XIAO ESP32-S3 Sense: placa do tamanho do polegar com câmera, microfone e suporte a IA embarcada

A série de placas XIAO da Seeed Studio se consolidou como uma das principais ferramentas de desenvolvimento e prototipagem em sistemas embarcados. São várias opções de microcontroladores, compactas e compatíveis com plataformas como Arduino, Zephyr e MicroPython, além de boa parte delas oferecer recursos para explorar Tiny Machine Learning (TinyML).

Nesse artigo, vamos explorar a XIAO ESP32-S3 Sense, a versão com sensores da linha XIAO ESP32-S3 da Seeed Studio: mesma placa base de 21 x 17,8 mm, mas com uma placa de expansão destacável que soma câmera, microfone digital e slot de cartão SD. É a opção da família pensada para projetos de visão computacional e reconhecimento de voz embarcados.

Família XIAO ESP32-S3

A linha tem três variantes: a XIAO ESP32-S3 básica, sem sensores; a Sense, com a placa de expansão de câmera e microfone; e a Plus, com mais flash (16 MB) e mais GPIOs, mas sem os sensores da Sense. Todas compartilham o mesmo SoC e a mesma largura de placa, e a expansão da Sense se conecta ao módulo principal por um conector B2B (board-to-board) removível.

Figura 1 – Placas da familia XIAO ESP32-S3

Especificações da XIAO ESP32-S3 Sense

ComponenteEspecificação
ProcessadorESP32-S3R8, Xtensa LX7 dual-core 32 bits, até 240 MHz
WirelessWi-Fi 2,4 GHz completo, Bluetooth Low Energy 5.0 / Bluetooth Mesh
CâmeraOV3660, 2048×1536, compatível com upgrade para OV5640; OV2640 (1600×1200) descontinuada, mas ainda suportada no código
Microfone1x microfone digital
Memória8 MB PSRAM + 8 MB flash on-chip, slot de cartão SD para até 32 GB FAT
Interface1x UART, 1x I2C, 1x I2S, 1x SPI, 11x GPIO (PWM), 9x ADC, 1x conector B2B com 2 GPIOs extras, LED de usuário, LED de carga, botões Reset e Boot
Dimensões21 x 17,8 x 15 mm, com a placa de expansão instalada
AlimentaçãoType-C 5V ou bateria Li-ion 3,7V
Temperatura de operação-20°C a 65°C
Tabela 1 – Especificações da XIAO ESP32-S3 Sense

Diagrama de blocos da XIAO ESP32-S3 Sense

Figura 2 – Diagrama de blocos da XIAO ESP32-S3 Sense

Pinout e detalhes/componentes da XIAO ESP32-S3 Sense

Figura 3 – Componentes na placa – Vista TOP
Figura 4 – Pads de Sinais extras na placa – Vista Botton
Figura 5 – Pinout conector de expansão

Figura 6 – Pinout da placa

Dissipador de calor

Para dissipar o calor da câmera em uso intenso, a Seeed inclui um dissipador de alumínio no kit, mas só nas versões que já vêm com câmera. Quem tiver uma XIAO ESP32-S3 sem câmera precisa comprar o dissipador à parte se for instalar a placa de expansão depois.

A Seeed testou o ganho do dissipador atualizado em relação ao modelo anterior, que não dissipava calor o suficiente durante o uso intenso da câmera. No teste, com o firmware de webcam rodando em modo SVGA (800×600), alimentação via Type-C 5V, sala com ar-condicionado (cerca de 27°C) e um termopar OMEGA CL3515R medindo o thermal pad na parte de trás da placa, o resultado depois de uma hora de operação foi:

Amostra de testeTemperatura de pico na parte de trás
Sem dissipador63,6°C
Com dois dissipadores53,5°C (-10°C)
Tabela 2 – Teste de temperatura

Com o dissipador, a placa manteve operação estável durante toda a hora de teste: sem queda de desempenho, sem travamento de quadros e sem desconexões no streaming de vídeo.

Figura 7 – Dissipador de Calor e Thermal PAD
Figura 8 – Montagem de apenas 1 dissipador de Calor
Figura 9 – Montagem de 2 dissipadores de Calor

Placa de expansão

A placa de expansão da Sense não é só a câmera. Ela também carrega o microfone digital e o slot de cartão SD, e usa o mesmo tipo de conector B2B que a XIAO ESP32-S3 Plus reserva para o módulo LoRa Wio-SX1262. As pinagens não são intercambiáveis entre variantes: a placa de câmera é exclusiva da Sense, e o Wio-SX1262 é exclusivo da Plus. Não dá para trocar um módulo pelo outro entre as duas placas.

Dois GPIOs extras ficam disponíveis nesse conector B2B, mas eles são compartilhados com as linhas do microfone. Usar esses pinos para outra função exige abrir mão do microfone, e vice-versa, uma restrição que só aparece quando se tenta somar sensor a mais no projeto.

Figura 10 – Vista da placa com destaque a placa de Expansão

Consumo de energia

Com a placa de expansão instalada, o consumo sobe em relação à XIAO ESP32-S3 básica, principalmente por causa da câmera:

ModoXIAO ESP32-S3XIAO ESP32-S3 Sense (com placa de expansão)
Modem-sleep27 mA44 mA
Light-sleep2 mA5 mA
Deep sleep14 µA3 mA
Wi-Fi ativo100 mA110 mA
BLE ativo85 mA102 mA
Tabela 3 – Consumo de energia

Em uso ativo dos sensores, o consumo varia bastante entre captura de imagem e gravação de áudio:

  • Captura de imagem (webcam) via USB: média de 140 mA, pico de 347 mA
  • Gravação de áudio com escrita no cartão SD via USB: média de 54,6 mA, pico de 86,7 mA

Para projeto vestível ou alimentado por bateria, o salto no deep sleep é o detalhe que mais pesa na autonomia: o ganho de câmera e microfone custa mais de 200 vezes mais corrente em repouso.

Alimentação por bateria

A série XIAO ESP32-S3 tem um chip de gerenciamento de energia integrado, que permite alimentar a placa de forma independente com uma bateria ou carregá-la pela própria porta USB.

Para conectar uma bateria, use uma bateria de lítio recarregável de 3,7V, de procedência confiável. Na hora de soldar, preste atenção à polaridade: o terminal negativo fica do lado mais próximo da porta USB, e o positivo do lado oposto. Com a placa alimentada por bateria, não há tensão no pino 5V.

Figura 11 – Conexão da bateria

Desenvolvimento e IA embarcada

A Sense sai de fábrica com um aplicativo de webcam pré-instalado. A partir de junho de 2025, esse firmware também sobe um ponto de acesso Wi-Fi próprio por padrão, com SSID “XIAO_ESP32S3_Sense” e senha “seeedstudio”. Vale trocar essa rede ou desligar o AP antes de deixar a placa em campo, já que a senha padrão está documentada publicamente.

A placa é programável por Arduino IDE, com o pacote de placas ESP32 a partir da versão 2.0.8, ou por MicroPython. Para quem quer pular a etapa de treinar modelo, a SenseCraft AI da Seeed oferece modelos pré-treinados de visão e áudio para deploy sem código direto na placa.

A combinação de câmera, microfone e baixo consumo em modo sleep mira aplicações como:

  • Processamento de imagem
  • Reconhecimento de voz
  • Monitoramento de vídeo
  • Dispositivos vestíveis
  • Automação residencial
  • Monitoramento de saúde
  • Educação
  • Redes de baixo consumo (LP networking)
  • Prototipagem rápida
  • e muito mais

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