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ESP32 우노 D1 R32 (BLE + WiFi) 보드로 DHT11 온습도 센서를 사용해서 웹으로 실내온도 확인해 보기

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Arduino(아두이노) IoT 키트 강좌

2018. 10. 13.

ESP32 우노 D1 R32 (BLE + WiFi) 보드로 DHT11 온습도 센서를 사용해서
PC의 웹 또는 스마트폰 브라우저로 실내온도를 확인해 보는 프로젝트 입니다

먼저 ESP32 우노 D1 R32 (BLE + WiFi) 보드의 초기 세팅법과 사용방법에 대해서 간단하게 알아보고
Blink 테스트를 해보겠습니다

아두이노 우노 플랫폼의 WiFi 와 BLE 기능을 동시에 지원하는 ESP32 기반 IoT 개발보드 입니다

CH340 드라이버를 사용하며 한개의 프로세서가 통신을 할때 다른 한개의 프로세서가 I/O 제어를 담당하는
듀얼프로세스 마이크로프로세서를 장착하여 ESP8266의 치명적인 단점을 개선하였습니다
DOIT ESP 32 개발보드 와는 다르게 스케치 업로드시 BOOT 버튼을 별도로 눌러줄 필요가 없습니다
하지만 DOIT ESP 32 개발보드에 비해 회로도나 핀맵등 정확한 사양자료가 없어서 아쉬운 부분이 많습니다
(ESP32 포럼이나 Wemos 홈페이지등에 추후에 업데이트 되는부분을 확인해 봐야겠습니다)
아두이노 통합 개발환경 Arduino IDE 를 지원하며, 아두이노를 이용하여 IoT 프로젝트를 진행하기에 적합합니다
ESP32 라이브러리는 계속해서 업데이트 되고 있기 때문에 ESP32 포럼은 주기적으로 확인하는 것이 좋습니다

Espressif
ESP 32 Forum WebPage


<ESP32 우노 D1 R32 (BLE + WiFi) 보드 이미지>





<ESP32 D1 R32 상세 사양>

사용된 부품

ESP32 우노 D1 R32 개발보드
미니 브래드 보드 - 1개
점퍼케이블
막대저항 220 Ohm

5mm LED 블루

초기세팅 방법
ESP32 우노 D1 R32 (BLE + WiFi) 보드는 CH340 SERIAL DRIVER 를 사용하기 때문에
일단 장치인식을 위해서 드라이버를 설치해 줍니다
자신의 OS에 맞는 드라이버를 다운로드 받아서 설치해 줍니다

(윈도우용을 첨부하였습니다 CH340 설치를 했는데 장치관리자에 인식이 안된다면 CH341 드라이버를 설치해 보세요)

CH340 USB_Serial Driver.zip

CH341SER.ZIP

드라이버 설치가 끝나고 보드를 마이크로 USB케이블로 연결하면 PC의 장치관리자에 CH340 로 COM포트가 확인됩니다


기본적으로 아두이노 통합 개발환경 아두이노 IDE 를 설치해야 합니다 (Arduino.cc 의 IDE 를 설치합니다
Arduino.org 의 IDE 와는 호환 되지 않습니다)
https://www.arduino.cc/en/Main/Software

github 에서 esp32 라이브러리와 툴을 다운 받습니다 
https://github.com/espressif/arduino-esp32

arduino-esp32-master.zip 파일을 압축 해제한 다음 폴더명을 편의상 esp32 로 변경해 줍니다
C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware 이 경로에 hardware 폴더안에 espressif 폴더를 새로 만들어 줍니다
C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\espressif 이렇게 경로가 되고 espressif 폴더안에 esp32 폴더를 넣어주면 됩니다

그리고 마지막으로 C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\espressif\esp32\tools 경로의

tools 폴더안에 get.exe 를 관리자 권한으로 실행시켜 주면 됩니다


위와 같은 창이 뜨는데 모든 설치가 정상적으로 끝나면 창이 자동으로 닫히니 정상적으로 설치가 종료 될 때까지 기다립니다


윈도우 10은 경로가 틀릴수 있는데 윈도우10 은 C:\Users\Administrator\Documents\Arduino\hardware 경로로 설치하면 됩니다

Arduino IDE 를 실행한 다음 툴 메뉴를 확인해 보면 아래처럼 ESP32 패밀리가 추가된 것을 확인할 수 있습니다

ESP32 Dev Module 로 보드를 선택하고 포트를 잡아준 후 업로드 스피드를 115200 으로 변경해 줍니다

ESP32 라이브러리의 대부분의 통신속도가 115200으로 세팅되어 있기 때문에 115200으로 변경해 주는게 좋습니다

ESP32 툴과 라이브러리가 정상적으로 설치가 되었습니다
다만 github 에서 다운로드 한 arduino-esp32-master.zip 압축파일을 풀어보면 알수 있겠지만

libraries 폴더안의 AzureIoT 와 BLE 폴더가 비어있습니다
때문에 IDE에서 잘못된 라이브러리가 있다는 메세지가 계속 나옵니다 (이 두 폴더를 삭제해 주면 해결됩니다)


ESP32 우노 D1 R32 (BLE + WiFi) 보드의 동작 유무도 확인해 볼 겸 Blink 테스트를 해보겠습니다

아래 배선도를 참조해서 배선합니다


구성배선도



사용된 예제파일

ESP32 Blink_D1 R32 LED.txt

ESP32 Blink_LED.txt


위 첨부된 "ESP32 Blink_D1 R32 LED" 예제는 ESP32 우노 D1 R32 보드의 LED를 깜박이게 하는 예제입니다

예제파일을 확인해 보면 알 수 있듯이

int LED_BUILTIN = 2;

2번핀에 LED를 연결해야 하는것을 알수 있습니다

위 첨부된 "ESP32 Blink_LED" 예제는 브래드 보드에 배선 된 LED를 깜박이게 하는 예제입니다

예제파일을 확인해 보면 알 수 있듯이

int LED_BUILTIN = 25;

25번핀에 LED를 연결해야 하는것을 알수 있습니다

스케치를 복사해서 컴파일 및 업로드를 해줍니다


프로젝트 동영상


ESP32 우노 D1 R32 (BLE + WiFi) 보드의 이상유무도 확인했고 이어서
DHT11 온습도 센서를 사용해서 PC 의 웹 또는 스마트폰 브라우저로 실내 온습도를 확인해 보는 프로젝트를 진행해 보겠습니다


사용된 부품
DHT11 온습도 센서

ESP32 우노 D1 R32 개발보드
미니 브래드 보드 - 1개
점퍼케이블


구성배선도


사용된 라이브러리

DHT.zip


라이브러리 추가 방법은 Arduino IDE 설치하기 포스팅을 참조해 주세요


사용된 예제코드

ESP32 DHT11.txt


주의사항

ESP32 기본 라이브러리 외에 DHT 라이브러리가 필요합니다
그리고 라이브러리 폴더 이름은 꼭 DHT 로 되어 있어야 합니다 (예--->arduino-DHT-master 등 이런식의 폴더명은 안됨, 컴파일 에러남)
또한 추가적으로 DHT 폴더안에 Adafruit_Sensor.h 라이브러리가 꼭 들어 있어야 합니다
기존의 arduino-DHT-master 나 DHT 라이브러리가  설치되어 있다면 폴더명을 바꾸어 주고 Adafruit_Sensor.h 가

들어있는지 꼭 확인해서 컴파일 합시다, 그렇지 않으면 여지없이 컴파일 에러가 나게 될 것입니다

위 첨부된 라이브러리 압축파일은 폴더명도 수정해 놓았고 Adafruit_Sensor.h 파일도 들어 있습니다 압축해제후
라이브러리 설치 후 사용하면 됩니다


위 첨부된 예제코드를 확인해 보면
#include <WiFi.h>
#include "DHT.h"
두가지 라이브러리를 사용합니다

const char* ssid = "username";
const char* password = "password";

이 부분 자신의 WiFi 아이디와 비밀번호로 수정해 줍니다

const int DHTPin = A13;

GPIO15 (D15) 핀에 배선합니다 ESP32의 핀맵을 확인해 보면 ADC2 CH3 을 확인할 수 있습니다



Serial.begin(115200);
while(!Serial) {


시리얼 통신 속도는 역시 115200 입니다

정상적으로 스케치 컴파일 업로드가 완료되면 아두이노 IDE의 시리얼 모니터를 실행 후 RST 리셋버튼을 눌러 줍니다 

시리얼 모니터를 통해 연결된 WiFi URL 192.168.0.X 를 확인할수 있습니다
물론 이때 당연히 시리얼 모니터의 통신속도는 115200 이어야 합니다


인터넷 웹 브라우저를 연 다음 주소창에 URL 192.168.0.X 를 입력해 줍니다

실내 온도 (섭씨, 화씨) 습도를 확인할 수 있습니다

다른 온습도계 등과 비교해 보고 비슷한 값이 나온건지 확인해 보면 됩니다

WiFi 만 연결되어 있다면 물론 스마트폰 브라우저로도 동일하게 테스트 가능합니다

프로젝트 동영상


만약 IO15 번핀을 납땜해서 확장해 주어야 하는데 인두기가 없거나 헤더핀 납땜하는게 귀찮다면?
이 경우 첨부 된 예제 코드를 열어서

// DHT Sensor
const int DHTPin = A13; 이 부분을

// DHT Sensor
const int DHTPin = A12; 로 수정해 줍니다

그리고 아래처럼 DHT11 온습도 센서 신호 출력핀을 ESP32 D1 R32 보드의 왼쪽 IO2 번핀에 배선 하고 테스트 하면 됩니다


주의!
센서와 연결한 상태에서 스케치를 업로드를 하면 업로드가 잘 안되는 현상이 발생하였습니다

ESP32보드에 스케치 업로드 후 DHT11 센서와 연결 하도록 해 주세요

(만약 5V전원으로 테스트 했는데 WIFI를 못 찾거나 센서 출력이 안된다면 전원을 3.3V 로 변경해서 테스트 해 보세요)