ESP32 kontra nRF52840 - serce noda - który wybrać?

W tym dziale znajdziesz opis projektów rodziny nodów BM-NODE, dokumentacje, instrukcje oraz wsparcie techniczne
bikeman
Site Admin
Posty: 67
Rejestracja: pt gru 15, 2023 9:13 pm
Lokalizacja: SQ6B, QTH Wrocław

ESP32 kontra nRF52840 - serce noda - który wybrać?

Post autor: bikeman »

Ostania aktualizacja: 2025-02-09 14:45

Odpowiedź na pytanie, wbrew pozorom jest dość prosta, mimo że oba moduły mają swoje zalety i wady.
Poniżej znajdziesz porównanie obu modułów w kontekście zastosowania w nodach Meshtastic.

Urządzenia pracujące w sieci Meshtastic można podzielić na dwie główne grupy:
- kompletne moduły fabryczne, zawierające radio, mikrokontroler oraz układy dodatkowe, np GPS, sensory napięcia, itp.
- urządzenia składane samodzielnie przez użytkowników, tzw. DIY, składające się z radia, mikrokontrolera i znacznie większej liczny modułów dodatkowych, gdzie oprócz sensorów napięcia, podłączane są sensory prądu, temperatury, wilgotności, ciśnienia, jakości powietrza i naturalnie GPS.

W przypadku Meshtastic'owych nowicjuszy, pierwszą decyzją zakupową są z reguły najpopularniejsze, kompletne urządzenia fabryczne, np. Heltec, LiliGO. Początkowym celem jest naturalnie chęć poznania systemu Meshtastic, bez zagłębiania się w szczegóły techniczne.

Szybko przychodzi ten czas kiedy gotowce fabryczne przestają spełniać oczekiwania, a ciekawość i chęć pogłębienia wiedzy, prowokuje do zbudowania własnej konstrukcji, która może mieć nieporównywalnie większe możliwości. Wtedy zaczynają odgrywać rolę parametry, których dotyczy ten artykuł. W związku z tym powstaje mnóstwo, bardziej lub mniej udanych konstrukcji, o różnym stopniu skomplikowania i funkcjonalności.

W tym artykule nie będę omawiał wszystkich elementów funkcjonalnych, z których może składać się nod, a porównam tylko "serca" nodów, czyli dwa popularne, w konstrukcjach DIY, mikrokontrolery sterujące ich pracą, czyli ESP32 oraz nRF52840.

Pisząc "mikrokontroler" mam na myśli nie tylko samego czipa, ale kompletny moduł, wraz układami zasilania, sygnalizacji, przesyłania danych itp. Moduły te można kupić na popularnym serwisie Aliexpress lub jego polskim odpowiedniku.

Poniższa tabela porównawcza uwzględnia wyłącznie "parametry" istotne przy budowie noda własnej konstrukcji (DIY).
Pomiary prądu dokonane zostały "bez obciązenia programowego" mikrokontrolerów - w trybie pracy jałowej, bez włączonego Wi-Fi (ESP32).

Tabela porównawcza nRF52840 vs  ESP32-WROOM-32
Tabela porównawcza nRF52840 vs ESP32-WROOM-32
tabela vs.jpg (98.77 KiB) Przejrzano 384 razy

W obszarze potrzeb energetycznych nRF52840 miażdży ESP-WROOM-32, ale niestety nRF52840 nie posiada interfejsu WiFi

Pobór prądy nRF52840 vs  ESP32-WROOM-32
Pobór prądy nRF52840 vs ESP32-WROOM-32
nrf vs esp32 c.jpg (105.71 KiB) Przejrzano 384 razy
Budując noda stacjonarnego, z zasilaniem sieciowym rozsądnym wyborem może być ESP32-WROOM-32.
Dlaczego?
- nieistotny jest pobór prądu
- możliwość podłączenia noda przez WiFi do sieci WLAN/LAN
- możliwość podłączenia się z telefonu do noda przez Bluetooth
- lokalna aktualizacja firmware noda przez USB przez wyjęcie noda z podstawki i upgrade przez komputer

Budując noda bezdozorowego, w trudnodostępnym miejscu, z zasilaniem solarnym (off-grid) szalę przechyla nRF52840 ProMicro.
Jakie cechy o tym decydują?
- kluczowy 10x mniejszy pobór prądu
- możliwość podłączenia się z telefonu do noda przez Bluetooth
- lokalna aktualizacja firmware noda przez USB, upgrade przez komputer
- zdalna aktualizacja firmware noda przez Bluetooth, za pomocą aplikacji DFU

Oczywiście, nic nie stoi na przeszkodzie zbudować noda bezdozorowego opartego o ESP32. Mam kilka takich egzemplarzy pracujących bezawaryjnie już kilka miesięcy. Wymagają tylko większego panelu solarnego, gdyż w miesiącach zimowych zasilanie z panelu jest praktycznie zerowe.

W przypadku nRF52840, pobór prądu jest 10-krotnie mniejszy, a dodatkowa możliwość aktualizacji bez wchodzenia na dach/komin/itp., prosto z ulicy za pomocą telefonu komórkowego jest nie do przecenienia.
Niestety nRF nie ma WiFI :(, ale to jest m.in. przyczyna obniżenia energochłonności.

Reasumując, decyzja należy do Ciebie. Oba moduły mają zalety i wady, w zależności od środowiska w których będą montowane.

Mam nadzieję, że powyższy opis pozwoli prościej podjąć decyzję, choć zawsze można łatwo przejść z ESP32 na nRF52840, ponieważ w chwili obecnej dostępny jest adapter/konwerter umożliwiający zamianę modułu ESP32-WROOM-32 na moduł nRF52840, link poniżej.

Linki do zasobów, które uzupełniają informacje z powyższego artykułu:
Adapter/konwerter nRF52840 na ESP32 >>> https://meshtastic.pop.pl/viewtopic.php?t=39
Liczenie bilansu energetycznego noda >>> https://meshtastic.pop.pl/viewtopic.php?t=27
Kalkulator wielkości panelu solarnego i pojemności akumulatora >>> https://meshtastic.pop.pl/viewtopic.php?t=29
Nod modularny BM-NODE DIY >>> https://meshtastic.pop.pl/viewtopic.php?t=16
ODPOWIEDZ