프로젝트에 최적화된 ESP8266 선택 가이드

ESP8266이 무선 네트워크 접속을 가능하게 한다는 걸 아시나요? ESP32는 어떤가요? 저렴한 가격에 환경 친화적이기까지 합니다. 이 모든 게 낯설다면 한 발 더 나아가야 할 때입니다.

하지만 안심하세요. ESP32도 빼놓지 않고 ESP8266의 장단점 정보를 모두 제공해 드립니다. 여러분의 상황과 조건에 가장 적합한 것을 선택하는 데 큰 도움이 될 거라 믿습니다.

튜토리얼 섹션 후 정확한 구매처로 안내해 드리겠습니다. 편안히 앉아 차분히 저희가 준비한 내용을 살펴보세요.

ESP8266이란?

1.1 정의

ESP8266은 사용자 친화적이고 주머니 사정에도 부담 없는 무선 충실도(Wireless Fidelity) 마이크로칩으로, 완전한 전송 제어 프로토콜(TCP) 또는 인터넷 프로토콜(IP) 스택을 포함해 모든 마이크로컨트롤러가 무선 네트워크(Wi-Fi)에 접속할 수 있게 합니다. 간단히 말해, 마이크로컨트롤러 기능과 TCP 능력을 가진 Wi-Fi 마이크로칩입니다.

역사적으로 이 칩은 2014년 서구 생산자들에게 처음 주목받았습니다. 이 칩은 마이크로컨트롤러의 무선 네트워크 접속을 가능하게 하며 저비용이라는 또 다른 이점도 제공합니다.

ESP8266의 다양한 응용 분야: 홈 오토메이션, 휴대용 전자기기, 액세스 포인트 포털, IoT 프로젝트, 전구, 소켓 등. 한 달여 만에 오픈 하드웨어 플랫폼 추가로 ESP8266 프로젝트가 확대되었습니다. 개발자가 데브킷 V0.9를 커밋했을 때 이루어진 일입니다. 이것은 ESP8266 보드 파일입니다. MQTT가 콘티키(Contiki)에서 ESP8266 SoC 플랫폼으로 투안 PM에 의해 이동되면서 NodeMCU가 MQTT IoT 프로토콜 지원을 발전시켰습니다.

1.1.1 ESP8266 사용법

ESP 모듈 관련해 다양한 프로세스와 IDE를 사용할 수 있으며, 이 중 가장 정기적으로 사용되는 것은 아두이노 IDE입니다. ESP8266은 3.3V로 사용하는 것이 엄격히 권장됩니다. 3.7V 같은 다른 전압은 모듈에 해로울 수 있기 때문입니다. 따라서 3.3V를 지원하는 적절한 보드를 찾아야 하는데, 그래서 FTDI 보드를 사용하겠습니다.

대안으로 FTDI 보드를 구할 수 없다면 아두이노 보드를 사용할 수도 있습니다. 최소한 ESP8266에서 문제가 예상된다면 전원 공급 측면을 봐야 합니다. 이를 해결하려면 최소 500mA를 제공할 수 있는 3.3V 소형 전압 레귤레이터를 설계해야 합니다.

1.2 ESP8266 프로그래밍

ESP8266 프로그래밍에는 여러 방법이나 방식이 채택됩니다. 아두이노 IDE가 ESP8266 프로그래밍에 널리 쓰입니다. 왜일까요? 간단합니다! 초보자에게도 상대적으로 편하고, 꽤 오래 해온 사람들에게는 식은 죽 먹기입니다. 하지만 아두이노에서 조금 더 발전시키려면 약간의 트릭이 필요할 수도 있습니다.

이런 상황에서는 공식 SDK를 살펴보고 정직한 C로 프로그래밍하고 싶을 수 있습니다. 프로그래밍에는 다양한 구성 요소가 필요하며, 여기에는 ESP8266 보드, 사용 가능한 Wi-Fi 네트워크, USB 케이블, 아두이노 IDE를 실행할 수 있는 시스템 또는 컴퓨터 등이 포함됩니다.

NodeMCU ESP8266

NodeMCU는 ESP8266 무선 충실도(Wi-Fi) SoC에서 작동하는 펌웨어로 구성됩니다. NodeMCU는 개발 키트가 아니라 루아(Lua) 스크립팅 언어를 사용하는 펌웨어를 가리킵니다. ESP8266에 이어 NodeMCU는 2013년 12월 설계되었으며 IoT 응용 분야에서 흔히 사용됩니다. 간략한 역사 검토에 따르면 홍(Hong)이 2014년 10월 13일 NodeMCU 펌웨어의 주요 파일을 깃허브(GitHub)에 할당했습니다. 불행히도 주요 설계자들이 펌웨어 프로젝트를 떠났지만, 다른 독립 기여자들이 프로젝트를 이어갔습니다. 2016년 기준 NodeMCU는 이미 40개 이상의 모듈을 포함하고 있습니다.

ESP8266 핀아웃(Pinout)

ESP8266 핀아웃에서 주의할 중요한 점: 모든 핀이 적합하지 않거나 특정 용도를 위한 핀이 있다는 것입니다. 대부분 사람들이 NodeMCU를 ESP-12E로 착각하지만 이는 옳지 않습니다. ESP-12E가 기록을 위해 UART를 사용하는 반면, NodeMCU에서는 USB가 이를 담당합니다. 프로그래밍 시 GPIO 앞의 숫자(AO, DO, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8)를 사용하세요. NodeMCU 핀 차이로 일부 핀은 업(up)이고 다른 핀은 다운(down)입니다. 오실로스코프를 못 끝에 둡니다. 입출력 테스트 결과 analogRead는 ADC와만 호환되고, 디지털 화이트는 ADC 및 GPIO 6, 7, 8, 11과 호환되지 않습니다.

전원 핀에는 GND(모든 로직과 전원에 공통), USB(연결 시 USB 잭에 양전압), 3V(500mA 제공 능력 있는 레귤레이터의 3V 출력)가 포함됩니다. 로직 핀도 있습니다. 모든 로직 핀은 3.3V이며 마이크로컨트롤러에 가장 일반적인 범용 핀입니다. 시리얼 핀도 있습니다: RX와 TX 핀. 각각 V와 3.3V지만, 차이점은 RX가 모듈로의 입력이고 TX가 모듈로부터의 출력이라는 점입니다.

ESP8266 아두이노

ESP8266 프로그래밍에 사용할 수 있는 IDE가 꽤 많고, 아두이노 IDE가 완벽한 하나입니다. ESP8266 커뮤니티가 아두이노 IDE를 사용한 ESP8266 프로그래밍 길을 열면서 이 모든 것이 쉬워졌습니다. 외부 마이크로컨트롤러가 필요 없어 공개 아두이노 라이브러리를 이용해 스케치를 작성하고 ESP8266에서 직접 실행할 수 있습니다. ESP8266 아두이노 코어는 TCP와 UDP를 이용해 Wi-Fi(무선 충실도)로 연결하는 라이브러리와 함께 즉시 설계되어 제공됩니다. ESP8266이 이 모든 것을 더 쉽게 만들었습니다. 어떻게? 커뮤니티가 아두이노 애드온을 설계하며 조금 더 나아갔기 때문입니다. ESP8266 프로그래밍에 관심 있는 초보자에게 항상 시작하기 좋은 이유입니다. 환경 친화적이기 때문입니다.

이반 프로호로프(Ivan Prokhorov)와 다른 커뮤니티 멤버들이 작업을 통해 설계를 결과물로 내며 더 편하게 만들었습니다. 새 보드 매니저로 서드파티 보드를 아두이노 IDE에 추가하는 작업이 훨씬 쉬워졌습니다.

ESP8266 프로젝트

ESP8266은 익스프레스 시스템즈(Espressif Systems)가 설계한 Wi-Fi 모듈입니다. Wi-Fi와 관련된 기능이나 활동을 수행하는 마이크로컨트롤러입니다. 이 이유로 아두이노 같은 다른 보드와 함께 Wi-Fi 모듈로 널리 사용됩니다.

5.1 웹 서버 생성

이제 ESP8266이 흔할 뿐만 아니라 저렴하고 사용자 친화적이며 하드웨어를 인터넷에 연결하는 훌륭한 옵션임을 이해하셨을 겁니다. 요즘 시장엔 많은 IoT 제품이 쉽게 구할 수 있고, ESP8266을 사용한 다양한 프로젝트가 만들어졌습니다. 다른 마이크로컨트롤러와의 필수 인터페이싱, 구글 맵 추적, 대기 오염 모니터링 등이 프로젝트 중 하나입니다. 이 아이디어의 핵심은 ESP8266과 STM32F103C8 간 연결에 기반합니다.

웹 서버 생성 시 ESP8266 Wi-Fi 모듈과 STM32F103C8 보드를 사용합니다. 기타 필요한 구성 요소는 핫스팟과 노트북입니다. ESP8266과의 통신 유지를 위해 AT 명령어가 매우 유용합니다.

아래 정보에 사용되는 일부 AT 명령어가 포함되어 있습니다.

AT 명령어	기능
AT+GMR	펌웨어 세부사항 표시
AT+RST	모듈 재시작에 사용
AT	"OK" 승인 반환
AT+CIPCLOSE	TCP 또는 UDP 연결 닫기
AT+CIPSTATUS	연결 상태 가져오기
AT+CIFSR	IP 주소 가져오기

이것들이 유일한 AT 명령어는 아닙니다. 이 섹션에서는 일부만 강조했습니다.

STM32F103C8에는 정확히 3세트의 UART 시리얼 통신이 있습니다. ESP8266 핀과 STM32 핀 연결은 아래 표를 참조하세요.

ESP8266	STM32
RX	PA2
TX	PA3
GND	G
VCC	3.3V
CH_PD	3.3V

5.2 아두이노 ESP8266 기반 프로젝트

ESP8266 Wi-Fi 모듈 기반 프로젝트 아이디어는 끝이 없어 실험을 계속할 수 있습니다. 도움을 드리기 위해 IoT 플랫폼을 활용할 수 있습니다. 그 중 하나가 유비닷츠(Ubidots)로, 프로젝트 데이터를 표시하고 장치를 원격 제어할 수 있는 직관적인 인터페이스입니다.

• 아두이노와 Wi-Fi로 웹 제어 서보
• 심박수 모니터링
• IoT 기반 대기 오염 모니터링
• ESP8266을 사용한 저비용 스마트 플랜터

ESP32 vs ESP8266

ESP8266과 비슷하게 ESP32도 훌륭한 비용 선택이며 저전력 시스템 온 칩 마이크로컨트롤러를 제공합니다. ESP32와 ESP8266 중 선택하는 건 꽤 어려울 수 있지만, 하고 싶은 프로젝트 유형에 따라 다릅니다. 둘 다 장단점이 있습니다. 이 단계에서 여러분이 하고 싶은 것에 맞춰 어떤 걸 선택할지 고민해야 합니다.

비용 측면에서 ESP8266이 ESP32보다 상대적으로 저렴합니다. ESP8266은 매우 높은 유틸리티를 갖추진 않았지만 단순 DIY IoT 작업하는 개인에게 훌륭한 선택입니다. 소프트웨어 지원 측면에서 ESP8266은 물론 사용자 친화적입니다. ESP8266 관련 단점은 핀이 프로젝트 유형에 충분하지 않을 수 있고, 이런 경우 ESP32 외에 다른 선택지가 없습니다.

ESP32는 더 많은 GPIO를 포함하며 많은 기능을 가져 ESP8266보다 더 강력합니다. ESP32는 블루투스 기능을 지원하고 더 빠른 Wi-Fi를 가집니다. 많은 사람들이 ESP32 작업이 ESP8266보다 더 복잡하다고 생각하는데, 맞을 수도 있지만 정확하진 않습니다. 아두이노 언어로 사용하면 쉬워 보일 수 있습니다. 장점만 있는 건 아니어서, 한계 중 하나는 ESP8266보다 비싸다는 점입니다. ESP8266이 대부분 소프트웨어와 작동하는 것과 달리, 모든 소프트웨어가 ESP32에 완벽하게 맞게 설계된 건 아닙니다.

모듈

ESP8266은 IoT 응용 분야로 흔한 무선 충실도(Wi-Fi) 모듈입니다. 3V 전압으로 작동하지만 3.6V까지 갈 수 있습니다. 전원 공급과 시리얼 연결에는 기술적 노하우가 필요합니다. 이 모듈은 어떤 마이크로컨트롤러에게든 Wi-Fi 네트워크 권한을 허용할 수 있습니다. 물론 모든 ESP8266은 AT 명령어 펌웨어로 설계되어 아두이노 장치와 연결될 수 있으며, 무제한 Wi-Fi 능력을 허용합니다.

이 모든 것이 제공하는 환상적인 제안은 경쟁적이고 끊임없이 발전하는 커뮤니티를 잊지 않고 간과할 수 없습니다. GPIO로 센서와 통합할 수 있어 견고한 처리 및 저장 능력을 갖춘 모듈이 됩니다.

튜토리얼

이 섹션에서는 ESP8266 프로그래밍에 필요한 필수 단계를 강조하며, 여기서는 아두이노 IDE를 사용해 프로그래밍합니다. 아두이노 IDE의 개입으로 ESP 모듈 사용이 상대적으로 더 간단해집니다. 아두이노 커뮤니티가 보드 매니저를 제공해 ESP 모듈의 명령어 문서 학습 스트레스를 덜어줍니다.

아두이노 IDE로 ESP 모듈을 프로그래밍해 LED 불빛을 깜빡이게 해보겠습니다.

아두이노 IDE로 ESP8266을 프로그래밍하기 위해 필요한 구성 요소:

• 아두이노 IDE
• ESP8266 모듈
• FTDI 브레이크아웃 보드
• LED 조명

1. 1단계: 먼저 아두이노 IDE 사용 가능 여부 확인. 없다면 다운로드. 1.6.5 이상 버전 다운로드 권장.
2. 2단계: 파일로 스크롤, 환경설정. 페이지 거의 하단으로 스크롤하면 '추가 보드 매니저 URL'이라는 제목의 탭이 앞쪽에 있습니다. 공간을 클릭하고 이 링크를 입력하세요.
3. 3단계: 3단계에서 도구 클릭, '보드'로 스크롤해 클릭, '보드 매니저' 클릭. 'esp8266 by the esp8266 community' 문장 검색. 검색 결과가 뜨면 결과 공간의 '설치' 클릭. 완료 후 도구로 이동, 보드 클릭, 제네릭 ESP8266 모듈 클릭.
4. 4단계: 블링크 프로그램 업로드 화면이 나타납니다. 파일 클릭, 예제, ESP8266, 블링크 순으로 클릭해 파일을 찾으세요.
5. 5단계: FTDI 보드가 필요한 단계. 이제 ESP8266 모듈과 FTDI 보드 연결. 점퍼 스위치 설정, GPIO0 풀다운, 모듈 파워업. 푸시 버튼 누르기로 리셋도 가능.
6. 6단계: 업로드 완료까지 누르고 기다리세요. 프로그램이 성공적으로 업로드되었는지 확인하려면 ESP 모듈에서 컬러 LED가 깜빡이는 것을 확인하시면 됩니다.

결론

우리가 얼마나 왔는지 다시 한번 돌아보면, 사용 가능한 옵션에서 선택하기에 충분한 정보를 제공했다고 믿습니다. 간단한 프로젝트에 저렴하고 사용자 친화적인 마이크로컨트롤러가 필요하다면 ESP8266이 최적의 선택일 것입니다. 하지만 아두이노 IDE로 고급 코딩이 필요한 다른 경우에는 ESP32를 ESP8266보다 선택하고 싶을 수 있습니다.

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