Який ESP32 обрати для робототехніки та DIY: ESP32, S2, S3, C3, C6 і P4
Перевірено за офіційними матеріалами Espressif 9 жовтня 2026 року. Стаття порівнює можливості мікроконтролерів; конкретна плата може надавати лише частину з них.
Для невеликого робота вибір ESP32 починається з доволі приземлених питань: чим керувати моторами, куди підключити енкодери, чи вистачить пам’яті для камери і як передавати команди. Частота процесора важлива, але не замінює відповідей на ці питання. Наприклад, C6 додає Wi-Fi 6 і радіоінтерфейс для Thread/Zigbee, S3 поєднує два основні ядра з USB та інтерфейсами камери, а P4 робить акцент на обчисленнях і мультимедіа. Водночас сам P4 не має вбудованого бездротового радіо. [D3], [D5], [D6]
Нижче — шість сімейств із різними корисними для DIY можливостями: класичний ESP32, ESP32-S2, ESP32-S3, ESP32-C3, ESP32-C6 і ESP32-P4. Це практична добірка, а не рейтинг продажів. Спершу порівняємо апаратні ресурси, потім розберемо, як вони впливають на вибір для проєкту.
Що саме ми порівнюємо
Чип, модуль і плата — різні рівні виробу. Чип, або SoC, містить процесор, пам’ять і периферію. Модуль об’єднує його з додатковими компонентами: наприклад, Flash, PSRAM, кварцом і антеною. Налагоджувальна плата додає живлення, роз’єми, кнопки, а іноді дисплей чи камеру. Наявність і обсяг пам’яті треба перевіряти за повним позначенням виробу: не можна приписувати всім S3 пам’ять одного модуля з маркуванням N16R8. Цей поділ описано в посібнику Espressif із вибору платформи.
Щоб читати таблиці, потрібно кілька уточнень:
- У колонці ESP32 за основу взято двоядерний ESP32-D0WD-V3. У класичному сімействі є й інші варіанти, зокрема одноядерний ESP32-S0WD (NRND, до 160 МГц); загальний максимум сімейства не гарантовано кожній мікросхемі. [D1]
- У колонці P4 розглянуто ESP32-P4NRW16X і ESP32-P4NRW32X, ревізія v3.x. Збережений даташит має статус Pre-release v0.7 / PRELIMINARY; його електричні характеристики попередні. Ранні P4 не можна автоматично описувати цими самими числами. [D6]
- Частоти вказано як максимальні; частоти двох ядер не додаються. HP — основні обчислювальні ядра, LP/ULP — окрема підсистема для роботи з низьким споживанням.
- Кількість GPIO та аналогових входів — апаратний ресурс чипа або варіанта. На платі частину виводів зайнято пам’яттю, страпінг-пінами та встановленою периферією. Кілька функцій одного GPIO не можна вважати кількома незалежними виводами. [D1], [D2], [D3], [D4], [D5], [D6]
- Обсяги пам’яті наведено в позначеннях виробника, KB і MB. SRAM, RTC/LP-пам’ять і PSRAM показано окремо; розмір купи, доступної застосунку, залежить від прошивки, кешу та системних компонентів.
Посилання D1–D6 ведуть на офіційні даташити. Їхні локальні копії, версії та вказівники на розділи наведено наприкінці статті.
1. Обчислення та пам’ять
| Характеристика | ESP32 [D1] | ESP32-S2 [D2] | ESP32-S3 [D3] | ESP32-C3 [D4] | ESP32-C6 [D5] | ESP32-P4 v3.x [D6] |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Основний CPU | Xtensa LX6, 32 біт | Xtensa LX7, 32 біт | Xtensa LX7, 32 біт | RISC-V, 32 біт | RISC-V, 32 біт | RISC-V, 32 біт |
| Основні ядра × максимальна частота | 2 × 240 МГц | 1 × 240 МГц | 2 × 240 МГц | 1 × 160 МГц | 1 × 160 МГц | 2 × 400 МГц |
| Співпроцесор низького споживання | ULP-FSM | ULP-FSM / ULP RISC-V | ULP-FSM / ULP RISC-V | Немає програмованого ULP/LP-ядра | LP RISC-V, до 20 МГц | LP RISC-V, до 40 МГц |
Апаратні обчислення float | FPU, одинарна точність | Немає FPU | FPU, одинарна точність | Немає FPU | Немає FPU | FPU, одинарна точність |
| Особливості для DSP і векторних обчислень | DSP-інструкції, зокрема MAC | Цілочисельні множення та ділення | 128-бітні векторні інструкції / SIMD | Цілочисельні множення та ділення | Цілочисельні множення та ділення | 128-бітні векторні операції, розширення AI/DSP |
| Основна внутрішня SRAM | 520 KB | 320 KB | 512 KB | 400 KB, з них 16 KB під кеш | 512 KB HP SRAM | 768 KB HP L2MEM; окремо 8 KB SPM |
| RTC / LP SRAM | 16 KB | 16 KB | 16 KB | 8 KB | 16 KB | 32 KB |
| Flash | Зовнішня QSPI; у частини варіантів — у корпусі | Зовнішня SPI/QSPI/OSPI; є варіанти з пам’яттю в корпусі | Зовнішня SPI/QSPI/OSPI; є варіанти з пам’яттю в корпусі | Зовнішня SPI/QSPI або в корпусі | Зовнішня SPI/QSPI або в корпусі | Зовнішня, через контролер MSPI |
| PSRAM як розширення адресовної пам’яті | Так, через кеш | Так, через кеш | Так, через кеш, зокрема Octal SPI | Немає штатної підтримки | Немає штатної підтримки | 16 або 32 MB у корпусі вибраних варіантів |
Відсутність FPU в S2, C3 і C6 додатково перевірено за документацією ESP-IDF: обчислення float на них виконуються програмно. FPU в ESP32, S3 і P4 — одинарної точності, тому double на всіх шести чипах обчислюється програмно. Це не заважає написати регулятор чи фільтр, але для завдання з великою кількістю таких обчислень треба вимірювати час виконання. [Оптимізація швидкості, ESP-IDF: ESP32], [S2], [S3], [C3], [C6] [D6, §4.1.1.1]
PSRAM і Flash виконують різні завдання. У Flash зберігаються прошивка й постійні дані, PSRAM розширює оперативну пам’ять. Для класичного ESP32 даташит допускає до 8 MB зовнішньої RAM, але вікно, яке відображається одночасно, становить до 4 MB. Тому «підтримує стільки-то пам’яті» і «вся пам’ять доступна одним неперервним масивом» — різні твердження. S3 теж має обмеження відображення, описані окремо від фізичного обсягу пам’яті, що підключається. [D1, §4.1.3] [D3, §4.1.2.2]
C3 і C6 не варто вибирати з розрахунком згодом додати PSRAM як звичайну купу застосунку. У C3 через кеш відображається лише зовнішня Flash, а сам кеш працює лише на читання. Даташит C6 теж говорить лише про Flash, а відсутність підтримки PSRAM у C6 прямо підтверджено у FAQ виробника. Читання окремої мікросхеми пам’яті через звичайний SPI — інший спосіб роботи, не еквівалентний розширенню адресовної RAM. [D4, §4.1.2.2–4.1.2.3] [D5, §4.1.2.2] [FAQ щодо PSRAM]
У S2 і S3 ULP — допоміжна підсистема, а не ще одне рівноправне ядро основного застосунку. Зокрема, в обох чипах варіанти ULP-FSM і ULP RISC-V не можуть працювати одночасно. [D2, §4.1.1.2] [D3, §4.1.1.3]
2. Wi-Fi, Bluetooth та інші радіопротоколи
| Характеристика | ESP32 [D1] | ESP32-S2 [D2] | ESP32-S3 [D3] | ESP32-C3 [D4] | ESP32-C6 [D5] | ESP32-P4 v3.x [D6] |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Вбудований Wi-Fi | 802.11b/g/n, Wi-Fi 4 | 802.11b/g/n, Wi-Fi 4 | 802.11b/g/n, Wi-Fi 4 | 802.11b/g/n, Wi-Fi 4 | 802.11b/g/n/ax, Wi-Fi 6 | Немає |
| Діапазон Wi-Fi | 2,4 ГГц | 2,4 ГГц | 2,4 ГГц | 2,4 ГГц | 2,4 ГГц | — |
| Ширина каналу | 20/40 МГц для 802.11n | 20/40 МГц | 20/40 МГц | 20/40 МГц | 20 МГц для ax; 20/40 МГц для n | — |
| STA / SoftAP / STA+SoftAP | Так / так / так | Так / так / так | Так / так / так | Так / так / так | Так / так / так; ax зазначено для non-AP | — |
| Bluetooth Classic, BR/EDR | Так, Bluetooth 4.2 | Немає | Немає | Немає | Немає | Немає |
| Bluetooth LE | 4.2 за даташитом; є сертифікація LE 5.0, див. пояснення | Немає | Bluetooth 5 LE | Bluetooth 5 LE | LE, сертифікація Bluetooth 5.3 | Немає |
| PHY Bluetooth LE | LE 1M | — | LE 1M, 2M, Coded 125/500 кбіт/с | LE 1M, 2M, Coded 125/500 кбіт/с | LE 1M, 2M, Coded 125/500 кбіт/с | — |
| IEEE 802.15.4 | Немає | Немає | Немає | Немає | 2,4 ГГц, 250 кбіт/с | Немає |
| Thread / Zigbee за даташитом | Немає вбудованого радіо 802.15.4 | Немає вбудованого радіо 802.15.4 | Немає вбудованого радіо 802.15.4 | Немає вбудованого радіо 802.15.4 | Thread 1.3 / Zigbee 3.0 | Немає вбудованого радіо 802.15.4 |
Wi-Fi 6 у C6 не означає Wi-Fi на 5 ГГц. Його радіо працює в діапазоні 2,4 ГГц. Крім того, даташит обмежує 802.11ax каналом 20 МГц і роллю клієнта (non-AP): наявність SoftAP не означає, що C6 створює точку доступу Wi-Fi 6. Для n передбачено канали 20/40 МГц. Переваги ax тут пов’язані, зокрема, з OFDMA і механізмом Target Wake Time, а не з обіцянкою максимальної швидкості на рівні ноутбука. [D5, Features → Wi-Fi]
Максимальна PHY-швидкість, зазначена в радіохарактеристиках, не дорівнює швидкості передавання корисних даних через TCP, MQTT чи HTTP. Тому порівнювати контролери лише за числом «Мбіт/с» було б малоінформативно: на результат впливають режим радіо, стек і застосунок. Для вимірювання реальної пропускної здатності Espressif має приклад iperf, а в посібнику з Wi-Fi описано, які налаштування стека на неї впливають. [Продуктивність Wi-Fi, ESP-IDF] [Приклад iperf]
Із класичним ESP32 є пастка в позначенні Bluetooth. В актуальному даташиті перелічено BR/EDR і LE специфікації 4.2. Виробник також повідомив про сертифікацію LE 5.0, але у своєму FAQ прямо пояснює: нових функцій LE 5.0 цей чип не підтримує. Приписувати йому LE 2M чи Coded PHY на підставі самої лише сертифікації не можна. У S3, C3 і C6 ці PHY перелічено в даташитах. [D1], [D3], [D4], [D5] [FAQ Bluetooth]
Якщо проєкт залежить від Bluetooth Classic, наприклад від профілю SPP, це окрема вимога до вибору. BLE використовує інший набір протоколів і профілів; напис «Bluetooth 5» сам собою не означає сумісності з Classic. В основній шістці Classic є лише в класичного ESP32. За її межами ситуація вже змінюється: нижче розглянуто S31. [Огляд Bluetooth в ESP-IDF] [Профілі Classic, зокрема SPP]
ESP-NOW — протокол Espressif для обміну даними без підключення до звичайної Wi-Fi-мережі. Він використовує Wi-Fi-радіо, а не окремий радіоблок. Це цікавий варіант для пульта, телеметрії та датчиків. Наявність P4 на платі сама собою ESP-NOW не забезпечує: знадобляться окремий радіочип і відповідна програмна зв’язка. [Огляд ESP-NOW] [ESP-NOW в ESP-IDF] [D6]
Matter — прикладний протокол, тому окремого апаратного рядка «радіо Matter» не існує. Espressif пропонує Matter через Wi-Fi і Thread. C6 має радіо 802.15.4 для Thread, для Wi-Fi-моделей можливі рішення Matter over Wi-Fi; фактична підтримка залежить від SDK і конфігурації пристрою. Zigbee і Thread використовують 802.15.4, але залишаються різними стеками. Даташит C6 вказує Thread 1.3; у січні 2025 року Espressif оголосила про сертифікацію C6 на сумісність із Thread 1.4. Здатність одного C6 працювати з кількома протоколами також не означає кількох незалежних радіоканалів: Wi-Fi, BLE і 802.15.4 співіснують на одній антені й одному радіотракті 2,4 ГГц. [Вступ до ESP-Matter] [Сертифікація Thread 1.4] [D5, Product Overview]
3. Периферія: що підключати до контролера
У рядку SPI враховано користувацькі GP-SPI, без контролерів, що обслуговують Flash/PSRAM. LP-інтерфейси винесено окремо: вони можуть мати інші обмеження. Кількість MCPWM означає число периферійних блоків, PCNT — число лічильних блоків, LEDC — число PWM-виходів. Ці одиниці не взаємозамінні.
| Характеристика | ESP32 [D1] | ESP32-S2 [D2] | ESP32-S3 [D3] | ESP32-C3 [D4] | ESP32-C6 [D5] | ESP32-P4 v3.x [D6] |
|---|---|---|---|---|---|---|
| GPIO, максимум за даташитом | 34, з них 6 лише на вхід | 43 | 45 | 22 або 16, залежить від варіанта | 30 у QFN40 / 22 у QFN32 | 55 |
| GP-SPI | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 + LP-SPI |
| UART | 3 | 2 | 3 | 2 | 2 + LP-UART | 5 + LP-UART |
| I²C | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 + LP-I²C | 2 + LP-I²C |
| I²S | 2 | 1 | 2 | 1 | 1 | 3 + LP-I²S для приймання |
| ADC: число блоків × розрядність; входи | 2 × 12 біт; 18 входів | 2 × 12 біт; 20 входів, див. примітку | 2 × 12 біт; 20 входів | 2 × 12 біт; 6 входів апаратно, обмеження ADC2 | 1 × 12 біт; 7 входів | 2 × 12 біт; 14 входів |
| DAC | 2 × 8 біт | 2 × 8 біт | Немає | Немає | Немає | Немає |
| Ємнісні touch-входи | 10 | 14 | 14 | Немає | Немає | 14 |
| LEDC: PWM-виходи | 16 | 8 | 8 | 6 | 6 | 8 |
| MCPWM: блоки | 2 | Немає | 2 | Немає | 1 | 2 |
| PCNT: лічильні блоки | 8 | 4 | 4 | Немає | 4 | 4 |
| RMT: канали | 8, налаштовувані TX/RX | 4, налаштовувані TX/RX | 4 TX + 4 RX | 2 TX + 2 RX | 2 TX + 2 RX | 4 TX + 4 RX |
| Таймери загального призначення | 4 × 64 біт | 4 × 64 біт | 4 × 54 біт | 2 × 54 біт | 2 × 54 біт | 4 × 54 біт |
| DMA | DMA в низці периферійних блоків | DMA в низці периферійних блоків | GDMA, 5 TX + 5 RX | GDMA, 3 TX + 3 RX | GDMA, 3 TX + 3 RX | Кілька DMA-контролерів, зокрема GDMA і 2D-DMA |
| TWAI / CAN | 1 × CAN 2.0 | 1 × CAN 2.0 | 1 × CAN 2.0 | 1 × CAN 2.0 | 2 × CAN 2.0 | 3 × CAN 2.0 |
| USB OTG, host/device | Немає | Full-Speed, 12 Мбіт/с | Full-Speed, 12 Мбіт/с | Немає | Немає | High-Speed 480 Мбіт/с + Full-Speed 12 Мбіт/с |
| Окремий USB Serial/JTAG | Немає | Немає | Є | Є | Є | Є |
| SD/MMC/SDIO host | Є | Немає | Є | Немає | Немає | Є |
| SDIO slave | Є | Немає | Немає | Немає | Є | Немає |
| Вбудований Ethernet MAC | 10/100 Мбіт/с | Немає | Немає | Немає | Немає | 10/100 Мбіт/с |
| Камера і LCD | Паралельні режими I²S; дисплеї також через SPI | DVP через I²S; LCD через I²S/SPI | Окремий LCD_CAM: DVP, паралельний RGB/I8080 | Немає окремого LCD_CAM; дисплеї через SPI | PARLIO і SPI; немає LCD_CAM | LCD_CAM, MIPI CSI і DSI |
| Апаратні блоки обробки зображень | Немає набору, аналогічного P4 | Немає набору, аналогічного P4 | Немає набору, аналогічного P4 | Немає набору, аналогічного P4 | Немає набору, аналогічного P4 | ISP, PPA, JPEG codec, H.264 encoder |
Число блоків MCPWM, PCNT, RMT і таймерів додатково звірено з офіційними soc_caps.h в ESP-IDF v5.5.3: ESP32, S2, S3, C3, C6, P4. Це перевірка апаратної конфігурації, а не твердження, що ця версія SDK підтримує всі функції кожної нової ревізії. Зокрема, можливості P4 v3.x узято з його актуального даташита. Загальне число SPI в SDK не слід читати як число вільних користувацьких шин; число внутрішніх touch-каналів також може включати канал, не виведений на GPIO. Поділ RMT у C6 на 2 TX + 2 RX теж узято з soc_caps.h: даташит C6 говорить про чотири канали, не закріплюючи за ними напрямку.
Чому ці відмінності важливі для робота
LEDC, MCPWM і PCNT — для різних завдань. LEDC формує звичайний PWM і корисний не лише для світлодіодів. MCPWM пропонує засоби керування силовою частиною: синхронізацію, комплементарні сигнали, мертвий час (dead time), обробку аварійних входів і захоплення подій. PCNT лічить імпульси й дає змогу реалізувати читання енкодера з апаратною фільтрацією. Тому наявність «PWM» у C3 не робить його периферію рівною периферії S3 чи C6. [D1, §4.8.7–4.8.9] [D3], [D4], [D5]
Це не означає, що на C3 не можна зібрати робота. Для простого драйвера з PWM-входом і невеликої кількості сигналів він може підійти. Але коли вибір роблять для кількох моторів та енкодерів, зручніше спершу порахувати MCPWM, PCNT і потрібні GPIO, а потім оцінювати частоту CPU. Це інженерний висновок із таблиці, а не результат порівняльного випробування готових роботів.
RMT зберігає та відтворює послідовності тривалостей логічних рівнів, а також приймає їх. Для імпульсних протоколів він дає змогу передати частину роботи апаратурі. Водночас у S3, C3, C6 і P4 канали передавання й приймання розділено; рядок «8 каналів» не можна без уточнення трактувати як вісім передавачів. [D1], [D2], [D3], [D4], [D5], [D6] [soc_caps.h: S3], [C3], [C6], [P4]
TWAI потребує зовнішнього CAN-трансивера. У таблиці перелічено контролери CAN 2.0, а не CAN FD і не готові електричні порти CANH/CANL. Так само Ethernet MAC класичного ESP32 і P4 потребує зовнішнього PHY та відповідної схеми підключення. [D1, §4.8.12–4.8.13] [D6, §4.2.2.12–4.2.2.13] [TWAI, ESP-IDF]
USB-роз’єм на платі ще не означає USB OTG. На платі з класичним ESP32 його підключено до окремого мосту USB–UART: власного USB цей чип не має. Вбудований Serial/JTAG у C3 і C6 призначений для послідовного обміну, прошивки та налагодження; довільний USB HID-пристрій чи USB-host із нього не виходить. Для таких завдань дивляться на OTG у S2, S3 і P4. У S3 OTG і Serial/JTAG використовують спільний внутрішній PHY: одночасна робота двох контролерів потребує окремого рішення, наприклад зовнішнього PHY. [D3, §4.2.1.7–4.2.1.8] [D4], [D5] [Посібник ESP-USB]
Відсутність SD/MMC host не забороняє підключати карту пам’яті через SPI. Це буде інший інтерфейс з іншими обмеженнями щодо швидкості та зайнятості шини. [Драйвер SD SPI Espressif]
ADC: кількість бітів не замінює перевірки обмежень
Для вимірювання напруги батареї чи аналогового датчика важливо знати не лише розрядність, а й допустимий діапазон, калібрування та спільне використання апаратних ресурсів.
- ESP32-S2: актуальний даташит вказує 12 біт. В errata ADC-112 описано помилку ранньої ревізії v0.0 і зміну ефективної розрядності з 13 до 12 біт у v1.0. Тому старі описи S2 із «13-бітним ADC» не можна переносити в таблицю без пояснення ревізії. Водночас ESP-IDF v5.5.3, як і раніше, віддає сирі значення S2 шириною 13 біт, і молодший біт у них недостовірний. [Errata S2] [soc_caps.h S2]
- ESP32-C3: даташит перелічує шість входів — п’ять в ADC1 із заводським калібруванням і один в ADC2 без нього — і сам попереджає, що в частини ревізій ADC2 непрацездатний. Посібник ESP-IDF v5.5.3 вимикає oneshot-режим ADC2 через нестабільні результати. Для нового проєкту розумно планувати аналогові вимірювання на п’яти входах ADC1, не розраховуючи на шостий як на рівноцінний ресурс. [D4, §4.2.2.1] [ADC oneshot, ESP-IDF: C3]
- Класичний ESP32 і S3: входи ADC2 не можна використовувати одночасно з Wi-Fi; для вимірювань під час роботи Wi-Fi Espressif радить ADC1. [FAQ щодо ADC] [D3, §4.2.2.1]
Розрядність — не гарантована точність у вольтах. Для конкретного вхідного діапазону треба читати таблиці ADC Characteristics, враховувати ослаблення сигналу та калібрування. Таблиця вище описує ADC загального призначення; перетворювачі всередині радіотракту до неї не включено. [D1], [D2], [D3], [D4], [D5], [D6]
4. Живлення, сон і збереження стану
Наведені далі значення стосуються мікросхем у певних конфігураціях, а не споживання готової плати. Це не таблиця часу роботи від батареї. Рядок живлення перелічує основні домени; повну схему живлення, пам’ять і обмеження конкретного варіанта перевіряють окремо за даташитом.
| Характеристика | ESP32 [D1] | ESP32-S2 [D2] | ESP32-S3 [D3] | ESP32-C3 [D4] | ESP32-C6 [D5] | ESP32-P4 v3.x [D6] |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Основні домени живлення | VDDA, VDD3P3, VDD3P3_RTC: 2,3–3,6 В у D0WD-V3, 3,0–3,6 В у варіантів із пам’яттю в корпусі; VDD3P3_CPU: 1,8–3,6 В | VDDA, VDD3P3, VDD3P3_RTC, VDD3P3_CPU: 2,8–3,6 В; 3,0–3,6 В для VDD3P3_RTC_IO | Основні домени: 3,0–3,6 В | Основні домени: 3,0–3,6 В | Основні домени: 3,0–3,6 В | VDD_LDO, VDD_DCDCC, VDD_ANA, VDD_LP: 3,0–3,6 В; VDD_BAT: 2,5–3,6 В; окремі домени I/O, ядра, PSRAM, USB і MIPI |
| Режими за даташитом | Active, Modem-sleep, Light-sleep, Deep-sleep, Hibernation | Active, Modem-sleep, Light-sleep, Deep-sleep, Hibernation | Active, Modem-sleep, Light-sleep, Deep-sleep | Active, Modem-sleep, Light-sleep, Deep-sleep | Active, Modem-sleep, Light-sleep, Deep-sleep | Active, Light-sleep, Deep-sleep |
| Приклад Light-sleep | 800 мкА | 750 мкА | 240 мкА | 130 мкА | 35 або 180 мкА, різні стани периферії | 75 мкА зі збереженням HP-пам’яті й вимкненням периферії |
| Приклад Deep-sleep | 10 мкА: RTC-таймер + RTC-пам’ять | 25 мкА: RTC-таймер + RTC-пам’ять | 7 мкА: RTC-пам’ять увімкнено, RTC-периферію вимкнено | 5 мкА: RTC-таймер + RTC-пам’ять | 7 мкА: RTC-таймер + LP-пам’ять | 12 мкА: LP-таймер + LP-пам’ять |
| Основні джерела пробудження з Deep-sleep, за ESP-IDF | Таймер, придатні RTC GPIO, touch, ULP | Таймер, придатні RTC GPIO, touch, ULP | Таймер, придатні RTC GPIO, touch, ULP | Таймер, підтримувані GPIO | Таймер, підтримувані LP GPIO, LP-ядро | Таймер, підтримувані LP GPIO, touch, LP-ядро |
| Програмована обробка в підсистемі низького споживання | ULP | ULP | ULP | Немає окремого ядра | LP | LP |
| Secure Boot / шифрування Flash | Є / є | Є / є | Є / є | Є / є | Є / є | Є / є |
Умови для наведених струмів:
- ESP32: значення з таблиці 4-2, с. 30. Для Light-sleep додаткових умов у рядку немає; для 10 мкА вказано RTC-таймер і RTC-пам’ять. ULP, що працює, — це інший рядок: 150 мкА. Прирівнювати ці конфігурації не можна.
- S2: таблиця 5-9, с. 51–52. Для Light-sleep вимкнено VDD_SPI і Wi-Fi, GPIO перебувають у високоімпедансному стані. Значення розділу стосуються перелічених виробником варіантів без PSRAM; вбудована PSRAM (S2FN4R2, S2R2) додає в Light-sleep 140 мкА.
- S3: таблиця 5-10, с. 68. Для Light-sleep вимкнено VDD_SPI і Wi-Fi, GPIO високоімпедансні; вбудована в корпус PSRAM додає від 40 до 200 мкА залежно від обсягу та напруги. У Deep-sleep увімкнення RTC-периферії змінює рядок із 7 на 8 мкА, а ULP, що працює постійно, споживає 170 мкА (ULP-FSM) або 190 мкА (ULP RISC-V).
- C3: таблиця 5-9, с. 57. Для Light-sleep вимкнено VDD_SPI і Wi-Fi, GPIO високоімпедансні; у Deep-sleep зберігаються RTC-таймер і RTC-пам’ять.
- C6: таблиця 5-11, с. 68. 35 мкА — CPU, радіо й периферію вимкнено; 180 мкА — CPU і радіо вимкнено, а в периферії лише зупинено тактування. GPIO в обох випадках високоімпедансні.
- P4: таблиця 5-8, с. 91; розділ 5.6 задає 3,3 В і 25 °C. Для 75 мкА периферію вимкнено, дані залишаються в HP-пам’яті, PSRAM знеструмлено; усі значення таблиці виміряно без роботи USB 2.0. Якщо залишити PSRAM під живленням, внутрішній струм чипа зросте приблизно на 0,1 мА — більше за самі 75 мкА, — і до нього додасться струм самої пам’яті. Усі ці числа мають попередній статус даташита v0.7.
У S2, S3, C3 і C6 параметри 3,3 В і 25 °C наведено в підрозділах вимірювань активного режиму; окремого повторення цих умов біля таблиць сну немає. У класичного ESP32 їх немає безпосередньо в таблиці 4-2. Тому ці значення не подано як єдиний лабораторний тест за цілком однакових умов. [D1], [D2], [D3], [D4], [D5], [D6]
На практиці Light-sleep зручний, коли треба продовжити роботу зі збереженим станом основної системи. Deep-sleep вимикає основну обчислювальну частину й вимагає заново пройти послідовність пробудження/запуску; дані, які мають пережити сон, зберігають у RTC- чи LP-пам’яті або у Flash. Набір джерел пробудження залежить від чипа та режиму: наприклад, пробудження через UART працює лише з Light-sleep. Рядок про джерела пробудження в таблиці складено за посібниками ESP-IDF Sleep Modes: у даташитах такого списку немає. Обмеження та допустимі GPIO перевіряють у посібнику саме для вибраного контролера. [Sleep: ESP32], [S2], [S3], [C3], [C6], [P4]
Для батарейного датчика є сенс порівнювати весь цикл: вимірювання, запуск радіо, передавання та сон. На платі залишаються стабілізатор, світлодіоди, інтерфейсні мікросхеми й підключені датчики. Тому цифра «5 мкА» з даташита не обіцяє такого самого споживання від будь-якої плати C3 DevKit. Це випливає з різниці між вимірюванням чипа і схемою готової плати; Espressif окремо описує вимірювання струму модулів.
Secure Boot і шифрування Flash — підтримувані механізми, а не автоматично активний захист будь-якої прошивки. Таблиця фіксує їхню наявність; налаштування конкретного виробу треба звіряти з відповідними Security Guides. [D1], [D2], [D3], [D4], [D5], [D6]
Шість моделей у реальних завданнях
Дати нижче стосуються зазначених подій: анонсу, початку виробництва чи офіційної доступності. Вони не підміняють одна одну; дата першої версії PDF також не вважається датою виходу мікроконтролера.
Класичний ESP32: мотори, енкодери та Bluetooth Classic
Espressif датує випуск першого ESP32 вереснем 2016 року. [Історія компанії]
У класичного ESP32 залишається змістовний набір аргументів: два основні ядра, FPU, два блоки MCPWM, вісім блоків PCNT, два DAC і Bluetooth Classic. Тому він підходить для знайомства з керуванням моторами, вимірюванням швидкості обертання і для проєктів, де потрібен саме Classic. Ethernet MAC корисний для дротового вузла, якщо додати PHY. Це рекомендації за складом периферії, а не твердження про частку ESP32 в цих застосуваннях. [D1] [soc_caps.h ESP32]
Обмеження проявляються під час компонування: немає вбудованого USB, частина GPIO працює лише на вхід, ADC2 конфліктує з Wi-Fi. В актуальному даташиті частину старих варіантів позначено NRND або EOL. Вибирати слід повне позначення чипа чи модуля, а не просто напис «ESP32». [D1] [FAQ щодо ADC]
ESP32-S2: USB і Wi-Fi без Bluetooth
Офіційну публікацію про випуск S2 датовано 3 вересня 2019 року; у ній сказано, що інженерні зразки були доступні з червня. Про початок масового виробництва серії оголошено 28 лютого 2020 року. [Анонс S2] [Виробництво S2]
S2 цікавий для USB-пристрою, панелі керування, приладу з Wi-Fi та аналоговими виходами: є USB OTG, два DAC, touch і PSRAM. Архітектура LX7 не робить його еквівалентом S3: основне ядро одне, FPU і Bluetooth відсутні. Для керування моторами є LEDC і PCNT, але немає MCPWM. Це допомагає зрозуміти, чому S2 корисний у своїй ніші й водночас не є універсальною заміною класичного ESP32. [D2] [Оптимізація швидкості, ESP-IDF: S2] [soc_caps.h S2]
ESP32-S3: камера, екран, звук і обчислення
S3 анонсовано 31 грудня 2020 року. Виробник від самого початку виділяв обробку сигналів і завдання AIoT як цільові застосування. [Анонс S3]
Для проєкту з камерою та екраном поєднання LCD_CAM, PSRAM, двох ядер, FPU і векторних інструкцій робить S3 обґрунтованою відправною точкою. Для робота з локальним інтерфейсом корисні також MCPWM і PCNT. Проте векторні інструкції не означають окремого універсального NPU, а наявність апаратного інтерфейсу камери не гарантує потрібної частоти кадрів за будь-якої роздільної здатності та обробки. [D3]
S3 не має DAC і Bluetooth Classic. Вибираючи плату з USB, важливо перевірити, куди виведено роз’єм і як розділяються OTG і Serial/JTAG. Розмір PSRAM і зайняті нею виводи визначає конкретний варіант. [D3] [Посібник ESP-USB]
ESP32-C3: компактний Wi-Fi/BLE-вузол
C3 представлено 27 листопада 2020 року як RISC-V-контролер для доступних підключених пристроїв. [Анонс C3]
Його набір добре відповідає окремому датчику, виконавчому вузлу, пульту чи невеликому мережевому пристрою: Wi-Fi, BLE з Coded PHY, UART/I²C/SPI і USB Serial/JTAG. Вибір стає менш зручним, якщо проєкт потребує великого буфера зображення, кількох апаратних лічильників енкодерів або MCPWM: PSRAM, PCNT і MCPWM тут відсутні. Водночас звичайний PWM є, а TWAI із зовнішнім трансивером дає шину CAN. [D4] [soc_caps.h C3]
Вибираючи маленьку плату, не варто забувати про виводи: у різних варіантів C3 їхня кількість різна, а частина GPIO може бути зайнята Flash. Обмеження ADC2 теж краще врахувати до розведення плати. [D4] [ADC oneshot, ESP-IDF: C3]
ESP32-C6: Wi-Fi 6, Thread/Zigbee і корисна периферія для моторів
Перший анонс C6 опубліковано 9 квітня 2021 року, а про офіційну доступність модулів і налагоджувальних плат оголошено 6 січня 2023 року. Це різні етапи життя продукту. [Анонс C6] [Доступність C6]
C6 варто розглянути для мережевих датчиків, домашньої автоматизації та вузлів із вибором між Wi-Fi і Thread/Zigbee. Наявність MCPWM, PCNT і двох TWAI робить його цікавим і для керувальної електроніки робота. LP-ядро дає змогу винести частину роботи з низьким споживанням з основного CPU. [D5] [soc_caps.h C6]
Водночас C6 не є «S3 з новішим Wi-Fi»: у нього одне основне ядро, немає FPU, PSRAM і USB OTG. Якщо завдання потребує великого кадрового буфера, USB-host або важких обчислень із float, ці відмінності можуть виявитися важливішими за нове радіо. [D5] [Оптимізація швидкості, ESP-IDF: C6] [FAQ щодо PSRAM]
ESP32-P4: мультимедійний контролер з окремим рішенням для радіо
P4 анонсовано 5 січня 2023 року. 8 травня 2026 року Espressif представила оновлення v3.x із підвищенням максимальної частоти з 360 до 400 МГц і змінами в мультимедійних блоках. Тому цифру частоти має супроводжувати ревізія. [Анонс P4] [Оновлення v3.x]
P4 — кандидат для розвиненого інтерфейсу, камери з MIPI, обробки зображення та USB High-Speed. Крім основних ядер, корисну роботу виконують ISP, PPA, JPEG codec і H.264 encoder. Він також має достатньо периферійних блоків для керування: два MCPWM, чотири PCNT, три TWAI та Ethernet MAC. Усе це робить його цікавим для візуальної та керувальної частини робота, але не гарантує продуктивності конкретного алгоритму без вимірювань. [D6]
Вбудованих Wi-Fi і Bluetooth у P4 немає. Якщо вони є на платі з P4, треба перевірити додатковий радіочип і спосіб його підключення. Таку плату слід оцінювати як зв’язку компонентів. [D6] [Анонс P4]
Варіанти NRW16X/NRW32X у доданому даташиті належать до v3.x і містять 16/32 MB PSRAM. Документ Pre-release v0.7 позначено як попередній, включно з електричними параметрами. Статус PDF не слід трактувати як відсутність реального продукту; він означає, що зафіксовані характеристики ще можуть переглядатися. Для раннього P4 v1.3 існує окремий даташит; переносити між ним і v3.x живлення, частоти та вимоги SDK без перевірки не можна. [D6]
Як обрати під свій проєкт
Наведені далі рекомендації — інженерна інтерпретація перевірених характеристик, без заяв про порівняльні стендові випробування.
- Кілька моторів та енкодерів: почати з ESP32 або S3, порівнявши число MCPWM, PCNT і вільних GPIO. C6 цікавий, якщо водночас потрібні його радіопротоколи; одного блока MCPWM може вистачити для вибраної схеми. P4 є сенс розглядати разом із вимогами до екрана чи камери.
- Невеликий автономний датчик Wi-Fi/BLE: розглянути C3; якщо потрібна обробка в LP-підсистемі або Thread — C6. Батарею вибирати після вимірювання повного робочого циклу плати.
- USB-клавіатура, HID-пульт, прилад або USB-host: розглядати S2/S3; якщо потрібен High-Speed — P4. Наявність USB Serial/JTAG у C3/C6 цього завдання не розв’язує.
- Камера, звук, інтерфейс з екраном: почати з S3 і відповідного обсягу PSRAM. Якщо потрібні MIPI, апаратний відеокодер або USB High-Speed, оцінювати P4 v3.x.
- Пульт і телеметрія: вибирати між BLE, ESP-NOW і Wi-Fi за вимогами до протоколу, пам’яті та периферії. Для зв’язку з наявним пристроєм Bluetooth Classic з основної шістки підійде лише класичний ESP32.
- Thread/Zigbee і домашня автоматизація: C6 надає потрібне радіо 802.15.4. Слово Matter саме собою не вимагає конкретно C6: варіант Matter over Wi-Fi може використовувати інший придатний Wi-Fi-контролер і SDK.
Перед купівлею конкретної плати корисно виписати зайняті GPIO, тип USB, обсяги Flash/PSRAM, позначення модуля та ревізію чипа. Такий короткий список часто визначає вибір точніше, ніж порівняння частот.
Що ще є в Espressif: C5, H2, C61 і S31
ESP32-C5 — коли потрібен Wi-Fi на 5 ГГц. На відміну від C6, C5 підтримує Wi-Fi 6 у діапазонах 2,4 і 5 ГГц; також є BLE та IEEE 802.15.4. Він має основне RISC-V-ядро до 240 МГц і підтримку зовнішньої PSRAM, тож бездротовий пристрій із вимогою 5 ГГц варто порівнювати саме з ним. Про масове виробництво оголошено 30 квітня 2025 року. [Виробництво та характеристики C5]
ESP32-H2 — BLE і 802.15.4 без Wi-Fi. Його RISC-V-ядро працює на частоті до 96 МГц. Це кандидат для Thread/Zigbee-вузла, якому власний Wi-Fi не потрібен. Про перехід H2 у масове виробництво Espressif повідомила у звіті за перше півріччя 2023 року; точний день початку виробництва з цього джерела не випливає. Актуальний даташит вказує Thread 1.4 і Zigbee 3.0. [Даташит H2] [Звіт Espressif]
ESP32-C61 — Wi-Fi 6 із PSRAM, але без Thread і Zigbee. C61 поєднує Wi-Fi 6 на 2,4 ГГц, BLE, одне ядро до 160 МГц і підтримку PSRAM. Він не має радіо 802.15.4, тому це не заміна C6 для самостійного Thread/Zigbee-вузла. Виробник підтверджує підтримку серійного C61 v1.0 в ESP-IDF v5.5.2. Це підтвердження серійного статусу та сумісності з SDK; точної дати початку виробництва тут не встановлено. [Даташит C61] [Статус C61]
ESP32-S31 — нова модель, яку вже не можна ігнорувати. Espressif оголосила про масове виробництво 27 липня 2026 року. S31 поєднує два RISC-V-ядра до 320 МГц, Wi-Fi 6 на 2,4 ГГц, Bluetooth 5.4 з LE і Classic BR/EDR, IEEE 802.15.4 та Gigabit Ethernet MAC. Для нового проєкту, якому водночас потрібні обчислення, розвинений інтерфейс і кілька видів зв’язку, його варто вивчити окремо. Тому твердження «Bluetooth Classic є лише в ESP32» коректне тут тільки для вибраної основної шістки, а не для всього сучасного сімейства. [Виробництво S31]
Для цих моделей також треба перевірити підтримку потрібної периферії у вибраному SDK, ревізію та схему конкретної плати.
Позначення в таблицях
- CPU — процесор; FPU — блок обчислень із рухомою комою; DSP — цифрова обробка сигналів; SIMD — виконання однієї інструкції над кількома елементами даних; MAC у контексті DSP — множення з накопиченням. HP/LP/ULP — високопродуктивна підсистема / підсистема низького / наднизького споживання; FSM — скінченний автомат.
- SRAM — статична оперативна пам’ять; PSRAM — псевдостатична оперативна пам’ять; RTC — підсистема годинника реального часу; SPM — локальна робоча пам’ять (scratchpad memory); L2MEM — основна внутрішня пам’ять P4; MSPI — контролер SPI для зовнішньої пам’яті.
- GPIO — цифрові входи/виходи загального призначення; ADC/DAC — аналого-цифровий / цифро-аналоговий перетворювач; PWM — широтно-імпульсна модуляція; MCPWM — PWM-контролер для моторів; PCNT — лічильник імпульсів. DMA/GDMA — прямий доступ до пам’яті / DMA загального призначення; TX/RX — передавання / приймання.
- SPI — послідовний периферійний інтерфейс; QSPI/OSPI — його варіанти з чотирма / вісьмома лініями даних; UART — універсальний асинхронний приймач-передавач; I²C — двопровідна міжмікросхемна шина; I²S — послідовний інтерфейс цифрового аудіо. GP означає general purpose, тобто загальне призначення.
- STA/AP — клієнт Wi-Fi / точка доступу; BLE — Bluetooth Low Energy; BR/EDR — Basic Rate / Enhanced Data Rate, режими Bluetooth Classic. PHY — фізичний рівень або блок, що його реалізує; MAC у контексті Ethernet — контролер доступу до середовища передавання. USB OTG — USB On-The-Go; JTAG — інтерфейс налагодження та тестування; IEEE 802.15.4 — стандарт малопотужного радіозв’язку, поверх якого працюють Thread і Zigbee.
- DVP — цифровий паралельний інтерфейс камери; CSI/DSI — інтерфейси MIPI для камери / дисплея; ISP — процесор обробки зображення; PPA — прискорювач обробки пікселів; LCD_CAM — блок Espressif для паралельних дисплеїв і камер; PARLIO — паралельне введення-виведення загального призначення. Назви LEDC, RMT і TWAI позначають блоки Espressif для PWM, послідовностей імпульсів і CAN відповідно; їхні можливості розібрано вище.
- NRND — not recommended for new designs, не рекомендовано для нових розробок; EOL — end of life, виріб знято з виробництва.
Розшифрування наведено за розділами Features і §4 даташитів. [D1], [D2], [D3], [D4], [D5], [D6]
Даташити: локальні копії та оригінали
Усі шість файлів нижче завантажено 9 жовтня 2026 року безпосередньо з домену documentation.espressif.com. Це оригінальні PDF виробника, без редагування. Посилання Espressif може з часом віддавати новішу редакцію, тому для відтворюваності порівняння поруч збережено саме використані версії.
| Позначення | Сімейство | Версія збереженого документа | Локальний PDF | Оригінал Espressif |
|---|---|---|---|---|
| D1 | ESP32 | 5.3 | Завантажити | ESP32 Series Datasheet |
| D2 | ESP32-S2 | 1.9 | Завантажити | ESP32-S2 Series Datasheet |
| D3 | ESP32-S3 | 2.2 | Завантажити | ESP32-S3 Series Datasheet |
| D4 | ESP32-C3 | 2.4 | Завантажити | ESP32-C3 Series Datasheet |
| D5 | ESP32-C6 | 1.5 | Завантажити | ESP32-C6 Series Datasheet |
| D6 | ESP32-P4 v3.x | Pre-release v0.7, PRELIMINARY | Завантажити | ESP32-P4 Series Datasheet |
Де перевіряти числа
Номери сторінок нижче — сторінки доданих PDF, включно з обкладинкою. У цих версіях вони збігаються з друкованою нумерацією документа.
- D1: перелік варіантів — с. 11; CPU і пам’ять — §4.1, с. 26–29; радіо — Features і §4.6–4.7; цифрова периферія — §4.8, с. 36–43; аналогова — §4.9, с. 43–45; сигнали камери, LCD і MCPWM — §4.10, таблиця 4-6, с. 46–50; сон — таблиця 4-2, с. 30–31; живлення — таблиця 5-2, с. 51.
- D2: основні ресурси — Features, с. 3–5; CPU/ULP/пам’ять — §4.1.1–4.1.2; периферія — §4.2; живлення — таблиця 5-2, с. 48; струми сну — таблиця 5-9, с. 51–52. Розрядність ADC додатково перевірено за ADC-112.
- D3: основні ресурси — Features, с. 3–5; CPU/ULP/пам’ять — §4.1.1–4.1.2, с. 36–40; периферія — §4.2; живлення — таблиця 5-2, с. 64; струми сну — таблиця 5-10, с. 68.
- D4: ресурси та варіанти GPIO — Features, с. 3–5, і §1; пам’ять — §4.1.2, с. 33–35; периферія — §4.2; BLE PHY — §4.3.3, с. 53; живлення — таблиця 5-2, с. 54; струми сну — таблиця 5-9, с. 57. ADC2 — §4.2.2.1, с. 49, і посібник ESP-IDF.
- D5: CPU, радіо та периферія — Features, с. 3–5; докладний опис — §4; живлення — таблиця 5-2, с. 64; струми сну — таблиця 5-11, с. 68.
- D6: варіанти та ревізії — таблиця 1-1, с. 11; CPU/векторні розширення — §4.1.1, с. 40–42; периферія — §4.2; живлення — таблиця 5-2, с. 88–89; струми сну — таблиця 5-8, с. 91. Попередній статус електричних параметрів зазначено на початку §5, с. 88.
Як перевіряли статтю
Числа в таблицях звірено з переліченими версіями даташитів; кількість низки периферійних блоків — додатково з офіційним ESP-IDF. Дати взято з повідомлень Espressif, а не з дат сторонніх оглядів. Обмеження, які змінюють практичний вибір, перевірено за errata, FAQ і посібниками SDK. Посилання на ці уточнення стоять поруч із відповідними твердженнями. Документацію ESP-IDF всюди подано у версії v5.5.3 — тій самій, за якою звірено soc_caps.h.
У спірних місцях пріоритет надано документу для конкретного чипа та ревізії. Відмінності між сертифікацією та функціями Bluetooth, між раннім і новим ADC S2, між апаратним ADC2 C3 і його підтримкою в SDK, а також між ревізіями P4 збережено в тексті, а не приховано одним числом. Сценарії застосування сформульовано як висновки з можливостей, без непідтверджених заяв про популярність, ціну чи результати тестів.