Introducción
Al iniciar un proyecto electrónico, elegir el microcontrolador adecuado es clave. Tres de las opciones más populares son:
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ESP32 (potente en conectividad WiFi/BLE).
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STM32 (alto rendimiento y flexibilidad).
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Raspberry Pi Pico (equilibrio entre simplicidad y potencia).
En este artículo, comparamos sus especificaciones, ventajas y casos de uso para ayudarte a decidir.
Microcontroladores analizados, algunos de ellos con placas de expansión para facilitar el test y prototipado:
🔍 Comparativa Técnica
| Característica | ESP32 | STM32 (ej: STM32F4) | RPi Pico (RP2040) |
|---|---|---|---|
| Núcleo | Dual-core Xtensa LX6 (240 MHz) | ARM Cortex-M4/M7 (hasta 480 MHz) | Dual-core ARM Cortex-M0+ (133 MHz) |
| Conectividad | WiFi 4 + Bluetooth 4.2/5.0 | Depende del modelo (USB, CAN) | Sin WiFi/BT (necesita módulos) |
| GPIOs | 34-38 (con ADC, DAC, PWM) | Hasta 100+ (múltiples periféricos) | 26 (con ADC, PWM) |
| Memoria Flash/RAM | 4-16MB / 520KB | 512KB-2MB / 192KB-1MB | 2-16MB (externo) / 264KB |
| Precio (USD) | $5-$15 | $5-$30 | $4-$10 |
Análisis en Bajo Consumo, Conectividad Alternativa, Programación e Integración
En la selección de un microcontrolador, aspectos como eficiencia energética, opciones de conectividad IoT no convencionales, facilidad de programación y adaptabilidad a entornos complejos son críticos. Ampliamos la comparativa anterior con un análisis detallado de estos factores.
Comparativa de Eficiencia en Bajo Consumo
| Parámetro | ESP32 | STM32 (ej: STM32L4) | RPi Pico (RP2040) |
|---|---|---|---|
| Consumo activo (Core) | ~40-80 mA (WiFi/BLE activo) | ~20-40 mA (a 80 MHz) | ~15-30 mA (a 133 MHz) |
| Modo Deep Sleep | 5-10 µA (con RTC activo) | 1-2 µA (Stop Mode + RTC) | ~0.5-1 mA (Dormant Mode) |
| Wake-up sources | Timer, GPIO, touch, UART | Timer, GPIO, LPUART, ADC | GPIO, Timer |
| Tiempo de wake-up | ~100-200 ms (WiFi/BLE) | < 5 µs (Low-Power Run Mode) | ~1-2 ms |
Conclusiones:
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STM32L4 es el rey del ultra-bajo consumo, ideal para sensores autónomos con batería de larga duración (ej: 10 años con CR2032).
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ESP32 es eficiente en Deep Sleep, pero el consumo en modo activo es alto si se usa WiFi/BLE.
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RPi Pico no está optimizado para ultra-low-power, pero es viable con modos Dormant.
Ejemplo práctico: Un sensor de temperatura que envía datos cada hora:
STM32L4: 2 µA en sleep + 10 ms activo → 2 años con batería LiPo 1000mAh.
ESP32: 10 µA en sleep + 200 ms activo (WiFi) → 3-6 meses con misma batería.
Opciones IoT Más Allá de WiFi/BLE
1. ESP32
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Protocolos soportados:
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LoRa (con módulos como SX1276).
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Sigfox (con chips externos).
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Ethernet (mediante adaptador SPI-ETH como W5500).
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Limitación: Requiere hardware adicional para conectividad no nativa.
2. STM32
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Protocolos nativos:
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CAN FD (ideal para automoción).
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RS-485/Modbus (industrial).
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Thread/Zigbee (con SoCs como STM32WB).
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Ventaja: Soporte integrado para buses industriales.
3. Raspberry Pi Pico
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Protocolos posibles:
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PIO para emulación: UART, SPI, incluso DPI (Video).
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Módulos externos: LoRa, 2G/4G (ej: SIM7000).
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Limitación: Sin periféricos avanzados de comunicación integrados.
Caso de uso:
Agricultura IoT con LoRa: STM32 + módulo LoRa (mayor eficiencia).
Control industrial: STM32 con CAN bus.
Prototipo rápido con LoRa: ESP32 + módulo RFM95.
Facilidad de Programación
| Criterio | ESP32 | STM32 | RPi Pico |
|---|---|---|---|
| Lenguajes soportados | C/C++ (Arduino, ESP-IDF), MicroPython | C/C++ (STM32CubeIDE, Mbed), MicroPython (limitado) | C/C++, MicroPython (oficial) |
| Entorno oficial | ESP-IDF (complejo pero potente) | STM32CubeIDE (con HAL/LL) | Pico SDK (simple) |
| Librerías disponibles | Amplio soporte para WiFi/BLE, AWS IoT | Librerías industriales (RTOS, FreeRTOS) | Enfoque educativo (MicroPython) |
| Debugging | JTAG/SWD (con adaptador) | JTAG/SWD (mejor integrado) | SWD (con picoprobe) |
Recomendaciones:
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Principiantes: RPi Pico con MicroPython (sintaxis sencilla).
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IoT rápido: ESP32 + Arduino (librerías pre-hechas para WiFi/MQTT).
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Proyectos complejos: STM32 + STM32CubeIDE (control fino de registros).
Adaptabilidad e Integración
1. Flexibilidad Hardware
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ESP32:
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Ideal para prototipos con conectividad inalámbrica.
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Limitado en periféricos avanzados (ej: sin CAN bus nativo).
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STM32:
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Familias especializadas (STM32F4 para potencia, STM32L4 para bajo consumo).
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Soporte para RTOS (FreeRTOS, Zephyr).
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RPi Pico:
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PIO (Programmable I/O): Útil para protocolos personalizados (ej: NeoPixel, VGA).
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Menos opciones de encapsulado (solo disponible en formato QFN).
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2. Compatibilidad con Shields/Expansión
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ESP32: Compatible con shields Arduino (ej: Ethernet, LCD).
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STM32: Soporta estándares industriales (ej: Morpho headers).
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RPi Pico: Limitado a HATs diseñados para Raspberry Pi (menos opciones).
3. Integración en PCBs Personalizados
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ESP32: Módulos certificados (ej: ESP32-WROOM) simplifican diseño RF.
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STM32: Disponible en múltiples encapsulados (LQFP, BGA).
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RPi Pico: RP2040 puede soldarse directamente (sin módulo).
¿Cuál Elegir? Resumen Final
| Necesidad | ESP32 | STM32 | RPi Pico |
|---|---|---|---|
| Bajo consumo extremo | ❌ Regular | ✅ Mejor (STM32L4) | ❌ Limitado |
| IoT sin WiFi/BLE | ❌ (Requiere HW) | ✅ CAN, LoRa, RS-485 | ❌ (Requiere HW) |
| Facilidad de programación | ✅ Arduino | ❌ Complejo (HAL) | ✅ MicroPython |
| Integración industrial | ❌ | ✅ | ❌ |
Recomendaciones finales:
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Proyectos IoT con batería: STM32L4 + módulo LoRa.
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Prototipos WiFi/BLE rápidos: ESP32.
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Educación o proyectos con PIO: RPi Pico.
Conclusión
La elección depende del balance entre consumo energético, conectividad, complejidad y coste. Mientras el ESP32 domina en IoT inalámbrico, el STM32 ofrece robustez industrial, y el Pico destaca en simplicidad.
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Ejemplos Prácticos
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ESP32: Estación meteorológica con envío de datos a la nube.
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STM32: Controlador PID para un brazo robótico.
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RPi Pico: Controlador de tira LED NeoPixel con efectos personalizados.
Conclusión
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IoT → ESP32.
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Alto rendimiento → STM32.
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Educación/prototipos → RPi Pico.
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