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32 Elektronik 03 2020 Mikroelektronik Zwar hat auch der ESP32-DxWD nur eine HF-Eingangsstufe und er kann WiFi und Bluetooth nicht wirklich gleichzeitig betreiben doch ist es dank einem ausgeklügelten Multiplexverfahren möglich quasisimultan beide Übertragungswege zu nutzen Diese Ausstattung nutzt beispielsweise ESPTouch 5 um WiFi-Geräte in der Erstkonfiguration mittels Bluetooth-Verbindung zu iOSoder Android-Apps parametrisieren zu können Weiterhin arbeitet die HF-Eingangsstufe beim S2 nur im 2 4-GHz-Band 802 11b g n mit maximal 150 Mbit s es sind aber einige Erweiterungen implementiert vor allem des 802 11nStandards Ein Dual-Band-IC steht bei Espressif auf der Entwicklungs-Roadmap doch gibt es bislang noch keine verbindliche Angabe zum Termin Die HF-Sendeleistung des S2 ist justierbar was Optionen für das Power-Management eröffnet denn Sendeoperationen gehören mit deutlich über 100 mA Stromaufnahme zu den Energiefressern von IoT-Anwendungen Die neue HF-Eingangsstufe verfügt zudem über eingebaute Kalibrierroutinen und vereinfacht damit Testund Zulassungsroutinen der mit dem SoC ausgestatteten Geräte Zur Verbesserung der Übertragungsqualität unterstützt der ESP32-S2 Antennendiversität es können zwei Antennen über einen externen HF-Schalter angeschlossen werden die durch ihre jeweils unterschiedliche Position unterschiedliche Signalstärken und damit unterschiedliche Übertragungsqualitäten liefern Über sein RSSI-Signal Received Signal Strength Indication entscheidet sich der ESP32-S2 für die jeweils aktuell bessere Antenne und schaltet diese Antenne an seinen HF-Eingang 6 Wichtig für viele Anwendungen im Bereich IoT und Gebäudeautomatisierung ist eine Möglichkeit topografische Positionen in Bezug auf Zugangsknoten innerhalb von Gebäuden zu ermitteln um damit eine Navigation im Gebäude zu realisieren Und zu diesem Zweck wurde im S2 das Protokoll 802 11mc implementiert das sogenannte Fine Time Measurements FTM der Round Trip Time RTT ermöglicht zusammengefasst unter dem Begriff Laufzeitmessung Time of Flight ToF und zwingende Voraussetzung für eine halbwegs genaue Positionsbestimmung innerhalb von Gebäuden 7 Bislang gab es zwei unterschiedliche Methoden die Entfernung eines WiFiKnotens zum nächsten Zugangsknoten zu bestimmen Beide sind recht unzuverlässig ➔ Die naheliegende Methode setzt auf die Empfangsfeldstärke den RSSIWert der mit steigender Entfernung invers quadratisch abnimmt Leider unterliegt der RSSI-Wert noch zahlreichen anderen Einflüssen von ähnlicher Größenordnung wodurch sich die Beziehung Entfernung zu RSSI eher als Wolke zeigt denn als saubere liegende Parabel ➔ Die zweite Methode nutzt die CSIWerte Channel State Information der empfangenen Präambel Enthalten sind aufgrund der OFDM-Modulation 56 komplexe Werte in denen sich Bild 3 Kommunikationsablauf bei 802 11mc die doppelte Entfernung zwischen Endgerät und Zugangsknoten errechnet sich zu t4 t1 t3 t2 × c Bild Espressif Bild 2 Blockdiagramm des ESP32-S2 mit dem Xtensa LX7 als Hauptprozessor und einem RISC-V-Kern als ULP-Coprozessor Bild Espressif