회사 블로그 배터리 구동 장치를 위한 Espressif ESP32-H21 초저전력 무선 SoC 공급/재활용

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.는 배터리로 작동되는 장치에 적합한 Espressif ESP32-H21 초저전력 무선 SoC를 공급하고 재활용합니다.

ESP32-H21은 Espressif Systems에서 출시한 ESP32-H2 초저전력 무선 SoC의 향상된 버전입니다. 주요 기능은 온칩 DC-DC 컨버터를 통합하여 Thread, Zigbee, Matter 및 Bluetooth LE를 사용하는 배터리 구동 IoT 장치를 위해 특별히 설계되었으며, 극도의 전력 최적화를 통해 몇 년 동안 지속되는 초장기 배터리 수명을 제공합니다.

I. ESP32-H21의 핵심 포지셔닝 및 설계 목표

ESP32-H2의 반복적인 업그레이드로서 ESP32-H21은 저전력 메시 네트워킹 및 장기 배터리 구동 시나리오에 중점을 둡니다. 온칩 전력 변환 및 다중 모드 저전력 관리를 통해 센서, 웨어러블 및 스마트 홈 기기와 같은 장치가 직면한 핵심 과제인 '전력 소모를 줄이면서 연결 상태 유지'를 해결하여 Matter-over-Thread, Zigbee 센서 및 BLE 주변 장치에 이상적인 플랫폼이 됩니다.

II. ESP32-H21의 극도로 낮은 전력 소비: 배터리 수명의 열쇠

ESP32-H21의 가장 큰 혁신은 모든 작동 상태에서 전력 소비를 포괄적으로 최적화하는 고효율 온칩 DC-DC 컨버터를 통합한 것입니다.

수신(RX) 전류: 일반적인 조건에서 8.2mA로 낮아 청취 및 데이터 수신 중 전력 효율성을 크게 향상시킵니다.

저전력 모드:

라이트 슬립: 9 µA

딥 슬립: 5 µA (최소)

이전 세대 ESP32-H2에 비해 전력 소비가 약 70% 감소하여 단일 버튼 셀 배터리로 몇 년 동안 작동할 수 있습니다.

3. ESP32-H21 무선 연결: 주류 IoT 표준을 포괄하는 다중 프로토콜 메시

IEEE 802.15.4 + Bluetooth LE 5 듀얼 모드 RF의 단일 칩 통합, 저전력 네트워킹에 대한 완전한 지원:

802.15.4 프로토콜: Thread, Zigbee 3.0 및 Matter-over-Thread를 지원하여 대규모 메시 네트워킹 및 장치 상호 운용성을 가능하게 합니다.

Bluetooth LE 5: 2Mbps 고속 전송, 장거리 통신을 위한 Coded PHY, 브로드캐스트 확장, 다중 연결 및 BLE-Mesh를 지원하여 점대점 및 다중 노드 배포 모두에 적합합니다.

송신 전력: 최대 20dBm으로 복잡한 환경에 적합하도록 커버리지와 링크 신뢰성을 균형 있게 조정합니다.

IV. ESP32-H21 하드웨어 아키텍처: 풍부한 주변 장치 통합을 갖춘 효율적인 RISC-V

코어: 32비트 단일 코어 RISC-V, 최대 96MHz 클럭 속도, CoreMark® 303.38 (96MHz에서), 컴퓨팅 성능과 전력 소비의 균형을 맞춥니다.

메모리: 320KB SRAM + 128KB ROM, 외부 플래시 지원, 프로토콜 스택 및 애플리케이션 코드 요구 사항 충족

주변 장치 및 인터페이스: 19개의 GPIO 핀, 통합 UART, SPI, I²C, I²S, PWM, 12비트 ADC, 타이머, DMA 등 센서, 액추에이터 및 인간-기계 인터페이스 구성 요소에 직접 연결 가능

보안: 보안 부팅, 플래시 암호화, 하드웨어 암호화 엔진(AES/SHA/RSA/ECC) 및 진정한 난수 생성기 지원, 장치 및 데이터 보안 보장

V. ESP32-H21 소프트웨어 생태계: 성숙하고 사용자 친화적이며 신속한 배포

개발 프레임워크: ESP-IDF와 완벽하게 호환되며 완전한 SDK, 툴체인 및 문서를 제공하여 개발자가 기존 전문 지식을 활용할 수 있습니다.

프로토콜 지원: ESP-Matter, Zigbee 및 BLE-Mesh 프로토콜 스택 내장, 즉시 사용 가능한 예제 제공, Matter 장치 개발 주기 크게 단축

호환성: ESP32-H2와 소프트웨어 호환; 기존 솔루션 신속하게 마이그레이션 가능, 개발 비용 절감

VI. ESP32-H21의 일반적인 애플리케이션 시나리오

ESP32-H21은 모든 배터리 구동, 저전력 연결 IoT 엔드 장치에 완벽하게 적합합니다.

스마트 홈: 온도 및 습도/문 및 창문 자기/인간 존재/연기/가스 센서, 스마트 스위치, BLE-Mesh 조명 노드

빌딩 자동화: 환경 모니터링, 자산 추적, 무선 제어 노드

웨어러블: 저전력 건강 모니터링, 활동 추적

산업용 센싱: 원격 상태 모니터링, 무선 데이터 수집

Matter 장치: Matter를 지원하는 다양한 배터리 구동 센서 및 액추에이터

VII. ESP32-H21 요약

온칩 DC-DC 변환, 다중 모드 저전력 작동, 듀얼 모드 메시 RF 및 성숙한 생태계의 조합을 통해 ESP32-H21은 저전력 배터리 구동 IoT 장치의 벤치마크를 재정의합니다. 장기 배터리 수명과 안정적인 연결 간의 충돌을 해결할 뿐만 아니라 Matter, Thread, Zigbee 및 BLE에 대한 완전한 프로토콜 지원을 통해 차세대 스마트 홈 및 저전력 IoT를 위한 선택 칩이 되었습니다.