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Entenda os pinos do ESP32-S3

Fernando K 20 setembro

 



Introdução

Olá, queridos alunos. Neste vídeo falarei sobre o ESP32-S3, que é a evolução natural da família ESP32, trazendo novas funcionalidades, melhorias de performance e mais recursos para aplicações que exigem conectividade, processamento gráfico e inteligência artificial embarcada.

Muitos desenvolvedores conhecem a pinagem do ESP32 “clássico”, mas poucas referências detalham o ESP32-S3. A compreensão correta dos GPIOs, suas restrições e suas possibilidades de uso é fundamental para evitar erros em protótipos e projetos finais.

Neste artigo, vamos detalhar a pinagem do ESP32-S3, explicar diferenças em relação às versões anteriores, mostrar exemplos práticos e dar diretrizes seguras para utilizar os pinos em aplicações reais.

Formas de se adquirir o ESP32-S3

O ESP32-S3 pode ser encontrado de três formas no mercado:


1. Chip puro (SoC no encapsulamento)

Usado em projetos de hardware avançados.

Requer integração de memória, antena, regulador e osciladores.

Oferece controle total, mas exige alta experiência.



2. Módulo (ESP32-S3-WROOM/WROVER)

Já inclui memória, antena e certificação de RF.

É a forma mais comum em aplicações industriais e comerciais.

Ideal para pequenas e médias tiragens de placas.




3. DevKit (ESP32-S3-DevKitC-1)

Placa pronta para prototipagem e aprendizado.

Inclui conversor USB-Serial, reguladores, LEDs e botões.

Perfeita para validar código e testar GPIOs antes de projetar hardware próprio.




Diferenças entre placas originais e genéricas

  • Apenas a Espressif fabrica o chip ESP32-S3 – não existem clones do silício.

  • As diferenças entre placas estão nos fabricantes que montam o DevKit.

  • Mesmo quando não é comprado direto da Espressif, a pinagem geralmente segue o padrão do DevKitC-1.



Testando GPIOs com placa auxiliar

Para verificar a pinagem na prática, podemos usar placas auxiliares de teste, que possuem LEDs conectados a cada GPIO.

  • O LED é conectado através de inversor + resistor, evitando consumo direto do pino.

  • Isso permite testar GPIOs de forma segura, sem risco de sobrecarga.

Exemplo de teste sequencial:

  • 29 GPIOs foram configurados como saída.

  • O código acende cada LED em sequência, confirmando sua disponibilidade.

Importância da pinagem no desenvolvimento

Com o ESP32-S3, os pinos não são apenas “entradas e saídas digitais”:

  • Muitos estão conectados a periféricos internos (memória flash, USB, JTAG, etc.).

  • Alguns são bootstrap pins, usados no processo de boot.

  • Outros podem ser usados, mas exigem cuidado especial.

Saber essas diferenças garante que seu projeto inicialize corretamente e não sofra travamentos inesperados.

Tabela prática de pinagem

O ESP32-S3-DevKitC-1 possui 44 pinos.

  • Pinos seguros: podem ser usados sem restrição (GPIOs 3–14, 17–18, 21, 37–42, 45, 47–48).

  • Pinos com restrição: devem ser usados com cuidado (GPIO2, 15, 16, 35, 36).

  • Pinos comprometidos: já estão reservados para USB, memória ou boot (GPIO0, 19, 20, 46).



Restrições importantes

  1. Bootstrap pins (GPIO0, 2, 15, 16)

    • Controlam o modo de boot.

    • Uso incorreto pode travar a inicialização.

  2. ADC2

    • Não deve ser usado quando o Wi-Fi estiver ativo.

    • Para leituras confiáveis, prefira ADC1.

  3. GPIO19 e GPIO20 (USB D− e D+)

    • Usados para USB nativo.

    • Não devem ser reutilizados como GPIO se USB estiver em uso.

  4. GPIO38/48 (LED RGB onboard)

    • Ligados ao LED endereçável.

    • Podem ser usados como GPIO normal, mas o LED não acenderá em nível lógico simples.

Interfaces de comunicação

UART

  • 3 controladores independentes.

  • UART0 → conectada ao conversor USB-Serial (GPIO43/44).

  • UART1 e UART2 → podem ser mapeadas para GPIOs seguros via matriz IO MUX.

I²C

  • Flexível: pode ser configurada em vários GPIOs.

  • Pinos recomendados (sem conflito): GPIO8–15 e 33–42.

SPI

  • SPI0 e SPI1 → reservados para memória flash.

  • SPI2 (HSPI) e SPI3 (VSPI) → disponíveis para periféricos.

  • Sugestão de mapeamento seguro:

    • MOSI → GPIO11

    • MISO → GPIO13

    • SCLK → GPIO12

    • CS → GPIO10

I²S (áudio digital)

  • Permite saída de áudio estéreo digital.

  • Exemplo de mapeamento:

    • BCK → GPIO4

    • DIN → GPIO5

    • LCK → GPIO6

Expansores e boas práticas

Em projetos complexos:

  • Use expansores de porta (MCP23017 – I²C).

  • Use expansores de PWM (PCA9685 – I²C) para controle de múltiplos servos.

  • Para ADC de alta precisão, use chips como ADS1115 (I²C, 16 bits).


Displays com ESP32-S3

O ESP32-S3 é ideal para aplicações gráficas. Hoje o custo dos displays caiu muito, permitindo uso em IoT, automação e painéis interativos.

Tipos de display

  • TFT (mais antigos)

  • IPS (melhor ângulo de visão e cores vivas)

  • Com ou sem touch (resistivo/capacitivo).

Interfaces

  • LCD pode se comunicar via SPI (mais barato, mas lento) ou paralelo (mais rápido, mas consome mais GPIOs).

  • O touch pode usar I²C ou SPI, dependendo do controlador.



Exemplos

  • Display 3,5” SPI (480×320)

  • Display 7” ou 10” paralelo com resolução 800×480 ou superior

  • Controladores comuns: ILI9488 (LCD) e FT6236 (Touch capacitivo)






Considerações finais

O ESP32-S3 é um microcontrolador extremamente poderoso, mas exige planejamento no uso da pinagem.

  • Conhecer quais pinos são seguros evita problemas de boot.

  • Saber as restrições (ADC2, USB, memória flash) garante confiabilidade.

  • Utilizar expansores e boas práticas permite criar projetos robustos e escaláveis.

Nos próximos vídeos, entraremos em detalhes sobre interfaces gráficas com displays touch, usando técnicas e bibliotecas que aceleram o desenvolvimento sem sobrecarregar a CPU do ESP32-S3.



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