Intro

  • 기본 정보
    • Espressif Systems 제조, 2016년 출시
    • Wi-Fi와 블루투스 무선 통신 기능을 탑재한 저전력 마이크로컨트롤러
    • 강력한 퍼포먼스, 고성능 어플리케이션 처리
    • esp8266의 업그레이드 버전
  • 스펙
    • CPU - Xtensa® single-/dual-core 32-bit LX6 microprocessor(s)
    • 동작전압 - 2.7V~3.6V
    • WIFI - 802.11b/g/n (2.4 GHz)
    • 블루투스 - v4.2 BR/EDR 및 Bluetooth LE
    • IO(pinout) - 34
    • RAM - 448KB
    • SRAM - 520KB
    • 외장플래쉬 - 512KB(최소사양),OTA(on the air)최소사양(1MB)~16MB까지 지원
  • 개발을 위한 준비물
    • esp32 개발 컨트롤러 (인터넷에서 구매)
    • nodemcu firmware - 직접 build하거나 배포된 이미지를 다운 받는다.
    • firmware upload tool - esptool, NodeMCU-PyFlasher
    • Esplorer - Java로 만든 GUI 개발 툴 (오픈소스, 여러 OS에 독립 실행)
  • 개발방법은 아두이노IDE를 통한 개발(C언어)과 nodemcu + Esplorer를 통한 개발(Lua언어)이 있다.
  • 전자는 인터넷에 많은 자료와 예제가 있으므로 이를 참조한다.
  • 여기에서는 nodemcu(Lua base Firmware) + Esplorer(GUI Dev Tool)에 집중한다.

개발 환경 구성

  • 개발 환경
    • nodemcu - Lua 기반의 펌웨어
      • 참고사이트 - https://nodemcu.readthedocs.io/en/release/
      • esplorer에서 사용 가능하다.
      • esp8266은 미리 빌드된 펌웨어를 제공하여 사용상 문제가 없으나 esp32는 제공되지 않는다.
      • 현재 dev-esp32 프로젝트는 ipf4에 통합되면서 직접 빌드는 가능하나 빌드 및 사용시 많은 문제가 발생한다.
      • LFS(Lua File System) 마운트 에러 - 부팅시 마운트 fail
      • 파티션테이블의 각 영역 주소 에러 - 특별히 부팅시 LFS 주소값이 잘못 되었다고 나옴
      • gpio 모듈 변경 - gpio.mode 함수가 없어짐, 대신 gpio.config함수 존재, nodemcu 문서에 언급 없음.
      • micropython의 다양한 빌드 이미지를 제공하는 것과 비교해 많이 실망스럽다.
      • 과거에 비해 빌드시 에러가 많고 이를 해결해도 펌웨어가 제대로 동작하지 않는다.
    • Luanode - Lua 기반의 펌웨어
      • 개인 개발 펌웨어지만 esp32에서 잘 동작한다.
      • 미리 빌드된 펌웨어를 제공한다.
      • esplorer에서 사용 가능하다.
      • 단점으로는 4년 동안 업데이트가 없고 nodemcu와 조금 다르다.
      • nodemcu 등에 비해서 충분한 모듈과 기술, 문서 등의 지원이 부족하다.
    • Xedge - Lua 기반의 펌웨어
      • 참고사이트 - https://realtimelogic.com/ba/ESP32/source/GettingStarted.html
      • 브라우저에서 펌웨어 다운로드 및 루아로 개발해 업로드 할 수 있는 환경.
      • 기본 웹서비스 환경을 만들고 IoT를 지원한다.
      • nodemcu와는 다른 API를 제공한다.
      • esp32와 esp32-s3만을 지원한다.
      • esp32는 일반적인 devkit은 안되고 WROVER버전 SRAM이 4MB 지원되는 모델이어야 한다.
      • 간단히 말해서 xedge는 esp32-s3를 사용할 것을 권장한다.
      • 조사해 보았는데 국외는 0.7~1만원(배송비포함)정도이고 국내는 1.5-2만원 정도이다.
      • 이렇게 하드웨어 제약이 있기는 하지만 nodemcu에 비해 정말 훌륭한 환경을 제공하고 있다.
      • 각종 API와 이에 대한 문서를 제공하고 있다.
      • 계속해서 펌웨어와 문서가 업데이트되고 있다.
      • 단순하고 심플한 기능보다는 좀 더 다양하고 복잡한 기능을 개발할 때 좋을 듯하다.
    • Micropython - Python 기반의 펌웨어
      • 직접 빌드하는 것 뿐만 아니라 다양한 하드웨어의 펌웨어를 다운로드 받을 수 있다.
      • arduino, esp8266, esp32 등 다양한 펌웨어 이미지를 제공한다.
      • nodemcu에 비해 훨씬 견고하고 다양한 모듈과 문서를 제공한다.
      • 시리얼포트로 접속하면 반가운 파이썬 프롬프트 >>>가 뜬다.
      • 프롬프트 내에서 위쪽 화살키를 누르면 이전 명령어를 재 실행할 수 있다.
      • 파이썬을 좋아한다면 가장 좋은 선택이 아닐까한다.
    • Esp-idf - C, C++ 기반의 개발환경
      • espressif사에서 제공하는 개발툴(firmware build, upload, debug, examples)
      • esp칩 제조사에서 제공하므로 신뢰 및 안정적인 개발이 가능.
      • 하지만 C, C++에 능숙하고, 많은 API를 공부해야 한다.
      • 그리고 많은 소스 예제를 제공하지는 않는 것 같다.
      • 그렇다면 다음 Arduino의 C, C++ 환경이 적합하지 않을까.
    • Arduino - C, C++ 기반의 개발환경
      • Arduino IDE로 쉽게 개발할 수 있다.
      • esp-idf 툴체인보다 단순화된 코드이므로 훨씬 쉽다.
      • 수많은 사용자와 개발자들의 예제와 소스들이 가장 많다.
    • 결론
      • Lua기반의 esp32 개발 환경은 아직 정돈되지 못하고 불편하다.
      • 안정적이고 충분한 지원이 되는 펌웨어를 배포하는 micropython 환경이 부럽다.
      • 현 시점에서 nodemcu는 충분한 시간을 두고 틈틈히 빌드환경을 공부하고 문제점을 해결하도록 한다.
      • micropython의 장점은 컴파일 및 업로드가 생략되고 테스트가 빠르고 소스만 업로드 하므로 편리하다.
      • 하지만 arduino IDE 환경에서 개발하는 것이 편리함, 방대한 자료 및 소스 등에서 최고이다.
      • 단점이라면 컴파일 및 업로드가 조금 더 걸리는 정도이다.
      • C와 C++로 가장 표준적인 개발은 esp-idf 개발 환경이다.

STEP01. 하드웨어 준비: nodemcu esp32 dev kit

ESP32

STEP02. NodeMCU 펌웨어

STEP03. Esplorer

  • esp8266, esp32 모두 사용할 수 있다.
  • 자바 설치가 필요 - https://www.java.com/en/download/
  • 다운로드 - https://github.com/AndiDittrich/NodeMCU-Tool
  • 따로 설치가 필요없고 압축을 풀고 esplorer.bat(Windows) 또는 esplorer.sh(Linux)를 실행
  • 우측에 COM 포트 정해주고 연결(Open버튼), 속도는 (115200)
  • IDE 좌측화면은 로컬 코딩 영역, 우측은 원격 장치 대화 영역
  • lua 코드를 좌측화면에서 코딩 후 Upload또는 상단 Save시 init.lua로 저장

  • esp 장치에 RST버튼을 눌러 reset해서 적용을 확인한다.

  • Example Code - Built-in LED Test ```lua n = 0 max = 5 LED = 2 gpio.mode(LED, gpio.OUTPUT)

while n < max do n = n + 1 print(n, ‘Built-in test esp32: LED(gpio #’.. LED ..’)’ ) print(‘ –> On’) gpio.write(LED, gpio.HIGH) tmr.delay(1) print(‘ –> Off’) gpio.write(LED, gpio.LOW) tmr.delay(1) end ```

  • esplorer 사용법 동영상

STEP04. NodeMCU 개발하기

REFERENCE