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ESP32 D1 R32 (BLE + WiFi) 보드로 0.96인치 I2C OLED SSD1306 를 사용해서 WIFI CLOCK 만들어 보기

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Arduino(아두이노) IoT 키트 강좌

2018. 10. 13.

ESP32 우노 D1 R32 (BLE + WiFi) 보드로 0.96인치 I2C OLED SSD1306 를 사용해서
WIFI CLOCK 을 만들어 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

0.96인치 I2C OLED SSD1306 를 사용해서 WIFI CLOCK 을 만들어 보는 프로젝트를 진행해 보겠습니다


사용된 부품

ESP32 우노 D1 R32 개발보드

0.96 인치 I2C OLED SSD1306 화이트

미니 브래드 보드
점퍼케이블



구성배선도


사용된 라이브러리

Adafruit-GFX-Library-master.zip

Adafruit_SSD1306-128X32.zip

Adafruit_SSD1306-128X64.zip


라이브러리 추가 방법은 Arduino IDE 설치하기 포스팅을 참조해 주세요

사용된 예제코드

ESP32 Wifi Clock-0.91인치 128X32.txt

ESP32 Wifi Clock-0.96인치 128X64.txt


주의사항
0.91인치 (128X32) 와 0.96 인치 SSD1306 (128X64) OLED 모두 테스트 가능하므로 라이브러리를 같이 첨부하였습니다
기본적으로 구글이나 Github 에 공유되고 있는 Adafruit_SSD1306 라이브러리는 확인해 보면 128X32 해상도에 맞춰져 있습니다
때문에 128X64 로 테스트하면 컴파일 에러가 나게 되는데 라이브러리의 Adafruit_SSD1306.h 파일을 128X64 해상도로 수정해 주면 됩니다
Adafruit_SSD1306.h 파일을 워드패등 등으로 열고

//   #define SSD1306_128_64
   #define SSD1306_128_32
//   #define SSD1306_96_16
이 부분을 아래와 같이 수정하면 됩니다

//   #define SSD1306_128_32
   #define SSD1306_128_64
//   #define SSD1306_96_16
그러면 128X64 해상도로 컴파일 에러없이 테스트 할수가 있습니다

편의를 위해서 첨부파일은 이부분 모두 수정해 놓았습니다

압축을 풀고 Adafruit_SSD1306-128X64 라이브러리를 설치하고 ESP32 Wifi Clock-0.96인치 128X64 예제를 테스트 하면 됩니다
단 라이브러리를 추가할때는 폴더안에 바로 h 파일이 들어있게 설치해 주세요
(Adafruit_SSD1306 폴더안에 동일한 Adafruit_SSD1306 폴더가 또 있는 등 이런식으로 설치하면 안됩니다)
라이브러리 추가 방법은 Arduino IDE 설치하기 포스팅을 참조해 주세요

불러온 ESP32 Wifi Clock-0.96인치 128X64 예제를 살펴보면

#include <WiFi.h>
#include <time.h>

#include <SPI.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>


위와 같은 라이브러리를 사용합니다

#if (SSD1306_LCDHEIGHT != 64)
해상도가 128X64 입니다, 128X32 로 테스트 하려면 64 를 32로 변경해 주어야 합니다

display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);  // initialize with the I2C addr 0x3C (for the 128x64)

ESP32 3V3 - OLED VCC
ESP32 GND - OLED GND
ESP32 GPIO 21 (SDA) - OLED SDA
ESP32 GPIO 22 (SCL) - OLED SCL

이렇게 배선하였습니다

ESP32 개발보드 핀맵을 확인하면 D21이 SDA,  D22가 SCL 핀임을 알수 있습니다


#define WIFI_SSID   "your-ssid"
#define WIFI_PASSWORD   "ssid-pass"

이 부분 자신의 WIFI 아이디와 비번으로 수정해 줍니다

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  delay(100);
  Serial.print("\n\nReset:\n");
통신 속도는 역시 115200 입니다

void loop() {
  time_t t;
  struct tm *tm;
  static const char *wd[7] = {"Sun","Mon","Tue","Wed","Thr","Fri","Sat"};
  char rdate[30], rtime[30];

  t = time(NULL);
  tm = localtime(&t);

  Serial.printf(" %04d/%02d/%02d(%s) %02d:%02d:%02d\n",
        tm->tm_year+1900, tm->tm_mon+1, tm->tm_mday,
        wd[tm->tm_wday],
        tm->tm_hour, tm->tm_min, tm->tm_sec);
  sprintf(rdate, " %04d/%02d/%02d(%s)",
        tm->tm_year+1900, tm->tm_mon+1, tm->tm_mday, wd[tm->tm_wday]);
  sprintf(rtime, " %02d:%02d:%02d",
        tm->tm_hour, tm->tm_min, tm->tm_sec);
  drawClock(rdate, rtime);     
  delay(1000 - millis()%1000);
}
년,월,일,요일,시간 설정입니다

프로젝트 동영상