang đến sự cân bằng tối ưu giữa hiệu suất, khả năng kết nối và chi phí, phù hợp cho nhiều ứng dụng từ nhà thông minh, tự động hóa công nghiệp đến thiết bị đeo.

1. Thông tin tổng quan

• • Nhà sản xuất: Espressif Systems.

• • Loại vi mạch: Hệ thống trên chip (SoC) với vi điều khiển tích hợp.

• • Kích thước: Đóng gói QFN 32 chân, kích thước 5×5 mm.

• • Nhiệt độ hoạt động: Từ -40°C đến +105°C, phù hợp với môi trường công nghiệp khắc nghiệt.

• • Bộ nhớ Flash: 4 MB tích hợp sẵn, đáp ứng nhu cầu lưu trữ chương trình và dữ liệu.

Datasheet: ESP32-C3 Datasheet

2. Lõi xử lý

ESP32-C3FH4 được trang bị lõi CPU RISC-V 32-bit đơn nhân, hoạt động ở tần số tối đa lên đến 160 MHz. Đây là một kiến trúc mã nguồn mở hiện đại, mang lại hiệu suất cao với điểm CoreMark đạt khoảng 407.22. Với 400 KB SRAM và 384 KB ROM tích hợp, vi mạch này đủ sức xử lý các tác vụ phức tạp trong các hệ thống IoT, đồng thời hỗ trợ kết nối với bộ nhớ Flash bên ngoài qua giao diện SPI, Dual SPI, Quad SPI hoặc QPI.

3. Kết nối không dây

• • Wi-Fi: Hỗ trợ chuẩn IEEE 802.11b/g/n, hoạt động ở băng tần 2.4 GHz với băng thông 20 MHz và 40 MHz. Tốc độ dữ liệu tối đa đạt 150 Mbps ở chế độ 1T1R. Các chế độ hoạt động bao gồm Station, SoftAP, SoftAP + Station và chế độ giám sát (promiscuous mode).

• • Bluetooth: Tích hợp Bluetooth Low Energy (BLE) 5.0, hỗ trợ Bluetooth Mesh và chế độ công suất cao với công suất đầu ra lên đến 20 dBm. Tốc độ truyền dữ liệu linh hoạt từ 125 Kbps đến 2 Mbps, đảm bảo phạm vi phủ sóng tốt và khả năng kết nối ổn định.

4. Giao diện ngoại vi

ESP32-C3FH4 cung cấp một tập hợp giao diện ngoại vi phong phú, giúp dễ dàng tích hợp với các cảm biến, thiết bị và mô-đun khác:

• • GPIO: 22 chân GPIO có thể lập trình, hỗ trợ nhiều chức năng như SPI, I2C, I2S, UART và PWM.

• • ADC: Bộ chuyển đổi tương tự-số (SAR ADC) 12-bit với 6 kênh, phù hợp cho việc đo lường tín hiệu analog.

• • Giao diện kỹ thuật số: Bao gồm 3 SPI, 1 I2C, 2 UART, 1 I2S, cùng các bộ điều khiển như RMT (Remote Control) và TWAI (CAN).

• • USB: Hỗ trợ USB 2.0 full-speed, giúp kết nối và gỡ lỗi dễ dàng.

• • Công suất truyền tín hiệu RF: Đầu ra 18 dBm, độ nhạy nhận tín hiệu -105 dBm, đảm bảo hiệu suất RF vững chắc ngay cả ở nhiệt độ cao.

5. Quản lý năng lượng

ESP32-C3FH4 được tối ưu hóa để tiêu thụ năng lượng thấp, phù hợp với các thiết bị chạy bằng pin:

• • Chế độ tiết kiệm năng lượng: Hỗ trợ chế độ Deep Sleep với mức tiêu thụ chỉ khoảng 26.85 μW và chế độ hoạt động trung bình 78.32 mW.

• • Điều chỉnh linh hoạt: Có thể cấu hình tần số clock và nguồn điện độc lập cho từng mô-đun, giúp giảm tiêu thụ điện trong các kịch bản khác nhau.

6. Tính năng bảo mật

Vi mạch này được trang bị các tính năng bảo mật tiên tiến, đáp ứng yêu cầu cao của các ứng dụng IoT:

• • Khởi động an toàn: Dựa trên thuật toán RSA-3072.

• • Mã hóa Flash: Sử dụng AES-128/256-XTS.

• • Chữ ký số và HMAC: Cung cấp định danh thiết bị an toàn.

• • Hỗ trợ phần cứng: Tăng tốc các thuật toán mã hóa, đảm bảo hiệu suất giao tiếp bảo mật với mạng cục bộ và đám mây.

7. Hỗ trợ phát triển

ESP32-C3FH4 được hỗ trợ bởi ESP-IDF (Espressif IoT Development Framework), một bộ công cụ phát triển mã nguồn mở đã được sử dụng trên hàng triệu thiết bị. Ngoài ra, nó cũng tương thích với MicroPython và Arduino, giúp đơn giản hóa quá trình phát triển phần mềm. Gỡ lỗi được cải thiện nhờ mô-đun debug tích hợp (DM) tuân thủ RISC-V debug specification v0.13, cùng với hỗ trợ JTAG/USB bên ngoài, cho phép truy cập trực tiếp vào bộ nhớ và ngoại vi với tối đa 8 điểm ngắt/điểm giám sát.

8. Ứng dụng thực tế

Với các đặc điểm nổi bật, ESP32-C3FH4 là lựa chọn lý tưởng cho nhiều lĩnh vực:

• • Nhà thông minh: Điều khiển đèn, cảm biến, khóa cửa thông minh.

• • Công nghiệp: Giám sát máy móc, thu thập dữ liệu từ cảm biến.

• • Thiết bị đeo: Đồng hồ thông minh, vòng tay sức khỏe.

• • Nông nghiệp thông minh: Theo dõi môi trường, hệ thống tưới tiêu tự động.

Kết luận

ESP32-C3FH4 là một vi mạch mạnh mẽ, linh hoạt và tiết kiệm chi phí, mang đến sự kết hợp hoàn hảo giữa hiệu suất, kết nối và bảo mật. Với kích thước nhỏ gọn, khả năng hoạt động ở nhiệt độ cao và bộ nhớ tích hợp 4 MB, nó không chỉ đáp ứng nhu cầu của các dự án IoT hiện đại mà còn mở ra tiềm năng phát triển cho nhiều ứng dụng sáng tạo trong tương lai.