Spannung, Pegel und Temperatur

Keine 5-V-Toleranz. Bei keinem Chip der Familie.

Das ist die wichtigste Zeile dieser Lektion, deshalb steht sie zuerst.

Die Datenblätter nennen unter „Absolute Maximum Ratings" als zulässige Spannung an einem Versorgungspin −0.3 V bis 3.6 V. Für ESP32, S3 und C6 gleichermassen. Es gibt keine Ausnahme, keine tolerante Pingruppe und keinen Modus, in dem mehr erlaubt wäre.

Ein 5-V-Signal gehört also immer über einen Spannungsteiler oder einen Pegelwandler. Wie man einen Teiler dafür auslegt, steht im Grundkurs elektronik-basics; dieser Kurs sagt nur, dass es sein muss.

Dass ein Aufbau mit 5 V am Pin „bei mir aber funktioniert", ist kein Gegenbeweis. Überschrittene Grenzwerte zerstören selten sofort — sie verkürzen die Lebensdauer und erzeugen Fehler, die man später einer Software zuschreibt.

Betriebsspannung

Der klassische ESP32 verträgt unten also mehr als die neueren. Das Datenblatt rät dazu, ihn unterhalb von 2.3 V über CHIP_PU abzuschalten, damit er nicht unvollständig startet — bei Batteriebetrieb ist eine Spannungsüberwachung deshalb empfohlen.

Die geforderten 500 mA aus der Versorgung überraschen manchmal: Der Chip braucht sie nicht dauernd, aber beim Senden über WLAN zieht er kurze, kräftige Stromspitzen. Ein zu schwaches Netzteil oder ein zu dünnes USB-Kabel äussert sich dann als Neustart genau dann, wenn die Verbindung aufgebaut wird.

Ab wann ist ein Pegel High?

Diese Werte gelten für ESP32, S3 und C6 gleichermassen und sind als Anteil der Versorgungsspannung angegeben:

Zwischen 0.83 V und 2.48 V liegt das undefinierte Band. Der Pin liefert dort zwar eine 0 oder eine 1, aber welche von beiden, ist nicht vorhersagbar. Der Grundkurs behandelt das ausführlich; hier zählt vor allem, dass die Schwellen Anteile der Versorgungsspannung sind. Sinkt die Versorgung, wandern sie mit.

Daraus folgt eine Faustregel für die Verdrahtung: Ein 3.3-V-Ausgang kann einen 3.3-V-Eingang problemlos treiben. Umgekehrt gilt für Sensoren mit anderer Versorgung: erst nachrechnen, ob ihr High-Pegel über 2.48 V liegt.

Temperatur

Hier werden zwei Angaben gern verwechselt:

Die Lagertemperatur ist die höhere und die harmlosere Zahl — sie sagt nur, was das Bauteil unbeschadet übersteht. Für den Betrieb gilt die kleinere.

Beim ESP32 und beim S3 hängt der zulässige Bereich zusätzlich von der Chipvariante ab; die Datenblätter verweisen dafür auf ihr Kapitel 1 mit der Variantenübersicht. Wer ein Gerät für einen Schaltschrank oder für draussen baut, schlägt dort die konkrete Typenbezeichnung nach.

Ein Hinweis, der oft untergeht: Der Chip wird im Betrieb wärmer als seine Umgebung, besonders beim Senden. Das S3-Datenblatt sagt zum eingebauten Temperatursensor ausdrücklich, dass die Innentemperatur in der Regel über der Umgebungstemperatur liegt. Die Umgebungstemperatur im Datenblatt ist also nicht die Temperatur, die der Sensor im Chip meldet.