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乐鑫wifi模组ESP32-S2-Kaluga-1 套件 v1.3

Provide the users with the tools for development 乐鑫wifi模组ESP32-S2-Kaluga-1 v1.3 是一款来自乐鑫的开发套件，主要可用于以下目的：展示 ESP32-S2 芯片的人机交互功能为用户提供基于 ESP32-S2 的人机交互应用开发工具 There are many ways of how the ESP32-S2’s abundant functionalities can be used. For starters, the possible use cases may include: Smart home: From simplest smart lighting, smart door locks, smart sockets, to video streaming devices, security cameras, OTT devices, and home appliances Battery-powered equipment: Wi-Fi mesh sensor networks, Wi-Fi-networked toys, wearable devices, health management equipment Industrial automation equipment: Wireless control and robot technology, intelligent lighting, HVAC control equipment, etc. Retail and catering industry: POS machines and service robots 乐鑫wifi模组ESP32-S2 的功能强大，应用场景非常丰富。对于初学者来说，可能的用例包括：智能家居：从简单的智能照明、智能门锁、智能插座，到更复杂的视频流设备、安防摄像头、OTT 设备和家用电器等电池供电设备：Wi-Fi mesh 传感器网络、Wi-Fi 网络玩具、可穿戴设备、健康管理设备等工业自动化设备：无线控制与机器人技术、智能照明、HVAC 控制设备等零售和餐饮业：POS 机和服务机器人 ESP32-S2-Kaluga-1-Kit 概述 ESP32-S2-Kaluga-1 套件包括以下几个开发板：主板：ESP32-S2-Kaluga-1 扩展板： ESP-LyraT-8311A v1.3 - 音频播放器 ESP-LyraP-TouchA v1.1 - 触摸板 ESP-LyraP-LCD32 v1.2 - 3.2” LCD 屏 ESP-LyraP-CAM v1.1 - 摄像头由于 ESP32-S2 的管脚复用，部分扩展板的兼容性有所限制，具体请见扩展板的兼容性。 The ESP32-S2-Kaluga-1 kit consists of the following boards: Main board: ESP32-S2-Kaluga-1 Extension boards: ESP-LyraT-8311A v1.3 - audio player ESP-LyraP-TouchA v1.1 - touch panel ESP-LyraP-LCD32 v1.2 - 3.2” LCD screen ESP-LyraP-CAM v1.1 - camera board Due to the presence of multiplexed pins on ESP32-S2, certain extension 概述 ESP32-S2-Kaluga-1 主板是整个套件的核心。该主板集成了 ESP32-S2-WROVER 模组，并配备连接至各个扩展板的连接器。ESP32-S2-Kaluga-1 是人机交互接口原型设计的关键工具。 ESP32-S2-Kaluga-1 主板配备了多个连接器，可用于连接相应扩展板：扩展板连接器，用于连接 ESP-LyraT-8311A、ESP-LyraP-LCD32 摄像头连接器，用于连接 ESP-LyraP-CAM 触摸 FPC 连接器，用于连接 ESP-LyraP-TouchA LCD FPC 连接器（尚无可用官方配套扩展板） I2C FPC 连接器（尚无可用官方配套扩展板） ESP32-S2-Kaluga-1 All the four extension boards are specially desgined to support the following features: Touch panel control Six touch buttons Supports acrylic panels up to 5 mm Wet hand operation Water rejection, ESP32-S2 can be configured to disable all touchpads automatically if multiple pads are simultaneously covered with water and to re-enable touchpads if the water is removed Audio playback Connect speakers to play audio Use together with the Touch panel to control audio playback and adjust volume LCD display LCD interface (8-bit parallel RGB, 8080, and 6800 interface) Camera image acquisition Supports OV2640 and OV3660 camera modules 8-bit DVP image sensor interface (ESP32-S2 also supports 16-bit DVP image sensors, you can design it yourself) Clock frequency up to 40 MHz Optimized DMA transmission bandwidth for easier transmission of high-resolution images 所有四个扩展板都经过特别设计，以支持以下功能：触摸板控制带有 6 个触摸按钮支持 5 mm 亚克力板支持湿手操作支持防水功能。ESP32-S2 可以配置为在多个触摸板同时被水复盖时自动禁用所有触摸板功能，并在去除水滴后重新启用触摸板音频播放连接扬声器，以播放音频配合触控板使用，可控制音频播放和调节音量 LCD 显示屏 LCD 接口（8 位并行 RGB、8080 和 6800 接口) 摄像头图像采集支持 OV2640 和 OV3660 摄像头模块 8-bit DVP 图像传感器接口（ESP32-S2 还支持 16 位 DVP 图像传感器，但需要您自行进行二次开发）支持高达 40 MHz 时钟频率优化 DMA 传输带宽，便于传输高分辨率图像 Description of Components 乐鑫wifi模组组件描述乐鑫wifi模组ESP32-S2-Kaluga-1-正面乐鑫wifi模组ESP32-S2-Kaluga-1 - 反面 The description of components starts from the ESP32-S2 module on the left side and then goes clockwise. Reserved means that the functionality is available, but the current version of the kit does not use it. 下表将从左边的乐鑫wifi模组ESP32-S2 模组开始，以顺时针顺序介绍上图中的主要组件。保留表示该功能可用，但当前版本的套件并未启用该功能。 Key Component Description ESP32-S2-WROVER Module Module integrating the ESP32-S2 chip that provides Wi-Fi connectivity, data processing power, and flexible data storage. 4.3” LCD FPC Connector (Reserved) Connect to a 4.3” LCD extension board using the FPC cable. ESP Prog Connector (Reserved) Connection for Espressif’s download device (ESP-Prog) to flash ESP32-S2 system. JTAG Switch Switch to ON to enable connection between ESP32-S2 and FT2232; JTAG debugging will then be possible using USB-UART/JTAG Port. See also JTAG Debugging. Breakout Header 2 Some GPIO pins of the ESP32-S2-WROVER module are broken out to this header, see labels on the board. USB-to-UART/JTAG Bridge FT2232 adapter board allowing for communication over USB port using UART/JTAG protocols. Camera Header Mount a camera extension board here (e.g., ESP-LyraP-CAM). Extension Header Mount the extension boards having such connectors here. Reset Button Press this button to restart the system Boot Button

产品描述

The ESP32-S2-Kaluga-1 kit v1.3 is a development kit by Espressif that is mainly created to:

Demonstrate the ESP32-S2’s human-computer interaction functionalities

Provide the users with the tools for development of human-computer interaction applications based on the ESP32-S2

乐鑫wifi模组ESP32-S2-Kaluga-1 v1.3 是一款来自乐鑫的开发套件，主要可用于以下目的：

展示 ESP32-S2 芯片的人机交互功能

为用户提供基于 ESP32-S2 的人机交互应用开发工具

There are many ways of how the ESP32-S2’s abundant functionalities can be used. For starters, the possible use cases may include:

Smart home: From simplest smart lighting, smart door locks, smart sockets, to video streaming devices, security cameras, OTT devices, and home appliances

Battery-powered equipment: Wi-Fi mesh sensor networks, Wi-Fi-networked toys, wearable devices, health management equipment

Industrial automation equipment: Wireless control and robot technology, intelligent lighting, HVAC control equipment, etc.

Retail and catering industry: POS machines and service robots

乐鑫wifi模组ESP32-S2 的功能强大，应用场景非常丰富。对于初学者来说，可能的用例包括：

智能家居：从简单的智能照明、智能门锁、智能插座，到更复杂的视频流设备、安防摄像头、OTT 设备和家用电器等

电池供电设备：Wi-Fi mesh 传感器网络、Wi-Fi 网络玩具、可穿戴设备、健康管理设备等

工业自动化设备：无线控制与机器人技术、智能照明、HVAC 控制设备等

零售和餐饮业：POS 机和服务机器人

乐鑫wifi模组ESP32-S2-Kaluga-1-Kit 概述
ESP32-S2-Kaluga-1-Kit 概述

ESP32-S2-Kaluga-1 套件包括以下几个开发板：

主板：ESP32-S2-Kaluga-1

扩展板：

ESP-LyraT-8311A v1.3 - 音频播放器

ESP-LyraP-TouchA v1.1 - 触摸板

ESP-LyraP-LCD32 v1.2 - 3.2” LCD 屏

ESP-LyraP-CAM v1.1 - 摄像头

由于 ESP32-S2 的管脚复用，部分扩展板的兼容性有所限制，具体请见扩展板的兼容性。

The ESP32-S2-Kaluga-1 kit consists of the following boards:

Main board: ESP32-S2-Kaluga-1

Extension boards:

ESP-LyraT-8311A v1.3 - audio player

ESP-LyraP-TouchA v1.1 - touch panel

ESP-LyraP-LCD32 v1.2 - 3.2” LCD screen

ESP-LyraP-CAM v1.1 - camera board

Due to the presence of multiplexed pins on ESP32-S2, certain extension

概述
ESP32-S2-Kaluga-1 主板是整个套件的核心。该主板集成了 ESP32-S2-WROVER 模组，并配备连接至各个扩展板的连接器。ESP32-S2-Kaluga-1 是人机交互接口原型设计的关键工具。

ESP32-S2-Kaluga-1 主板配备了多个连接器，可用于连接相应扩展板：

扩展板连接器，用于连接 ESP-LyraT-8311A、ESP-LyraP-LCD32

摄像头连接器，用于连接 ESP-LyraP-CAM

触摸 FPC 连接器，用于连接 ESP-LyraP-TouchA

LCD FPC 连接器（尚无可用官方配套扩展板）

I2C FPC 连接器（尚无可用官方配套扩展板）

乐鑫wifi模组ESP32-S2-Kaluga-1

ESP32-S2-Kaluga-1

All the four extension boards are specially desgined to support the following features:

Touch panel control
Six touch buttons

Supports acrylic panels up to 5 mm

Wet hand operation

Water rejection, ESP32-S2 can be configured to disable all touchpads automatically if multiple pads are simultaneously covered with water and to re-enable touchpads if the water is removed

Audio playback
Connect speakers to play audio

Use together with the Touch panel to control audio playback and adjust volume

LCD display
LCD interface (8-bit parallel RGB, 8080, and 6800 interface)

Camera image acquisition
Supports OV2640 and OV3660 camera modules

8-bit DVP image sensor interface (ESP32-S2 also supports 16-bit DVP image sensors, you can design it yourself)

Clock frequency up to 40 MHz

Optimized DMA transmission bandwidth for easier transmission of high-resolution images

所有四个扩展板都经过特别设计，以支持以下功能：

触摸板控制
带有 6 个触摸按钮

支持 5 mm 亚克力板

支持湿手操作

支持防水功能。ESP32-S2 可以配置为在多个触摸板同时被水复盖时自动禁用所有触摸板功能，并在去除水滴后重新启用触摸板

音频播放
连接扬声器，以播放音频

配合触控板使用，可控制音频播放和调节音量

LCD 显示屏
LCD 接口（8 位并行 RGB、8080 和 6800 接口)

摄像头图像采集
支持 OV2640 和 OV3660 摄像头模块

8-bit DVP 图像传感器接口（ESP32-S2 还支持 16 位 DVP 图像传感器，但需要您自行进行二次开发）

支持高达 40 MHz 时钟频率

优化 DMA 传输带宽，便于传输高分辨率图像

Description of Components
乐鑫wifi模组组件描述

乐鑫wifi模组ESP32-S2-Kaluga-1-正面

乐鑫wifi模组ESP32-S2-Kaluga-1-反面

乐鑫wifi模组ESP32-S2-Kaluga-1 - 反面

The description of components starts from the ESP32-S2 module on the left side and then goes clockwise.

Reserved means that the functionality is available, but the current version of the kit does not use it.

下表将从左边的乐鑫wifi模组ESP32-S2 模组开始，以顺时针顺序介绍上图中的主要组件。
保留表示该功能可用，但当前版本的套件并未启用该功能。

Key Component	Description
ESP32-S2-WROVER Module	Module integrating the ESP32-S2 chip that provides Wi-Fi connectivity, data processing power, and flexible data storage.
4.3” LCD FPC Connector	(Reserved) Connect to a 4.3” LCD extension board using the FPC cable.
ESP Prog Connector	(Reserved) Connection for Espressif’s download device (ESP-Prog) to flash ESP32-S2 system.
JTAG Switch	Switch to ON to enable connection between ESP32-S2 and FT2232; JTAG debugging will then be possible using USB-UART/JTAG Port. See also JTAG Debugging.
Breakout Header 2	Some GPIO pins of the ESP32-S2-WROVER module are broken out to this header, see labels on the board.
USB-to-UART/JTAG Bridge	FT2232 adapter board allowing for communication over USB port using UART/JTAG protocols.
Camera Header	Mount a camera extension board here (e.g., ESP-LyraP-CAM).
Extension Header	Mount the extension boards having such connectors here.
Reset Button	Press this button to restart the system
Boot Button	Holding down Boot and then pressing Reset initiates Firmware Download mode for downloading firmware through the serial port.
USB-UART/JTAG Port	Communication interface (UART or JTAG) between a PC and the ESP32-S2 module.
USB Power Port	Power supply for the board.
Battery Port	Connect an external battery to the 2-pin battery connector.
Power On LED	Turns on when the USB or an external power supply is connected to the board.
Power Switch	Switch to ON to power the system.
RGB Jumper	To have access to the RGB LED, place a jumper onto the pins.
RGB LED	Programmable RGB LED and controlled by GPIO45. Before using it, you need to put RGB Jumper ON.
Power Regulator	Regulator converts 5 V to 3.3 V.
I2C FPC Connector	(Reserved) Connect to other I2C extension boards using the FPC cable.
Breakout Header 1	Some GPIO pins of the ESP32-S2-WROVER module are broken out to this header, see labels on the board.
Touch FPC Connector	Connect the ESP-LyraP-TouchA extension board using the FPC cable.
Touch Switch	In OFF position, GPIO1 to GPIO14 are used for connection to touch sensors; switch to ON if you want to use them for other purposes.
3.2” LCD FPC connector	Connect a 3.2” LCD extension board (e.g., ESP-LyraP-LCD32) using the FPC cable.

主要组件	描述
ESP32-S2-WROVER 模组	集成 ESP32-S2 芯片，可提供 Wi-Fi 连接、数据处理和灵活的数据存储功能。
4.3” LCD FPC 连接器	（保留）可使用 FPC 线连接 4.3” LCD 扩展板。
ESP Prog 连接器	（保留）用于连接乐鑫固件烧录设备 (ESP-Prog)。
JTAG 开关	切换到 ON 方向，启用 ESP32-S2 和 FT2232 之间的连接。此时，可通过 USB-UART/JTAG 端口进行 JTAG 调试，详见 JTAG 调试。
引出管脚排针 2	ESP32-S2-WROVER 模组的部分 GPIO 直接引出至该开发板（详见开发板上的标记）。
USB-to-UART/JTAG 桥接器	FT2232 适配器开发板，允许在 USB 端口使用 UART/JTAG 协议通信。
摄像头连接器	用于连接摄像头扩展板，比如 ESP-LyraP-CAM。
扩展板连接器	用于连接带有配套连接器的扩展板。
Reset 复位按钮	用于重启系统。
Boot 按钮	按下 Boot 键并保持，同时按一下 Reset 键，进入“固件下载”模式，通过串口下载固件。
USB-UART/JTAG 端口	PC 和 ESP32-S2 模组之间的通信接口（UART 或 JTAG）。
USB 电源端口	为开发板供电。
电池端口	2 针连接器，用于连接外部电池。
电源 LED 指示灯	当 USB 电源或外部电源供电电压正常，则 LED 亮起。
电源开关	打开可为系统供电。
RGB 跳线	如需使用 RGB LED，需在该位置增加一个跳线。
RGB LED 指示灯	可编程 RGB LED 指示灯，受控于 GPIO45。在使用前需要安装 RGB 跳线。
调压器	5 V 转 3.3 V 调压器。
I2C FPC 连接器	（保留）可通过 FPC 线连接其他 I2C 扩展板。
引出管脚排针 1	ESP32-S2-WROVER 模组的部分 GPIO 直接引出至该开发板（详见开发板上的标记）。
触摸 FPC 连接器	可通过 FPC 线连接 ESP-LyraP-TouchA 扩展板。
触摸开关	切换到 OFF 方向，配置 GPIO1 到 GPIO14 连接触摸传感器；切换到 ON 方向，配置 GPIO1 到 GPIO14 用于其他目的。
3.2” LCD FPC 连接器	可通过 FPC 线连接 3.2” LCD 扩展板，比如 ESP-LyraP-LCD32。

Start Application Development
Before powering up your ESP32-S2-Kaluga-1, please make sure that it is in good condition with no obvious signs of damage.
应用程序开发
乐鑫wifi模组ESP32-S2-Kaluga-1 上电前，请先确认开发板完好无损。

Required Hardware
ESP32-S2-Kaluga-1

Two USB 2.0 cables (Standard-A to Micro-B)

For power supply

For UART/JTAG communication

Computer running Windows, Linux, or macOS

Any extension boards of your choice

硬件准备
ESP32-S2-Kaluga-1

两根 USB 2.0 电缆（标准 A 转 Micro-B)

电源选项

用于 UART/JTAG 通信

PC（Windows、Linux 或 macOS）

您选择的任何扩展板

Software Setup
Please proceed to Get Started, where Section Installation Step by Step will quickly help you set up the development environment.

The programming guide and application examples for your ESP32-S2-Kaluga-1 kit can be found in esp-dev-kits repository on GitHub.
硬件设置
连接您选择的扩展板（更多信息，请见对应拓展板的用户指南)

插入两根 USB 电缆

打开电源开关时，电源 LED 指示灯应点亮。

乐鑫wifi模组 ESP32-S2-Kaluga-1 - 包装

乐鑫wifi模组ESP32-S2-Kaluga-1 - 包装

The contents are as follows:

Main Board
ESP32-S2-Kaluga-1

Extension Boards:
ESP-LyraT-8311A

ESP-LyraP-CAM

ESP-LyraP-TouchA

ESP-LyraP-LCD32

Connectors
20-pin FPC cable (to connect ESP32-S2-Kaluga-1 to ESP-LyraP-TouchA)

Fasteners
Mounting bolts (x8)

Screws (x4)

Nuts (x4)
内含以下部分：

主板
ESP32-S2-Kaluga-1

扩展板：
ESP-LyraT-8311A

ESP-LyraP-CAM

ESP-LyraP-TouchA

ESP-LyraP-LCD32

连接器
20 针 FPC 线（用于连接 ESP32-S2-Kaluga-1 主板至 ESP-LyraP-TouchA 扩展板）

紧固件
安装螺栓 (x 8)

螺丝 (x 4)

螺母 (x 4)

Hardware Reference
硬件参考
Block Diagram
功能框图

A block diagram below shows the components of the ESP32-S2-Kaluga-1 and their interconnections.
ESP32-S2-Kaluga-1 的主要组件和连接方式如下图所示。

乐鑫wifi模组ESP32-S2-Kaluga-1 功能框图

Power Supply Options
There are four ways to provide power to the board:

Micro USB port, default power supply

External battery via the 2-pin battery connector

5V and GND header pins

3V3 and GND header pins
电源选项
开发板可任一选用以下四种供电方式：

Micro USB 端口供电（默认）

通过 2 针电池连接器使用外部电池供电

5V / GND 管脚供电

3V3 / GND 管脚供电

Compatibility of Extension Boards
If you want to use more than one extension board at the same time, please check the table given below.
扩展板的兼容性
如需同时使用多块扩展板，请先查看以下兼容性信息：

Boards Used	HW Conflict	Limitations	Solution
8311A v1.3 + CAM v1.1	I2S Controller	ESP32-S2 has only one I2S interface. But both extension boards require connection via the ESP32-S2’s I2S interface (LyraT-8311A in Standard mode, ESP-LyraP-CAM in Camera mode).	Utilize time division multiple access, or use a different audio module that can be connected via other GPIOs or DAC.
TouchA v1.1 + LCD32 v1.2	IO11, IO6	Touch actions cannot be triggered because of the multiplexed pin IO11. ESP-LyraP-LCD32 will not be affected because its BLCT pin will be disconnected from IO6.	Do not initialize IO11 (NETWORK) for your ESP-LyraP-TouchA, or configure the BLCT pin to -1 (= do not use BLCT) for your ESP-LyraP-LCD32.
8311A v1.3 + LCD32 v1.2	IO6	BLCT pin of ESP32-S2-Kaluga-1 will be disconnected from IO6.	Configure the BK pin to -1 (= do not use BLCT) for your ESP-LyraP-LCD32.
TouchA v1.1 + 8311A v1.3	Pin BT_ADC on ESP-LyraT-8311A	This pin is required for initialization of the six button on ESP-LyraT-8311A. At the same time, ESP-LyraP-TouchA needs this pin for its touch actions.	If you plan to use buttons on ESP-LyraT-8311A, do not initialize pin IO6 (PHOTO) for your ESP-LyraP-TouchA.
TouchA v1.1 + CAM v1.1	IO1, IO2, IO3	Cannot be used simultaneously because of the mentioned multiplexed pins.	For ESP-LyraP-TouchA, do not initialize IO1 (VOL_UP), IO2 (PLAY), and IO3 (VOL_DOWN).
TouchA v1.1 + LCD32 v1.2 + CAM v1.1	IO1, IO2, IO3, IO11	Conflicts on the mentioned multiplexed pins.	For ESP-LyraP-TouchA, do not initialize IO1 (VOL_UP), IO2 (PLAY), IO3 (VOL_DOWN), and IO11 (NETWORK).
TouchA v1.1 + LCD32 v1.2 + 8311A v1.3	IO6, IO11	If ESP-LyraT-8311A’s pin BT_ADC is used to initialize the board’s six buttons, IO6 and IO11 will not be available for the other boards.	Do not initialize IO11 (NETWORK) for your ESP-LyraP-TouchA. Also, if you need to use BT_ADC, do not initialize IO6 (PHOTO).

扩展板组合	复用接口或管脚	无法运行原因	解决方案
8311A v1.3 + CAM v1.1	I2S 控制器	乐鑫wifi模组ESP32-S2 仅有 1 个 I2S 接口，但这两个开发板均需使用 ESP32-S2 的 I2S 接口进行通信（ESP-LyraT-8311A 使用标准模式；ESP-LyraP-CAM 使用 Camera 协议）。	采用分时复用；或另外选择一款可以通过其他 GPIOs 或 DAC 连接的音频扩展板。
TouchA v1.1 + LCD32 v1.2	IO11、IO6	由于管脚 IO11 复用，导致无法触发触摸动作；ESP-LyraP-LCD32 则由于其 BLCT 管脚已与 IO6 断开，因此不受影响。	不要初始化 ESP-LyraP-TouchA 扩展板的 IO11 (NETWORK) 管脚；或者配置 ESP-LyraP-LCD32 扩展板的 BLCT 管脚为 -1 （相当于不使用 BLCT）。
8311A v1.3 + LCD32 v1.2	IO6	配置 ESP-LyraP-LCD32 扩展板的 BK 管脚为 -1 （相当于不使用 BK）。	ESP32-S2-Kaluga-1 的 BLCT 管脚将从 IO6 断开。
TouchA v1.1 + 8311A v1.3	ESP-LyraT-8311A 的 BT_ADC 管脚	ESP-LyraT-8311A 在初始化 6 个按钮时需要使用 BT_ADC 管脚，而 ESP-LyraP-TouchA 在完成触摸动作时也需要使用 BT_ADC 管脚。	如需使用 ESP-LyraT-8311A 的 6 个按钮，则不要初始化 ESP-LyraP-TouchA 的 IO6 (PHOTO) 管脚。
TouchA v1.1 + CAM v1.1	IO1、IO2、IO3	由于管脚复用无法同时使用。	不要初始化 ESP-LyraP-TouchA 的 IO1 (VOL_UP)、IO2 (PLAY) 和 IO3 (VOL_DOWN)。
TouchA v1.1 + LCD32 v1.2 + CAM v1.1	IO1、IO2、IO3、IO11	由于管脚复用无法同时使用。	不要初始化 ESP-LyraP-TouchA 的 IO1 (VOL_UP)、IO2 (PLAY)、IO3 (VOL_DOWN) 和 IO11 (NETWORK)。
TouchA v1.1 + LCD32 v1.2 + 8311A v1.3	IO6、IO11	如果使用 ESP-LyraT-8311A 的 BT_ADC 管脚初始化开发板的 6 个按钮，其他扩展板则无法使用 IO6 和 IO11。	不要初始化 ESP-LyraP-TouchA 的 IO11 (NETWORK)。此外，如果需要使用 BT_ADC，则不要初始化 IO6 (PHOTO)。