ESP32 vs ESP32-S3: Especificaciones, Rendimiento y Cuál Elegir

Si estás confundido sobre si usar una placa ESP32 o ESP32-S3 para tu proyecto, esta comparación te ayudará a decidir. Aunque sus nombres son similares, elegir la placa incorrecta puede causar problemas de compatibilidad, trabajo de desarrollo adicional y costos innecesarios. La mejor opción depende de los requisitos de tu proyecto. Este artículo compara sus diferencias prácticas, rendimiento, soporte de software, ejemplos de proyectos publicados y limitaciones importantes.

Catálogo

Figura 1. Placas de Desarrollo ESP32 y ESP32-S3

¿Qué son las placas ESP32 y ESP32-S3?

Los términos placa ESP32 y placa ESP32-S3 se refieren a placas de desarrollo basadas en microcontroladores Espressif. No son modelos de placa única. Los fabricantes ofrecen diferentes versiones con módulos, capacidades de memoria, conectores y disposiciones de pines variables.

Figura 2. Placa de Desarrollo ESP32

¿Qué es una Placa ESP32?

Una placa de desarrollo ESP32 está construida alrededor de un chip o módulo ESP32 original, como el ESP32-WROOM-32. Combina el microcontrolador inalámbrico con componentes de soporte para energía, programación y conexión a circuitos externos. Sus pines de entrada/salida normalmente están expuestos a través de conectores, lo que hace que la placa sea adecuada para desarrollar y probar sistemas embebidos, dispositivos inalámbricos y proyectos de Internet de las Cosas.

¿Qué es una Placa ESP32-S3?

Figura 3. Placa de Desarrollo ESP32-S3

Una placa de desarrollo ESP32-S3 está construida alrededor de un chip o módulo ESP32-S3. El ESP32-S3 es un microcontrolador más nuevo diseñado para sistemas embebidos inalámbricos, dispositivos USB, interfaces hombre-máquina y cargas de trabajo que involucran procesamiento de señales o modelos pequeños de aprendizaje automático. Estas placas proporcionan los circuitos de soporte necesarios para alimentar y programar el microcontrolador y conectarlo a hardware externo. La mayoría de los pines GPIO disponibles están expuestos a través de conectores para prototipado en placa de pruebas y desarrollo de circuitos personalizados.

Especificaciones de ESP32 vs ESP32-S3

Esta tabla compara las especificaciones a nivel de chip. La memoria Flash, PSRAM, conectores, GPIOs expuestos y el consumo de energía varían según la placa de desarrollo.

Diagrama de Bloque Funcional

Figura 4. Diagrama de Bloque Funcional del ESP32

Figura 5. Diagrama de Bloque Funcional del ESP32-S3

Los diagramas de bloques oficiales muestran qué funciones están integradas en cada chip. El ESP32 original incluye soporte para Bluetooth Clásico, dos canales DAC y un MAC Ethernet, pero no tiene un controlador USB nativo. El ESP32-S3 agrega USB OTG, USB Serial/JTAG, GDMA, interfaces dedicadas para LCD y cámaras, y bloques de seguridad adicionales como HMAC, soporte de firma digital RSA y control de permisos. Su procesador LX7 también incluye instrucciones SIMD, aunque estas no están etiquetadas por separado en el diagrama. Sin embargo, el S3 no incluye el DAC original del ESP32 ni el MAC Ethernet. Compara estos bloques de hardware cuidadosamente porque la falta de funciones puede requerir componentes externos o cambios de software.

Rendimiento de CPU y Memoria

Espressif informa 1,079.96 CoreMark para el ESP32 de doble núcleo y 1,329.92 para el ESP32-S3, ambos a 240 MHz. Por lo tanto, la puntuación del ESP32-S3 es un 23.1% más alta, aunque esto no garantiza la misma mejora en cada aplicación.

El ESP32-S3 utiliza la arquitectura Xtensa LX7 más nueva e incluye instrucciones SIMD para operaciones de procesamiento de señales y aprendizaje automático admitidas. Estas instrucciones proporcionan una ventaja solo cuando el código o la biblioteca han sido optimizados para utilizarlas.

El ESP32 contiene 520 KB de SRAM interna, mientras que el ESP32-S3 contiene 512 KB. Estos totales no son la cantidad de SRAM disponible para una aplicación porque el firmware, las pilas inalámbricas, las cachés y los servicios del sistema también utilizan memoria interna. Algunas placas añaden PSRAM externa, que aumenta la capacidad pero generalmente es más lenta que la SRAM interna y puede no soportar todo tipo de datos u operaciones.

Diferencias de Wi-Fi y Bluetooth

Ambos chips soportan Wi-Fi 2.4 GHz IEEE 802.11b/g/n con una tasa PHY máxima especificada de 150 Mbit/s. Este valor no garantiza el rendimiento real de la aplicación. La velocidad y el alcance reales dependen de la antena, la disposición de la placa, la interferencia, los obstáculos, la sobrecarga del protocolo y el punto de acceso.

Figura 6. Diferencias de Wi-Fi y Bluetooth entre ESP32 y ESP32-S3

La principal diferencia es el soporte de Bluetooth. El ESP32 admite Bluetooth 4.2 BR/EDR y Bluetooth Low Energy, mientras que el ESP32-S3 solo admite Bluetooth 5 Low Energy. El S3 proporciona un PHY de 2 Mbit/s, modos de PHY codificados y publicidad extendida. Sin embargo, no puede utilizar perfiles de Bluetooth clásico como SPP y A2DP. Los proyectos que dependen de Bluetooth clásico deben utilizar el ESP32 original o migrar a BLE u otro método de comunicación.

Consumo de energía y estimación del tiempo de ejecución

Espressif enumera valores típicos a nivel de chip de aproximadamente 0.8 mA en sueño ligero y 10 µA en sueño profundo para el ESP32. Para el ESP32-S3, el valor de sueño ligero especificado de 240 µA asume que Wi-Fi y VDD_SPI están apagados y que los GPIO están en un estado de alta impedancia. Su corriente en sueño profundo es de aproximadamente 8 µA cuando la memoria RTC y los periféricos RTC permanecen alimentados, o 7 µA cuando solo la memoria RTC permanece alimentada.

Estas cifras de corriente en sueño se midieron en diferentes condiciones de funcionamiento y no son una comparación directa entre placas. También excluyen la placa de desarrollo completa. Reguladores de voltaje, puentes USB, LEDs de alimentación, PSRAM y componentes conectados pueden aumentar el consumo de corriente. La actividad inalámbrica y el tiempo de activación del procesador también pueden tener un efecto mucho mayor en la vida útil de la batería que la corriente en sueño por sí sola.

Una estimación simple es:

Tiempo de ejecución en horas ≈ capacidad utilizable de la batería en mAh ÷ corriente promedio en mA

Ejemplo: una batería de 2,000 mAh que alimenta un sistema con una corriente promedio medida de 10 mA proporciona aproximadamente 200 horas, o 8.3 días, de tiempo de ejecución ideal antes de las pérdidas del regulador y de la batería.

Esta fórmula asume que la capacidad y la corriente se miden en el mismo lado de voltaje. Las pérdidas del regulador, el voltaje de corte de la batería, la temperatura y el envejecimiento reducen la capacidad utilizable. Para la estimación más confiable, mida la corriente promedio de la batería durante el ciclo normal de sueño, procesamiento y operación inalámbrica del sistema terminado.

Intercambios de USB, GPIO y periféricos

Las placas de desarrollo ESP32 y ESP32-S3 no son compatibles en cuanto a pines. Las posiciones de los conectores, los GPIO expuestos, los pines de amarre, las conexiones USB y los pines reservados para memoria varían según la placa. Siempre verifique el esquema exacto de la placa antes de transferir el cableado existente.

Diferencias en la distribución de pines entre ESP32 DevKitC V4 y ESP32-S3-DevKitC-1

Fuentes: la guía oficial de Espressif para ESP32-DevKitC V4 y la guía para ESP32-S3-DevKitC-1 v1.1.

Compatibilidad de Arduino y ESP-IDF

Tanto el ESP32 como el ESP32-S3 son oficialmente compatibles con el núcleo Arduino-ESP32 y ESP-IDF. En el IDE de Arduino, seleccione la placa correcta y configure sus ajustes de flash, PSRAM, partición y USB. El código fuente básico de Wi-Fi, GPIO, UART, I²C y SPI a menudo se puede reutilizar, pero el programa debe compilarse por separado para cada objetivo.

En ESP-IDF, seleccione el objetivo antes de compilar:

• ESP32: idf.py set-target esp32

• ESP32-S3: idf.py set-target esp32s3

La compatibilidad del código fuente no garantiza la compatibilidad de hardware. Las asignaciones de pines de la placa, los pines de amarre, la memoria disponible y los periféricos integrados pueden diferir. Una biblioteca puede compilar para ambos objetivos, pero aún requerir diferentes definiciones de pines, cableado o configuración. El código que depende de hardware específico del chip también debe cambiarse.

Siempre confirme que las bibliotecas de terceros son compatibles con el chip y la versión del marco seleccionados. Si la compatibilidad fue probada directamente, registre la versión exacta de Arduino-ESP32, la versión de ESP-IDF, el modelo de la placa y las versiones de las bibliotecas utilizadas. No agregue números de versión a menos que esas versiones hayan sido probadas.

Estudios de casos de proyectos del mundo real

Fanariotis, Orphanoudakis y Fotopoulos (2024) compararon un ESP32 DevKit TTGO y un ESP32-S3-DevKitC-1 utilizando cuatro modelos ESP-DL idénticos. Cada prueba utilizó un núcleo de procesador, un suministro de 3.3 V y un multímetro digital Keysight 34465A.

Con la misma caché de datos de 32 KB, el modelo de cara humana de dos etapas tardó 419,556 µs en el ESP32 y 131,160 µs en el ESP32-S3. Sus valores de energía con el modo de espera restado fueron de 8.558 µWh y 3.166 µWh, respectivamente. La detección de cara de gato requirió 146,592 µs y 3.277 µWh en el ESP32, en comparación con 22,388 µs y 0.609 µWh en el ESP32-S3.

Figura 7. Comparación de energía de aprendizaje automático entre ESP32 y ESP32-S3. Fuente: Figura 5, Fanariotis, Orphanoudakis y Fotopoulos (2024)

Como se muestra en la figura, el ESP32-S3 utilizó menos energía de procesamiento en todos los cuatro modelos al utilizar instrucciones SIMD/vector. Su potencia promedio fue mayor, pero las instrucciones SIMD completaron la inferencia mucho más rápido. Sin embargo, las placas tenían diferentes configuraciones de PSRAM, y las pruebas excluyeron cámaras y comunicación inalámbrica. Los conteos de pruebas y la variación de mediciones también no fueron reportados, por lo que los resultados aplican solo a las cargas de trabajo probadas.

¿Qué chip deberías elegir?

La memoria de la placa de desarrollo, los pines expuestos, los puertos USB y los conectores varían. Verifica el esquema exacto de la placa antes de tomar la decisión final.

Referencias técnicas

• Espressif Systems. Hoja de datos de la serie ESP32, versión 5.3, julio de 2026.

• Espressif Systems. Hoja de datos de la serie ESP32-S3, versión 2.2, marzo de 2026.

• Espressif Systems. Guía de programación de Arduino-ESP32.

• Espressif Systems. Guía de programación ESP-IDF: Introducción a ESP32.

• Espressif Systems. Guía de programación ESP-IDF: Introducción a ESP32-S3.

• Espressif Systems, SoCs compatibles con Arduino-ESP32.

• Fanariotis, A., Orphanoudakis, T. y Fotopoulos, V. (2024). “Reduciendo el consumo de energía de dispositivos en la frontera que soportan aplicaciones de inteligencia ambiental.” Información, 15(3), 161.

Preguntas Frecuentes [FAQ]

1. ¿Es el ESP32-S3 más rápido que el ESP32?

Espressif informa un puntaje de CoreMark de doble núcleo que es un 23.1% más alto para el ESP32-S3 a 240 MHz. Sin embargo, la mejora real depende de la carga de trabajo. Las aplicaciones optimizadas para sus instrucciones SIMD/vector pueden ganar más, mientras que otras aplicaciones pueden mostrar una diferencia menor.

2. ¿El ESP32-S3 soporta Bluetooth Classic?

No. El ESP32-S3 solo admite Bluetooth 5 de baja energía. Los proyectos que requieren perfiles de Bluetooth Classic como SPP o A2DP deben utilizar el ESP32 original u otro chip compatible.

3. ¿Los sensores de 5 V se pueden conectar directamente a los pines GPIO del ESP32 y del ESP32-S3?

No si el sensor emite una señal de 5 V. Ambos dispositivos utilizan lógica de 3.3 V, por lo que se requiere un divisor de voltaje o un convertidor de nivel para salidas de 5 V. También asegúrate de que las resistencias de pull-up de I²C se conecten a 3.3 V, no a 5 V.

4. ¿Puede ADC2 medir un sensor mientras Wi-Fi está activo?

ADC2 comparte recursos de hardware con Wi-Fi en ambos chips. El acceso a ADC2 en ESP32 puede ser bloqueado, mientras que las lecturas de ADC2 en ESP32-S3 pueden fallar durante la operación de Wi-Fi. Utiliza ADC1 para mediciones de sensores conectados a Wi-Fi fiables.

5. ¿Un ADC de 12 bits garantiza mediciones de voltaje precisas?

No. La resolución de doce bits proporciona 4,096 niveles de salida, pero el ruido, la variación de tensión de referencia, la atenuación y el diseño del circuito afectan la precisión. Utiliza calibración de ADC, promediado y filtrado de entrada, o un ADC de precisión externo cuando la precisión de la medición sea importante.

6. ¿Agregar PSRAM hace que un ESP32 o ESP32-S3 sea más rápido?

PSRAM aumenta la capacidad de memoria pero generalmente es más lento que SRAM interna. Es útil para marcos de cámara, buffers de visualización y datos de aprendizaje automático, mientras que el código crítico en tiempo, descriptores de DMA y datos de acceso frecuente deben permanecer en la memoria interna.

7. ¿Qué chip proporciona una mayor seguridad para un producto comercial de IoT?

Ambos admiten arranque seguro y cifrado de flash, pero el ESP32-S3 añade características como firmas digitales asistidas por hardware, HMAC y protección de memoria mejorada. Estas protecciones deben configurarse correctamente; elegir el S3 por sí solo no hace que un dispositivo sea seguro.