초코볼의 inside Tech

ESP-01 부터 시작한 ESP8266 시리즈 중, 이번에는 ESP-12 사용기 입니다.

* Hardware | ESP-07 사용기

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP07-using

* Hardware | ESP-03 사용기

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP03-using

* Hardware | ESP-01 or ESP8266 사용기 - 5

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP01-or-ESP8266-using-5

* Hardware | ESP-01 or ESP8266 사용기 - 4

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP01-or-ESP8266-using-4

* Hardware | ESP-01 or ESP8266 사용기 - 3

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP01-or-ESP8266-using-3

* Hardware | ESP-01 or ESP8266 사용기 - 2

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP01-or-ESP8266-using-2

* Hardware | ESP-01 or ESP8266 사용기 - 1

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP01-or-ESP8266-using-1

1. 구입

일전에 구입한 ESP-07 와 동일한 업자에게서 구입.

* ESP8266 ESP-01 ESP-01S ESP-07 ESP-12E ESP-12F remote serial Port WIFI wireless module intelligent housing system Adapter 2.4G

- https://www.aliexpress.com/item/32339917567.html

도착 샷.

Pinout 정보가 새겨진 뒷면.

2. Pinout

ESP8266EX 칩을 충분히 활용할 수 있는 Pinout 구성으로 되어 있습니다.

3. Breakout 보드

중간의 0 ohm 을 제거해 주면, 뒷 면의 Voltage Regulator 를 사용할 수 있게 됩니다.

이는 ESP-07 에서도 다루었던 내용이라, 자세한 내용은 생략합니다.

4. Diagram

Programming (Flashing) 하는 연결도와 Normal (구동) 하기 위한 연결도는 다릅니다. 아래 사이트에서 정보를 얻었습니다.

* Programming ESP8266 ESP-12

- https://www.instructables.com/Programming-ESP8266-ESP-12/

* Programming Mode

Flash 메모리에 새로은 firmware 나 source 를 올리기 위한 mode 입니다.

차이는 IO0 / 18 번 pin 을 pull-up 해주냐 마냐의 차이.

* Normal Use Mode (after Upload)

실제 구성 사진은 다음과 같습니다.

사실은 Breakout 보드에 ESP-12 를 결합해 놨으므로, Breakout 보드상에 이미 장착된 저항을 이용하면, 추가로 저항 2개만 필요합니다.

위 / 아래 연결 구성은 Breakout 보드가 없을 때의 모습이지만, 필요한 Pin 에 Voltage/Ground 가 연결되어 있으므로 문제 없이 동작합니다.

ESP2866 계열에서는 그나마 끝판왕인 ESP-12 가 연결된 모습.

5. 기본 확인

기본으로 올려진 Firmware version 과 몇 가지 명령어 시험.

기본 버전은 2016년의 1.3.0.0 이군요.

AT+RST 를 이용하여 rebooting. 사용된 Flash Chip 정보를 알 수 있습니다. QIO 모드이면서 32Mbit (512KB+512KB) 라고 나옵니다.

32Mbit 면 1024KB+1024KB 일 듯 한데... 일단 넘어 갑니다.

Internet 에 연결하여 AT+CIUPDATE 실행을 통하여 원격 update 를 시도해 봤으나, ERROR 를 냅니다. 역시나 옛날 버전.

Flash Chip 은 QUAD : 32Mbit 로 문제 없이 확인 됩니다.

6. Programming

일단은 문제가 없는 듯 하니, source 를 올려 봅니다. 테스트 해볼 소스는 Blink 와 CheckFlashConfig.

CheckFlashConfig 소스는 다음과 같습니다.

/*
  ESP8266 CheckFlashConfig by Markus Sattler

  This sketch tests if the EEPROM settings of the IDE match to the Hardware
*/

void setup(void) {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {

  uint32_t realSize = ESP.getFlashChipRealSize();
  uint32_t ideSize = ESP.getFlashChipSize();
  FlashMode_t ideMode = ESP.getFlashChipMode();

  Serial.printf("Flash real id:   %08X\n", ESP.getFlashChipId());
  Serial.printf("Flash real size: %u bytes\n\n", realSize);

  Serial.printf("Flash ide  size: %u bytes\n", ideSize);
  Serial.printf("Flash ide speed: %u Hz\n", ESP.getFlashChipSpeed());
  Serial.printf("Flash ide mode:  %s\n", (ideMode == FM_QIO ? "QIO" : ideMode == FM_QOUT ? "QOUT" : ideMode == FM_DIO ? "DIO" : ideMode == FM_DOUT ? "DOUT" : "UNKNOWN"));

  if (ideSize != realSize) {
    Serial.println("Flash Chip configuration wrong!\n");
  } else {
    Serial.println("Flash Chip configuration ok.\n");
  }

  delay(5000);
}

QIO 및 4MiB 네요. 지금까지 완성품을 구입한 ESP8266 계열에서는 가장 좋은 Flash Chip 을 사용한 모듈 입니다.

소스가 업로드 되는 과정에 있어서도 문제 없습니다. 순탄한 흐름.

esptool.py v2.8
Serial port COM3
Connecting....
Chip is ESP8266EX
Features: WiFi
Crystal is 26MHz
MAC: 50:02:91:78:d3:60
Uploading stub...
Running stub...
Stub running...
Configuring flash size...
Auto-detected Flash size: 4MB
Compressed 267104 bytes to 196785...
Wrote 267104 bytes (196785 compressed) at 0x00000000 in 17.5 seconds (effective 122.3 kbit/s)...
Hash of data verified.

Leaving...
Hard resetting via RTS pin...

보드상에 장착된 LED 를 깜빡이는 소스 입니다.

/*
  ESP8266 Blink by Simon Peter
  Blink the blue LED on the ESP-01 module
  This example code is in the public domain

  The blue LED on the ESP-01 module is connected to GPIO1
  (which is also the TXD pin; so we cannot use Serial.print() at the same time)

  Note that this sketch uses LED_BUILTIN to find the pin with the internal LED
*/

void setup() {
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);     // Initialize the LED_BUILTIN pin as an output
}

// the loop function runs over and over again forever
void loop() {
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);   // Turn the LED on (Note that LOW is the voltage level
  // but actually the LED is on; this is because
  // it is active low on the ESP-01)
  delay(1000);                      // Wait for a second
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);  // Turn the LED off by making the voltage HIGH
  delay(2000);                      // Wait for two seconds (to demonstrate the active low LED)
}

예상한 것과 달리 문제 없이 동작.

지금까지 ESP8266 가지고 놀았던 과정 중, 전혀 문제 없이 여기까지 왔습니다.

ESP8266 을 Flashing 하는 작업은 이제 통달 한 듯 한 느낌.

7. Firmware Update

최신 firmware 를 사용합니다. 2020년에 공개된 Non-OS SDK 3.0.4 를 이용합니다.

ESP8266_NONOS_SDK-3.0.4.zip

Firmware upload 에 필요한 BIN 파일 및 Address 는, 최신 문서에 잘 나와 있습니다.

4a-esp8266_at_instruction_set_en.pdf

32 Mbit (4 MiB) 버전이므로, 아래 section 을 찾아 BIN / Address 정보를 그대로 사용합니다.

---------------------------------------------------------------------------------------------
|               BIN             | Address  |                 Description                    |
---------------------------------------------------------------------------------------------
| boot_v1.7.bin                 | 0x00000  | In /bin/at.                                    |
---------------------------------------------------------------------------------------------
| user1.2048.new.5.bin          | 0x01000  | In /bin/at/1024+1024.                          |
---------------------------------------------------------------------------------------------
| blank.bin                     | 0x3FB000 | Initializes RF_CAL parameter area.             |
---------------------------------------------------------------------------------------------
| esp_init_data_default_v08.bin | 0x3FC000 | Stores default RF parameter values,            |
|                               |          | has to be downloaded into flash at least once. |
|                               |          | If the RF_CAL parameter area is initialized,   |
|                               |          | this bin has to be downloaded too.             |
---------------------------------------------------------------------------------------------
| blank.bin                     | 0xFE000  | Initializes Flash user parameter area,         |
|                               |          | more details in Appendix.                      |
---------------------------------------------------------------------------------------------
| blank.bin                     | 0x3FE000 | Initializes Flash system parameter area,       |
|                               |          | more details in Appendix.                      |
---------------------------------------------------------------------------------------------

Flash chip 용량이 크고, SPI Mode 도 빠르기 때문에, 1024 KB + 1024 KB (32 Mbit-C1) 버전으로 입혀 봅니다.

별다른 문제 없이 성공. 최신 버전인 AT - 1.7.4 / SDK - 3.0.4 가 올라 갔습니다.

AT+RST 를 이용하여 rebooting sequence 를 보면, QIO / 32Mbit(1024KB+1024KB) 로 잘 동작 합니다.

참고로, "SpiAutoSet" 을 키고 업로드 하면, 강제로 32Mbit 으로 변경됩니다.

1024 KB + 1024 KB (32 Mbit-C1) 버전용 BIN / Address 를 사용하고 있으므로, 메뉴얼로 32Mbit-C1 을 선택해 줘야 합니다.

8. AT Command 확인

Internet 접속 및 전번적인 확인 작업. 특별히 문제 없슴.

* AT+CWMODE_CUR : Sets the Current Wi-Fi mode; Configuration Not Saved in the Flash

- 1: Station mode

- 2: SoftAP mode

- 3: SoftAP+Station mode

* AT+CWLAP : Lists Available APs

* AT+CWJAP_CUR : Connects to an AP; Configuration Not Saved in the Flash

* AT+CIFSR : Gets the local IP address

* AT+PING="www.google.com" : Ping packets

* AT+CIPSTATUS : Gets the connection status

* AT+CIPBUFSTATUS : Checks the status of TCP-send-buffer

* AT+CWQAP : Disconnects from the AP

AP 와 연결을 끊으면, internet 연결 정보가 깔끔하게 reset 되지 않고 일정 시간동안 남아 있습니다.

시간이 지나고 다시 확인하면 reset 되어 있슴.

* AT+CIUPDATE : Upgrades the software through network

역시 최신 firmware 라 그런지, FOTA - 인터넷을 통한 firmware update 가 가능합니다.

Firmware update 하면서 LED 가 깜빡거리는 모습이 좋아, 동영상으로 담아 봤습니다.

* AT+RESTORE : Restores the Factory Default Settings

모든 확인이 끝났습니다. 앞으로 sensor 들과 같이 활용할 기회에 사용하면 되겠네요.

FIN

중국 제조사 답게 WeChat 관련한 옵션이 새로 추가되었습니다.

ESP8266 시리즈를 사용해 보면서, ESP-01 부터 시작하여 ESP-03 을 사용해 보았습니다.

* Hardware | ESP-03 사용기

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP03-using

* Hardware | ESP-01 or ESP8266 사용기 - 5

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP01-or-ESP8266-using-5

* Hardware | ESP-01 or ESP8266 사용기 - 4

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP01-or-ESP8266-using-4

* Hardware | ESP-01 or ESP8266 사용기 - 3

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP01-or-ESP8266-using-3

* Hardware | ESP-01 or ESP8266 사용기 - 2

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP01-or-ESP8266-using-2

* Hardware | ESP-01 or ESP8266 사용기 - 1

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP01-or-ESP8266-using-1

이번에는 ESP-07 입니다.

1. 구입

아래 AliExpress 링크에서 구입 했습니다.

ESP-12 도 함께 구입 했으니, 이 글 다음에는 ESP-12 에 대해서도 다뤄 보도록 하겠습니다.

* ESP8266 ESP-01 ESP-01S ESP-07 ESP-12E ESP-12F remote serial Port WIFI wireless module intelligent housing system Adapter 2.4G

- https://www.aliexpress.com/item/32339917567.html

도착 샷. 깡통 쉴드로 전자파 차폐가 되어 있습니다.

PCB 밑부분은 IO Pin 정보가 기재되어 있습니다.

제조는 DOITING 이라는 회사인 듯 한데, PCB 는 AI-Thinker 로 보이네요. 설계가 동일한지라 완전 짬뽕.

Pinout 정보 입니다.

2. Breakout Board

ESP-03 때도 사용 했었지만, EPS-07 / ESP-12 도 Breakout 보드에 올렸습니다.

이 Breakout 보드가 없으면, 2.54mm 의 Pin 간격이 맞지 않아 빵판에서 그 대로 사용할 수 없게 되어 있습니다.

주의해야 할 사항으로는, Voltage Regulator 를 추가로 장착시에는 중간에 보이는 "0" resistor 를 제거해야 정상 동작 됩니다.

* Adding Wi-Fi telemetry to the Pixhawk flight controller with an ESP8266 module

- https://rays-blog.de/2016/10/21/224/adding-wi-fi-telemetry-to-pixhawk-flight-controller-with-esp8266-module/

혹시 모를 전압 문제를 방지하고자, Voltage Regulator 를 장착 했습니다.

사실 3.3V 만 제대로 넣어 주면 상관 없는 것이긴 한데, 기판에 활용을 할 수 있게 해 놨으니 사용해 봅니다.

5V 를 인가하면, 3.3V 로 바꿔서 ESP-07 에 전압을 인가해 줍니다.

중간에 보이는 "0" ohm 저항은 이쁘게 제거.

그 위에 ESP-07 을 얹어 줍니다.

CH_PC 을 측정해 보면, 자동으로 전압이 Pull-down 되어 있는 것을 알 수 있습니다.

3. Diagram

Pinout 정보를 기반으로 연결해 보면 아래와 같이 됩니다.

다만, Breakout 보드에 Voltage Regulator 이외에, 필요한 Pull-down 저항이 구비되어 있으니, 연결은 좀 더 간단하게 할 수 있습니다.

* How to prepare your ESP8266 (ESP-12) for flashing

- https://www.sensate.io/tutorial-how-to-prepare-your-esp8266-esp-12-for-flashing

아래는 Breakout 보드가 없는 경우의 생 연결도 입니다.

아래는 Breakout 보드를 사용 했을 때의 연결도 입니다. (저의 경우)

Breakout 보드가 있더라도 Breakout 보가 없는 연결 방법을 해도 문제는 없으나,

이왕이면 정식 + 간단한 방법인 연결을 사용하면 되겠습니다.

실제 연결 모습은 아래와 같습니다.

4. 기본 Firmware 확인

기본 firmware 이 장착된 상태 이니, 어떤 version 인지 확인해 봅니다.

1.1.0.0 이고, 2016년 병신년 버전이네요.

AT+RST 하면, 보통 Flash Chip 정보도 나옵니다만, 예전 버전이라서 그런지 그딴거 없습니다.

Internet 연결 후, AT+CIUPDATE 를 해봐도 ERROR 만 반겨 줍니다.

5. 삽질의 향연

새로운 Firmware 를 올리고 시험해 봤으나, 아래와 같이 err 만 내 뱉습니다.

또한, BAUD Rate 가 74880 baud 의 변태적인 설정에서만 문자가 보이는 것이 맘에 들지 않더군요.

ESP8266 DOWNLOAD TOOL 에서 ERASE 후, firmware 올려도 동일한 현상입니다.

* 문제 1 : 적절한 Board 선택

첫 번째 문제는, Flash Chip 확인 위한 소스를 올릴 때, Generic ESP8266 Module 이 아니라,

먼저 테스트 했던 ESP-12 Module 용으로 설정 했던 것이 원인이었습니다.

ESP-12 용으로 소스가 입혀지다 보니, memory address 의 시작 지점부터 꼬였었던 것이 아닌가 추측해 봅니다.

* 문제 2 : 적절한 Flash Chip 의 SPI Mode 선택

Flash Chip 의 SPI Mode 가 Q 로 시작하는 QIO / QOUT 으로 설정한 것이 문제였습니다.

Flash Chip 은, ESP8266 DOWNLOAD TOOL 에서 "SpiAutoSet" 을 이용하여 자동 인식을 사용하면 QUAD 로 인식됩니다.

그리하여, 비슷한 QIO 또는 QOUT 로 설정하면 될 것 같으나, 사실은 DOUT 로 설정해야 정상 동작 합니다.

정상적일 때, Flash Chip 인식 소스를 이용하여 확인해 봐도, DOUT 으로 확인이 가능합니다.

File > Examples > ESP8266 > CheckFlashConfig

/*
  ESP8266 CheckFlashConfig by Markus Sattler

  This sketch tests if the EEPROM settings of the IDE match to the Hardware
*/

void setup(void) {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {

  uint32_t realSize = ESP.getFlashChipRealSize();
  uint32_t ideSize = ESP.getFlashChipSize();
  FlashMode_t ideMode = ESP.getFlashChipMode();

  Serial.printf("Flash real id:   %08X\n", ESP.getFlashChipId());
  Serial.printf("Flash real size: %u bytes\n\n", realSize);

  Serial.printf("Flash ide  size: %u bytes\n", ideSize);
  Serial.printf("Flash ide speed: %u Hz\n", ESP.getFlashChipSpeed());
  Serial.printf("Flash ide mode:  %s\n", (ideMode == FM_QIO ? "QIO" : ideMode == FM_QOUT ? "QOUT" : ideMode == FM_DIO ? "DIO" : ideMode == FM_DOUT ? "DOUT" : "UNKNOWN"));

  if (ideSize != realSize) {
    Serial.println("Flash Chip configuration wrong!\n");
  } else {
    Serial.println("Flash Chip configuration ok.\n");
  }

  delay(5000);
}

DOITING 사의 원가 절감이나, Fake Chip 을 이용한 Flash 메모리 구성이 이런 결과를 초래한 것 같습니다.

6. Firmware 최신

하루 동안의 삽질을 끝내고, 겨우 최신 firmware 로 업데이트가 가능 했습니다.

아래 사이트에서 최신 버전의 firmware 를 다운로드 받습니다.

* ESPRESSIF

- https://www.espressif.com/

ESP8266_NONOS_SDK-3.0.4.zip

2021년 1월 기준, V3.0.4 가 최신입니다.

관련 문서를 보면, 8 Mbit = 1MiB Flash 를 update 와 관련한 address 와 해당 파일에 잘 나와 있습니다.

4a-esp8266_at_instruction_set_en.pdf

사용될 파일과 Address 정보는 다음과 같습니다.

---------------------------------------------------------------------------------------------
|               BIN             | Address  |                 Description                    |
---------------------------------------------------------------------------------------------
| boot_v1.7.bin                 | 0x00000  | In /bin/at.                                    |
---------------------------------------------------------------------------------------------
| user1.2048.new.2.bin          | 0x01000  | In /bin/at/512+512.                            |
---------------------------------------------------------------------------------------------
| blank.bin                     | 0xFB000  | Initializes RF_CAL parameter area.             |
---------------------------------------------------------------------------------------------
| esp_init_data_default_v08.bin | 0xFC000  | Stores default RF parameter values,            |
|                               |          | has to be downloaded into flash at least once. |
|                               |          | If the RF_CAL parameter area is initialized,   |
|                               |          | this bin has to be downloaded too.             |
---------------------------------------------------------------------------------------------
| blank.bin                     | 0x7E000  | Initializes Flash user parameter area,         |
|                               |          | more details in Appendix.                      |
---------------------------------------------------------------------------------------------
| blank.bin                     | 0x3FE000 | Initializes Flash system parameter area,       |
|                               |          | more details in Appendix.                      |
---------------------------------------------------------------------------------------------

ESP8266 Download Tool 을 이용하여 Flashing 합니다.

짜잔~~ 최신 버전으로 update 되었습니다.

7. 최신 Firmware 확인

AT+RST 를 통해 booting sequence 를 확인해 봅니다.

SPI Mode 가 DOUT 이며, 8Mbit (512KB+512KB) 버전이라는 것을 알 수 있습니다.

Internet 연결을 위한 AT 명령어들을 차례로 확인해 봅니다.

* AT+CWMODE_CUR=3 : Sets the Current Wi-Fi mode. Configuration Not Saved in the Flash.

-- 1: Station mode

-- 2: SoftAP mode

-- 3: SoftAP+Station mode

* AT+CWLAP : Lists Available APs

* AT+CWJAP_CUR : Connects to an AP; Configuration Not Saved in the Flash

* AT+CIFSR : Gets the local IP address

* AT+PING="www.google.com" : Ping packets

* AT+CIPSTATUS : Gets the connection status

* AT+CIPBUFSTATUS : Checks the status of TCP-send-buffer

* AT+CIUPDATE : Upgrades the software through network

최신버전이라서 그런지, 인터넷을 통한 업데이트도 잘 됩니다.

신기한건, 분명 동일한 소스인데, 이렇게 인터넷을 통해 업데이트 하면 compile time 이 3초 (17초에서 20초로 변경) 정도 차이 납니다.

또한, jump to run user2 @ 81000 이라고 뜨면서, user 와 그 뒤의 숫자가 변경됩니다. 아마 모드가 바뀌면서 그런 듯.

* AT+RESTORE : Restores the Factory Default Settings

RESTORE 를 사용하면, 공장 초기화 및 rebooting 을 합니다.

궁금하여, AT+CIUPDATE 를 한번 더 했더니만, user 와 숫자가 원래 대로 되돌아 왔습니다.

Running 과 Control 모드, 두 개가 각각 번갈아 가면서, 동작을 관장 하는 것 같네요.

참고로, AT+CIUPDATE 동작하는 동영상을 올립니다. 다운로드 > Flashing > rebooting 의 일련의 과정이 한 번에 일어납니다.

8. Source 확인

Blink 소스를 올려 봤습니다.

File > Examples > ESP8266 > Blink

/*
  ESP8266 Blink by Simon Peter
  Blink the blue LED on the ESP-01 module
  This example code is in the public domain

  The blue LED on the ESP-01 module is connected to GPIO1
  (which is also the TXD pin; so we cannot use Serial.print() at the same time)

  Note that this sketch uses LED_BUILTIN to find the pin with the internal LED
*/

void setup() {
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);     // Initialize the LED_BUILTIN pin as an output
}

// the loop function runs over and over again forever
void loop() {
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);   // Turn the LED on (Note that LOW is the voltage level
  // but actually the LED is on; this is because
  // it is active low on the ESP-01)
  delay(1000);                      // Wait for a second
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);  // Turn the LED off by making the voltage HIGH
  delay(2000);                      // Wait for two seconds (to demonstrate the active low LED)
}

이쁘게 잘 동작 합니다.

FIN

ESP8266 을 사용하면서 GPIO 핀이 많은 모듈이 필요해 졌습니다.

기존 ESP-01 은 arduino 와 연결하여 WiFi 부분을 커버하는 것 외에 sensor 로부터 값을 입력 받을 수 있는 추가 Pin 이 없습니다.

포름알데히드 센서를 이용해 보면서, ESP-01 말고 GPIO 핀이 많은 것을 찾게 되었습니다.

* Hardware | ZE08-CH2O Formaldehyde 센서 사용해보기

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ZE08-CH2O-Formaldehyde-sensor-using

1. ESP-01

처음엔 몰랐지만, ESP2866 이라는 것은 ESP-01 만 뜻하는 것이 아니라, ESP8266EX 을 사용한 WiFi module 의 총칭이었던 것입니다.

지금까지 ESP8266 = ESP-01 로 알고, 입출력 Pin 이 더 필요한 경우, SoftwareSerial 을 어떻게 처리해야 하는지 히고 있었습니다.

위의 도식처럼 ESP8266EX 는, 많은 GPIO 를 지원하고 있었습니다.

단순히, ESP-01 의 pin out 갯수가 적었던 것이였죠. 더 많은 연결을 위해 ESP-01 도 pin out 을 처음부터 늘려 줬으면 어떠했을까 합니다.

어떤 사람이 "it's a shame to have such a small number of GPIOs at ESP-01" 라고 쓴 글을 본것 같습니다.

ESP8266EX chip 의 가느다란 다리에 직접 선을 납땜하면 사용할 수 있습니다. 시도해 봅니다.

실패.

2. ESP-03

ESP8266EX 를 사용하면서 GPIO 핀을 활용할 수 있는 breakout 보드들이 존재 했었습니다. ESP-03 / ESP-07 / ESP-12 등등...

ESP32 를 쓰면 쉽게 문제 해결 되지만, 굳이 어려운 방법으로 도전해 보기로 합니다.

우선 ESP-03 만 보더라도 GPIO 가 8개나 Pinout 으로 구성되어 있습니다.

자세한 Pinout 정보 입니다.

참고로, RST pinout 은 따로 구비되어 있지 않고, 아래 사진처럼 보드 위에 마련되어 있습니다.

Program 을 입힐 때, RST 가 있으면 편하나, 전원을 껐다 키면서 IO 0 (HIGH Run, LOW Flash) 핀을 이용하여 되니, 사용하지 않기로 합니다.

사용 전력을 아끼는 Sleep mode 구현시에는 필요하다 하나, 지금은 필요 없으니 그냥 놔두기로 합니다.

우선 ESP-03 을 구입.

* 1PC ESP8266 serial WIFI model ESP-03 Authenticity Guaranteed esp03 for arduino

- https://www.aliexpress.com/item/32641401163.html

잊어먹고 있으니, 어느새 도착.

ESP8266EX 메인 칩과, 25Q40CT 라고 쓰인 Flash memory 가 보입니다.

사용된 오실레이터는 26MHz 입니다.

3. 어뎁터 보드 구매

ESP-03 의 Pin 들은, 빵판에 바로 연결할 수 있는 2.54mm 간격이 아니고, pin 들 사이가 더 조밀합니다.

이를 해결하기 위해, 자가로 pin header 를 붙일 수도 있고, 직접 선을 연결할 수 있으나 지저분해 집니다.

원래는 ESP-07 / ESP-12 용으로 나와 있는 어뎁터가 있는데, 잘만 하면 맞을 것 같더군요.

어차피 ESP-07 / ESP-12 구매하면 필요할 듯 하여, 5개가 한 묶음인 아래 어뎁터 보드도 구매합니다.

* 5pcs/lot ESP8266 serial WIFI Module Adapter Plate Applies to ESP-07, ESP-12F, ESP-12E

- https://www.aliexpress.com/item/32971304797.html

잊을만 하니 도착.

양쪽에 male pin header 를 연결할 수 있게 되어 있고, ESP-07 / ESP-12 pin 과 맞닿는 부분을 납땜하게 되어 있습니다.

ESP-03 을 얹어 보니, 납땜 부위와 간격이 많이 떨어져 있으나, 납물을 길게 연결하여, 어찌어찌 연결할 수 있을 것 같습니다.

4. ESP-03 을 어뎁터 보드에 납땜

친절하게도 전원 관련된 저항이 어뎁터에 이미 실장되어 있습니다.

뒷면에는 3.3V 용 레귤레이터 자리도 마련되어 있습니다. 전압이 over shoot 나지 않게 안정적인 전원 공급을 위해 있으면 좋은 것이죠.

마침 3.3V regulator 가 있으니 붙여 줍니다.

원래는 ESP-07 / ESP-12 를 위한 저항과 레귤레이터 회로겠으나, 아래를 참고하면서 ESP-03 에서도 활용할 수 있는지 확인해 봅니다.

* MY METHOD FOR BREADBOARDING AN ESP-03

- https://www.esp8266.com/viewtopic.php?p=18369

일반 사용 모드와, flashing 모드를 위해서는 push switch 도 붙여야겠네요.

확인에 또 확인하고 아래와 같이 만들어 봤습니다.

실패...

저항이고 레귤레이터고, 스위치고 점퍼고 다 제거했습니다. 단순하게 사용하는게 최고 입니다.

납땜은 아래처럼 길게 늘여뜨리면, 이 어뎁터를 ESP-03 용으로 사용 가능합니다.

5. Flash memory 크기 확인

25Q40CT 라고 씌인 Flash memory 사양을 검색해 보니 대충 다음과 같은 사양입니다.

- GIGADEVICE [GigaDevice Semiconductor (Beijing) Inc.]

- GD25Q40CTEG : 3.3V Uniform Sector Dual and Quad Serial Flash

- GigaDevice Semiconductor (Beijing) Inc.

- 4M-bit (512K-byte)

GD25Q40C.PDF

4Mbit = 512KiB... 털썩.

FTDI 모듈과 TX/RX 를 연결하여 본격적으로 활용해 봅니다. ESP-03 의 연결 정보는 다음과 같습니다.

전원과 FTDI 그리고 flashing 을 위한 스위치 연결 구성은 다음과 같아요.

가능하면 전원 공급은 FTDI 를 통해서 얻는것 보다, 분리하는 것이 좋습니다.

실재 구현 모습입니다.

FTDI 를 이용하여 PC 에 연결해, 확인해 봅니다. 역시군요.

기본으로 입혀져 있는 firmware 는 AI-Thinker 의 Boot 모드인 듯 합니다.

ESP8266 library 를 인스톨 하면, 기본으로 제공되는 Flash Check 소스를 입혀 봅니다.

File > Examples > ESP8266 > CheckFlashConfig

Flash mode 를 위해, 달아 놓은 스위치를 누르면서 전원을 넣고, flashing 을 해 봅니다. 잘 flashing 되네요.

그렇습니다... 틀림없는 512KiB 네요.

6. firmware update

Flash memory 를 교체하여 용량을 늘릴 예정이지만, 512KiB 에 올릴 수 있는 firmware 를 찾아 봅니다.

찾는 와중에 알게된 용어 정리.

APIs of "ESP8266_RTOS_SDK" are same as "ESP8266_NONOS_SDK"

중국산 모듈에 가장 많이 쓰이는 AI-Thinker.

* Ai-thinker

- v0.9.5.2

- https://wiki.aprbrother.com/en/Firmware_For_ESP8266.html

파일명에 9600 표시가 없는 firmware : one for 9600 baud rate

파일명에 9600 표시가 없는 firmware : one for 115200 baud rate

* Updating ESP8266 Firmware

- https://os.mbed.com/users/sschocke/code/WiFiLamp/wiki/Updating-ESP8266-Firmware

ESP8266_RTOS_SDK_v1.1_512kb.zip

Firmware 파일 못지 않게 중요한 address 정보.

---------------------------------------
|             BIN           | Address |
---------------------------------------
| boot_v1.1.bin             | 0x00000 |
| user1.bin                 | 0x01000 |
| esp_init_data_default.bin | 0x7C000 |
| blank.bin                 | 0x7E000 |
---------------------------------------

잘 동작함.

* Espressif Systems (SDK V2.0.0 / AT V1.3)

4a-esp8266_at_instruction_set_en.pdf

esp8266_nonos_sdk_v2.0.0_16_08_10.zip

4Mbit = 512KiB 에 SDK V2.0.0 과 AT V1.3 이 올라간다고 메뉴얼에 적혀 있습니다만, 저는 되지 않더군요.

* [SDK Release] ESP8266_NONOS_SDK_V1.4.0_15_09_18

- https://bbs.espressif.com/viewtopic.php?f=46&t=1124

esp_iot_sdk_v1.4.0_15_09_18.zip

많은 firmware 를 테스트 하다 보니, 이 버전의 firmware update 후의 화면인지 기억이 잘... 여튼 성공 했었던것 같아요. 

Online 으로 firmware 를 업데이트 하는 FOTA 방식을 테스트 해봤습니다.

만, 마지막까지 문제 없이 진행되더니만 실패. Flash memory 용량이 적어 실패하는 듯. 

7. 32Mbit / 4MiB 로 업그레이드

우선 Flash chip 양쪽에 납을 충분히 먹이고 인두로 지지니 쉽게 떨어집니다. 무리해서 힘주지 않는게 포인트.

원래 실장되어 있던 flash memory 와 교체하려는 flash memory 크기만 비교해 봐도 꽤 다릅니다.

32Mbit Flash memory chip 을 납땜합니다. Oscillator 와 사이가 좁아서 힘들었습니다.

512KiB 칩은 조그마한 크기였는데, 4MiB 칩은 좀 큰 편이라, 기존 자리에 납땜 하려면 다리를 안쪽으로 구부려야 합니다.

ESP8266 DOWNLOAD TOOL 로 확인해 보니, 문제 없이 flash memory upgrade 가 완료 되었습니다.

구울 firmware 버전은 Non-OS 중에서 가장 최신 버전.

ESP8266_NonOS_AT_Bin_V1.7.4.zip

Flashing 할 때는, Address 를 정확히 따라야 합니다. V1.7.4 의 32Mbit (1024 KB + 1024 KB) 설정은 다음과 같습니다.

메뉴얼 대로 Address 잘 기입해서 flashing~!

문제 없이 booting 됩니다.

웃긴건, booting 할 때는 76,800 baud rate 로 동작하고 (위의 스샷에서 글씨가 깨지는 부분), 기본 모드에서는 115,200 baud 로 동작합니다.

8. WiFi 기능과 Sensor 값 입력을 동시에 수행

용량도 늘었으니, WiFi 기능을 사용하면서 sensor 값을 GPIO 14 으로 받아 internet 을 통해 값을 쏴주는 과정을, 아래 포스트에서 진행.

* Hardware | ZE08-CH2O Formaldehyde 센서 사용해보기

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ZE08-CH2O-Formaldehyde-sensor-using

Serial Monitor 에서 확인할 결과, GPIO 14 에서 입력 받은 값들도 정상적으로 확인.

인터넷을 통해서도 잘 값들이 전달됨도 확인 하였습니다. (자세한건 위의 포스트에서 확인 가능합니다.)

9. 추가 구매

이참에 ESP8266EX 시리즈를 추가로 구매 했습니다. 가지고 있는 ESP-01 이 납땜 실패로 사용할 수 없으니, ESP-01 도 추가 구매.

* ESP8266 ESP-01 ESP-01S ESP-07 ESP-12E ESP-12F remote serial Port WIFI wireless module intelligent housing system Adapter 2.4G
    - https://www.aliexpress.com/item/32339917567.html

ESP-01

언제 사용해 보겠냐며, ESP-07 도 구매.

ESP-07

ESP8266 chip 의 끝판왕 breakout 보드인 ESP-12F 도 구매.

ESP-12F

다음 포스팅 들은 ESP-07 / ESP-12F 에 대한 이야기가 되겠네요.

이 포스트와 관련된 ESP8266 글이 있습니다.

* Hardware | ESP-01 or ESP8266 사용기 - 1

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP01-or-ESP8266-using-1

* Hardware | ESP-01 or ESP8266 사용기 - 2

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP01-or-ESP8266-using-2

* Hardware | ESP-01 or ESP8266 사용기 - 3

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP01-or-ESP8266-using-3

ESP8266 은 지속적으로 개선된 버전을 firmware 업데이트를 통하여 적용하고 있습니다.

그러나, 요즘 나오는 새로운 firmware 는 16Mbit = 2MByte 이상 되는 용량이 있어야 update 가 가능합니다.

그 만큼 다양한 명령어와 프로그램이 추가되는 것이겠죠.

1. Flash Size

기존에 가지고 있는 ESP8266 의 메인칩 옆을 확인해 보면, 메인칩과 비슷한 크기의 Flash chip 이 붙어 있습니다.

제품 코드를 보니 Berg Miro 제품의 Flash memory 네요.

* BergMicro

- https://www.elnec.com/en/device/Berg+Micro/BG25Q80A+(ISP)/

25Q80SCP datasheet 는 못 찾았지만, 타 제조사 들과 비슷한 제품 코드를 사용하고 있으며,

그 사양서에 따르면 8M-bit/1M-byte 라고 되어 있네요. 즉, 위 부품도 1MiB 실장으로 보입니다.

2. Upgrade Chip

우선 업그레이드 할 Flash Chip 용량의 크기를 정해 봅시다.

32Mbit = 4MByte 정도면 충분할 것 같네요.

AliExpress 를 검색하던 중, 32M-bit/4M-byte 버전이 아래와 같이 두가지가 있습니다.

그 차이를 정확히 알지 못하니 일단 두개 모두 구입해 봅니다.

* 5PCS W25Q32BVSSIG SOP-8 W25Q32 SOP 25Q32BVSIG SMD W25Q32BVSIG 25Q32

- https://www.aliexpress.com/item/10PCS-W25Q32BVSSIG-SOP-8-W25Q32-SOP-25Q32BVSIG-SMD-W25Q32BVSIG-25Q32-free-shipping/32727772232.html

* 5PCS W25Q32FVSSIG SOP8 25Q32 SOP 25Q32FVSIG SOP-8 W25Q32FVSIG SMD W25Q32 new and original IC

- https://www.aliexpress.com/item/5PCS-W25Q32FVSSIG-SOP8-25Q32-SOP-25Q32FVSIG-SMD-new-and-original-IC-free-shipping/32541803919.html

3. W25Q32

두 가지 chip 의 차이를 확인해 봅시다. 일단 datasheet 를 첨부해요.

* W25Q32BV

- w25q32bv_revi_100413.pdf

* W25Q32FV

- w25q32fv_revi_10202015.pdf

사양서를 다 읽어보지는 못했지만, FEATURE 섹션만 비교해 보면,

SPI clock 과 data transfer rate 에서 F 버전이 더 성능이 좋습니다.

그래서 조금 더 비쌌던것 같습니다.

* W25Q32BV

* W25Q32FV

잘 도착해서 실물을 하나씩 꺼내 사진을 찍어 봤습니다.

4. Flash Chip 교환

기판에서 flash chip 만을 이쁘게 제거해야 합니다.

열풍기가 있으면 좋겠지만, 아직 가지고 있지 않으므로, 다른 방법으로 제거해 봅니다.

솔더윅 이구요. 기판에서 납을 빨아들여 제거해 주는 역할을 합니다.

액체 플럭스 이구요. 납을 쉽게 녹여주는 역할을 합니다.

SMD 칩의 쪼만한 다리들을 그냥 납땜하는건 힘든데, 이걸 발라 놓으면 납들이 쉽고 이쁘게, 알아서 붙어줍니다.

액체 플럭스와 솔더윅으로 지지고 있으니, 톡 하고 분리되네요.

음후후, 이걸 하기 위해 기다렸어!

플럭스의 찌꺼기를 깨끗하게 씻어내기 위해, 일반 약국에서 파는 에탄올을 바르고 칫솔로 쓱싹쓱싹.

95% 이상의 에탄올을 구입하고 싶은데, 쉽지 않네요. 일단 83% 라도 만족. 참고로 1000원에 구입.

훗, 깨끗해 졌군요.

새로운 칩을 자리 잘 잡아서 얹힌 다음, 액체 플럭스 바르고, 납땜하면 끝.

역시 마무리는 에탄올로 쓱싹쓱싹.

제거된 친구들. 잘가~.

ESP8266 은 총 3개를 가지고 있지만, 그 중 2개만 교환해 봤습니다.

RobotDyn 제품은 FV 버전으로.

Ai-Thinker 제품은 BV 버전으로 교환했습니다.

5. Flash 용량 확인

ESP FLASH DOWNLOAD TOOL 을 띄웁니다.

기존 Flash chip 교환 전 정보는, Vendor : GD, QUAD : 8Mbit 으로 표시됩니니다.

교체된 Flash chip 정보는, Vendor : WB, QUAD : 32Mbit 으로 표시됩니니다.

Ai-Thinker 버전은 납땜 하다가, 쪼만한 SMD 저항 하나가 날라가 버려, 그걸 찾아서 다시 붙이는데 애를 먹였으나, 잘 동작 하는군요.

6. Espressif 버전 firmware upgrade

Espressif 에서 제공되는 최신 firmware 로 업그래이드 해봅니다.

그런데 계속 제대로 동작하지 않더군요. 뭐가 문제일까...

그러다가 아래 링크를 찾게 됩니다.

* Flashing AT 1.7.0 binary firmware in 32m-c1 mode not working

- https://github.com/espressif/ESP8266_NONOS_SDK/issues/179

요지는, 32Mbit-C1 버전을 사용할 수 있어야 하지만 뭔가의 문제로 정상 동작하지 않고,

chip selection 에서 16Mbit-C1 을 선택해야 한다는 군요. 이렇게 되면, 32Mbit 의 넓은 영역을 다 활용하지 못할 터인데...

bug 가 고쳐지지 않는 이상 16Mbit-C1 으로 구워야 할 것 같습니다.

또한, 최신 Espressif 의 1.7 binary 버전은 only '1024+1024 flash map' 만에 대응한다 합니다.

어차피 '512+512 flash map' 은 찾을 수 없었습니다.

다운로드는 아래 두 군대에서 받을 수 있습니다.

하나는 AT command 버전은 1.7 이고, 다른 하나는 Non-OS SDK 가 3.0 입니다.

* ESP8266 AT Bin V1.7.0

- https://www.espressif.com/en/support/download/at?keys=&field_type_tid%5B%5D=14

- ESP8266_AT_Bin_V1.7.zip

* ESP8266 NONOS SDK V3.0.0

- https://www.espressif.com/en/support/download/sdks-demos?keys=&field_type_tid%5B%5D=14

- ESP8266_NONOS_SDK-3.0.zip

위의 두 파일 중 어떤것을 사용해도 상관 없습니다. 동일합니다.

위에서 이야기 했다 싶이, 기껏 32Mbit-C1 이지만, 설정에서는 16Mbit-C1 으로 해야 합니다.

또한 address 도 16Mbit-C1 에 맞춰서 해줘야 정상으로 동작합니다. (아래는 READ.me 파일 일부)

# BOOT MODE

## download

### Flash size 16Mbit-C1: 1024KB+1024KB

    boot_v1.2+.bin              0x00000

    user1.2048.new.5.bin        0x01000

    esp_init_data_default.bin   0x1fc000

    blank.bin                   0xfe000 & 0x1fe000

결과적으로 아래 파일들을 다음과 같이 address 에 맞춰 설정하면 됩니다.

- boot_v1.7.bin : 0x00000

- user1.2048.new.5.bin : 0x01000

- esp_init_data_default_v08.bin : 0x1fc000

- blank.bin : 0xfe000

- blank.bin : 0x1fe000

특별히 문제 없이 flashing 되었습니다.

putty 를 이용해 serial 접속 후, 기본적인 AT 명령어를 날려 봅니다. 문제 없군요.

최신 버전인 AT version:1.7.0.0 과 SDK:3.0.0 이 표시됩니다.

아쉽지만, 16Mbit(1024KB+1024KB) 로 설정됨을 확인할 수 있습니다.

7. Ai-Thinker 버전 firmware upgrade

Ai-Thinker 버전은 단순히 최신 버전을 다운로드 하여 flash memory 에 입히면 됩니다.

* ESP8266 latest SDK release

- https://wiki.ai-thinker.com/esp8266/sdk

- ai-thinker_esp8266_dout_32mbit-c1_v0.0.0.7s_20170804.rar

또한 address 는 0x00000 한개로 끝납니다.

- AiThinker_ESP8266_DOUT_32M-C1_0.0.0.7s_20170804.bin : 0x00000

32Mbit-C1 을 선택해도 특별히 문제 없습니다. (이게 정상)

Flashing 후에, putty 를 이용하여 Serial 로 연결해 봤습니다.

후훗. 32Mbit(1024KB+1024KB) 으로 잘 표시 되네요.

최신버전임을 보여 줍니다.

Ai-Thinker 는 특별히 Web Server 가 ESP8266 에서 돌아갑니다.

WiFi 에 접속 후, 할당받은 IP 로 접근해 보면, 아래와 같은 설정 UI 화면을 볼 수 있습니다.

한번 WiFi 를 통해 IP 를 받아 놓으면 Serial 통신을 하지 않더라도, web browser 를 통해서 간단한 설정을 할 수 있다는게 매력적입니다.

다만, internet 상에서 접근할 수 있으면, 그 만한 보안 대책도 마련되어야 하는데,

조그마한 firmware 에 보안 대책용 code 까지 집어 넣었을 수 없을 터이니, 사용하지 않는 편이 나은것 같습니다.

6. 주의점

ESP8266 은, reboot 이나, firmware update 후에는 꼭! serial 접속을 완전히 끊어서 재접속 하거나,

USB connection 마저도 끊었다가 다시 연결해야 합니다.

그렇지 않으면, 원활하게 동작 확인이 불가능할 때가 많습니다.

Reset 버튼 누르고 전원을 새롭게 인가했다 한들, serial connection 자체도 reset 하지 않으면,

AT command 가 먹히지 않아 제대로 동작하지 못한다고 생각할 수 있습니다.

이런 경우, 정상 동작 하지 않는다고 생각하여 다른 version 으로 flashing 해보는 등, 삽질이 길어질 수 있습니다.

Reset 할 때 마다, 매번 Serial connection 자체도 재연결 해야 하나 (엄청 귀찮음),

최대한 삽질을 적게 하고싶으면 Serial connection 도 같이 reset 하세요.

ESP8266 은 전원을 따로 확보해야 하고, Reset 할 때마다 connection 도 동시에 reset 해야 하는 등,

참 까다로운 디바이스인것 같습니다.

FIN

가지고 있는 ESP8266 의 Flash memory chip 까지 upgrade 해 봤으니,

이 다음으로는, 이 드넓은 메모리 영역을 활용해 보겠습니다.

아! 마지막으로, FV 버전이 flashing 할 때, 약 4배정도 더 빠릅니다.

부품은 비싼걸 구입하는 것이 정답이네요.

Update - 20200224

CO2 측정 결과 값을 ThingSpeak 에 올리기 위해, 다시금 가지고 있는 ESP-01 을 꺼냈습니다.

혹시나 해서 최신 firmware 를 확인해 봤더니, 새로운 버전 1.7.2 가 올라와 있네요.

ESP8266_NonOS_AT_Bin_V1.7.2_0.zip

위의 zip 파일에는 SDK 도 최신인 3.0.2 도 포함되어 있었습니다.

Update - 20200812

포름 알데히드 센서를 ESP-01 을 가지고 GPIO 를 확장하여 테스트 해보려다가 하나를 망가트렸습니다.

* Hardware | ZE08-CH2O Formaldehyde 센서 사용해보기

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ZE08-CH2O-Formaldehyde-sensor-using

예비를 위해 하나 추가 구매.

* ESP8266 ESP-01 ESP-01S ESP-07 ESP-12E ESP-12F remote serial Port WIFI wireless module intelligent housing system Adapter 2.4G

- https://www.aliexpress.com/item/32339917567.html

Flash 메모리는 8Mbit = 1MiB 용량입니다.

32Mbit = 4MiB 로 확장해 줍니다.

붙어있는 flash memory 를 분리해 내기 위해, 이번에는 납물을 많이 뭍히는 방법으로 제거 했습니다.

납물을 많이 뭍히면, 열을 조금 오랜동안 머금고 있으므로, 다른 한쪽에 인두를 가져다 댈 때까지 유지해주니 chip 이 쉽게 떨어집니다.

교체 완료.

32Mbit 으로 잘 인식합니다.

다만, 다른 캐패시터를 건드렸는지, 어디에선가 쇼트가 나는 듯 합니다. 전원에 연결하면, 전원쪽 regulator 가 엄청 뜨거워지네요.

SMD 납땜은 인두기로 작업하다 보면 옆의 부품을 건드리게 되니, SMD 납땜은 열풍기가 답인 듯 합니다.

이 글은 ESP8266 또는 ESP-1 을 가지고 노는 포스팅 이며, 이 글 전에 포스팅이 2개 있습니다.

* Hardware | ESP-01 or ESP8266 사용기 - 1

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP01-or-ESP8266-using-1

* Hardware | ESP-01 or ESP8266 사용기 - 2

- https://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP01-or-ESP8266-using-2

오늘은 ESP8266 / ESP-1 을 Serial 로 연결할 때, 사용되는 가장 간단한 AT command 에 대해 알아봅니다.

우선 정식 설명서를 첨부합니다.

* 4a-esp8266_at_instruction_set_en.pdf

참고로 putty 에서 명령어를 실행시키려면, Ctrl + J, M 을 타이핑 해야 ESP826 으로 command 를 날릴 수 있습니다.

1. AT

가장 간단한 command 이며, ready / 정상 상태인지를 알아보는 명령어 입니다.

OK 가 뜨면 OK 인겁니다.

2. AT+GMR

ESP8266 에 인스톨 되어 있는 firmware version 을 보여줍니다.

보통 Serial 접속하면, 가장 먼저 하게 되는 두 command 들입니다.

3. AT+CWMODE

ESP8266 을 어떤 모드로 사용할 것인지를 정할 수 있습니다.

보통 CWMODE:2 로 되어 있습니다.

이는 Access Point 로 활용하는 모드 입니다.

- 1: Network Device (client)

- 2: Access Point (AP)

- 3: Both

4. AT+CWLAP

근처에 접속 가능한 WiFi access point 들을 보여 줍니다.

5. AT+JAP

접속하고 싶은 AP 의 정보 - 이름과 비번 을 입력하여 접속합니다.

정상적으로 WiFi에 접속 후, IP 를 받았다고 뜨네요.

6. AT+CIFSR

AP 접속 후, 어떤 IP 를 받았는지 확인하는 command 입니다.

7. AT+CIPSTATUS

최종적으로 AP 로 접속 후, 어떤 상태인지 확인해 봅니다.

- 2: The ESP8266 Station is connected to an AP and its IP is obtained.

- 3: The ESP8266 Station has created a TCP or UDP transmission.

- 4: The TCP or UDP transmission of ESP8266 Station is disconnected.

- 5: The ESP8266 Station does NOT connect to an AP.

8. AT+CIUPDATE

인터넷을 통해 firmware 를 업데이트 하는 명령어 입니다.

참고로 flash ram 크기가 16Mbit = 2MByte 이상 되어야 사용 가능합니다.

- 1: find the server.

- 2: connect to server.

- 3: get the software version.

- 4: start updating.

정상적으로 update 가 되면, 자동으로 reboot 을 하게 됩니다.

자동 reboot 하면서, 다른 command 로는 확인할 수 없는 "SPI Flash Size & Map" 정보를 확인할 수 있습니다.

위의 결과는 16Mbit (1024KB+1024KB) 버전으로 firmware update 한 것이고,

아래 결과는 32Mbit (1024KB+1024KB) 버전으로 firmware update 한 결과 입니다.

9. AT+RST

문자 그대로 reset command 입니다.

ESP8266 을 reboot 시킵니다.

Ai-Thinker 사의 32Mbit (512KB+5212KB) 버전으로 firmware update 후, reset 한 결과는 다음과 같습니다.

FIN

ESP8266 을 가지고 Serial 접속 후, 가장 많이 쓰이고 간단한 명령어들을 소개해 봤습니다.

사실 PDF 의 메뉴얼에 보면 더 많은 command 들이 준비되어 있지만,

pre-condition 이 맞아야 하거나 환경적으로 매칭이 되지 않아 ERROR 를 내는 command 들이 대다수 입니다.

위의 내용 감안하셔서 참고하시면 좋겠습니다.

이 글은 전편이 있습니다.

* Hardware | ESP-01 or ESP8266 사용기 - 1

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-ESP01-or-ESP8266-using-1

이번에는 전편에서 풀지 못했던, ESP8266 chip 을 생산하는 ESPRESSIF SYSTEMS 사의 정식 firmware 를 입혀보는 포스트 입니다.

AI-Thinker 사는 firmware 를 한뭉텅이로 만들어 줘서 쉽게 firmware 를 입혔지만,

ESPRESSIF SYSTEMS 사는 address 라던지 파일 순서와 선택이 중요합니다.

1. ESP8266 adapter

전편에서도 사용했지만, 구매 정보를 올리지 않아서 여기에 기록으로 남깁니다.

* 2PCS For ESP-01 Esp8266 ESP-01S Model Of The ESP8266 Serial Breadboard Adapter To WiFi Transceiver Module Breakout UART Module

- https://www.aliexpress.com/item/Breadboard-Adapter-for-ESP8266-ESP-01-ESP-01S-Wifi-Transceiver-Module-Breakout/32775467213.html

두개 구입했고 1달정도 걸렸던것 같습니다.

기다리는 것이 익숙해 지긴 했지만, 빨리 확인해보고 싶은 경우는 조금 고통스럽네요.

양 다리는 스스로 납땜해야 합니다.

DIY 임을 명확하게 인지시켜주는 제품입니다.

DIY MORE 라는 회사가 눈에 자주 띄네요.

ESP8266 모듈을 끼우면 이렇게 됩니다.

가로를 세로로 변경해주는 방법입니다.

2. Flash Download Tool

그 사이 3.6.5 로 버전업을 했습니다.

* ESPRESSIF > Support > Download > Tools

- https://www.espressif.com/en/support/download/other-tools

아무래도 새로운 버전을 사용하는게 좋겠죠?

그리고 baud rate 도 처음엔 9600 만 사용해야 하는줄 알았는데, 이제는 115200 이 일반화 된것 같습니다.

그래서 요즘 버전들이 지원하는 115200 이상은 큰 문제가 없는듯 합니다.

3. NON-BOOT mode

이제 ESPRESSIF SYSTEMS 에서 내놓은 firmware 를 올려볼 차례 입니다.

여러 버전들이 존재하지만, 단순히 ready 상태를 띄워놓고 프로그래밍 하는 방법과, AT command 를 활용하는 두가지 방법이 있습니다.

우선 NON-BOOT mode 의 firmware 를 올려보겠습니다.

8Mbit = 1MiB 를 지원하는 NON-BOOT 버전은 2.0.0 이 마지막 버전인 듯 합니다.

(다른 버전에는 noboot 라는 디렉토리와 관련된 파일이 아예 없슴)

* ESP8266 NONOS SDK V2.0.0 20160810

- https://www.espressif.com/en/support/download/sdks-demos

- esp8266_nonos_sdk_v2.0.0_16_08_10.zip

위의 압축파일을 풀어보면, "README.md" 파일에 address 정보가 나와 있습니다.

* esp8266_nonos_sdk_v2.0.0_16_08_10\ESP8266_NONOS_SDK\bin\at\README.md

# NON-BOOT MODE
## download
    eagle.flash.bin              0x00000
    eagle.irom0text.bin          0x10000
    blank.bin
        Flash size 8Mbit:        0x7e000 & 0xfe000
        Flash size 16Mbit:       0x7e000 & 0x1fe000
        Flash size 16Mbit-C1:    0xfe000 & 0x1fe000
        Flash size 32Mbit:       0x7e000 & 0x3fe000
        Flash size 32Mbit-C1:    0xfe000 & 0x3fe000
    esp_init_data_default.bin (optional)    
        Flash size 8Mbit:        0xfc000
        Flash size 16Mbit:       0x1fc000
        Flash size 16Mbit-C1:    0x1fc000
        Flash size 32Mbit:       0x3fc000
        Flash size 32Mbit-C1:    0x3fc000

플러쉬 tool 에서 메모리 사이즈에 맞는 파일과 address 를 지정해 주면 됩니다.

저는 8Mbit = 1MiB 플레쉬 메모리 이므로 해당하는 값을 챙깁니다.

위의 설정에서 참고로, "CrystalFreq" 부분을 26M 로 하는 것은, 실제로 ESP8266 에서 26MHz 오실레이터를 사용하기 때문입니다.

플레쉬 회로 구성은 1편에서 자세히 다뤘습니다.

주의할 점은, flashing 할 때에는 아래처럼 "추가 전원" 이 꼭 필요하다는 점 잊지 마시구요.

Flash Download Tools 의 콘솔 화면입니다.

문제 없이 완료되면 위의 그림처럼 보입니다.

putty 로 접속하고, 만들어지 회로에서 RST 버튼을 누르면 아래처럼 ready 상태를 확인할 수 있습니다.

4. BOOT mode

BOOT mode 로 사용하게 되면 AT command 를 통해서 직접 ESP8266 을 컨트롤 할 수 있습니다.

1MiB 짜리 ESP8266 에 대응하는 BOOT mode 의 최신버전은 현재 기준 V2.2.1 인것 같습니다.

V3.0.0 이상으로 올라가면, flash memory 가 1MiB 초과하는 버전만 대응한다고 문서에 나와 있어요.

* ESP8266 NONOS SDK V2.2.1

- https://www.espressif.com/en/support/download/sdks-demos

- ESP8266_NONOS_SDK-2.2.1.zip

아래 AT Instruction Set 문서의 1.2.4 섹션을 보면 8Mbit Flash address 에 대해 나와있습니다.

* ESP8266 AT Instruction Set

- https://www.espressif.com/en/support/download/documents?keys=&field_type_tid%5B%5D=14

- 4a-esp8266_at_instruction_set_en.pdf

위의 정보에서 boot.bin 부분을 boot_v1.6.bin 으로 바꿔서 flashing 하면 됩니다.

물론 동일한 디렉토리에 존재하는 boot_v1.7.bin 도 해봤습니다. 그치만 booting 되면 1.6 으로 뜨더군요.

아마 내부 로직으로 인하여 v1.7 은 overwrite 가 되지 않는것 같습니다.

Flash 잘 되었구요.

동영상도 올려 봅니다.

확인해 보니, 완전 최신으로 업데잇 되었습니다 (얏호~).

그치만 Ai-Thinker 는 web server 가 기본 장착되어 있지만, ESPRESSIF SYSTEMS 의 firmware 에는 없나 봅니다.

IP 를 얻고 접속해 봐도 web page 가 뜨지 않습니다.

FIN

이제 ESP8266 에 대한 firmware 방법은 마스터 한것 같습니다.

다음에는 AT command 활용과 sketch 올리는 법, 그리고 메모리 업그래이드 하는 방법을 시도해 보겠습니다.

1. 시작

아두이노에 연결해서 사용할 수 있는 저가의 Wi-Fi 모듈로는,

유명한 Espressif Systems 사의 ESP8266 와, Ai-Thinker 사의 ESP-01 모듈이 있습니다.

다른 여타 sensor 나 module 처럼 금방 사용할 수 있겠지 하고 덤볐다가, 지옥이 열렸습니다.

* ESP8266

- https://en.wikipedia.org/wiki/ESP8266

저가이면서 Wi-Fi 구성이 된다니, 신기할 따름입니다.

바로 구매하여 확인해 봅니다.

2. 구매

AliExpress 에서 쉽게 검색이 됩니다.

외형이 살짝 다른 두 종류가 있어서 두가지 모두 구입해 봅니다.

한개는 8Mb flash memory 라고 하는군요.

* ESP-01, ESP8266,WIFI module 8Mb flash memory

- https://www.aliexpress.com/item/WIFI-module-ESP-01-ESP8266-8Mb-flash-memory/32733744011.html

* Upgraded version ESP-01 ESP8266 serial WIFI wireless module wireless transceiver ESP01 ESP8266-01

- https://www.aliexpress.com/item/Free-shipping-ESP8266-serial-WIFI-wireless-module-wireless-transceiver/32341788594.html

3. 외형

모양은 이렇게 생겼습니다.

제조사는 다르지만 기본 chip 및 구성은 거의 동일합니다.

위의 그림에서 8Mbit Flash 라는 제품이 밑에 보이는 것인데,

memory chip 두께가 살짝 더 두꺼워 보입니다.

평범한 뒷모습.

4. Pin 배열

Pin out 이 2열로 되어 있어서, 빵판에서 그냥 꼽으면 short 가 발생합니다.

점퍼선으로 연결해도 되지만 깔끔하지 못할 뿐더러 연결시 자꾸 헷갈리기도 합니다.

Wi-Fi 모듈 보드 한쪽이 안테나를 형성하고 있어서,

이렇게 한쪽으로 모두 pin 을 모아야 하는 것은 이해가 갑니다만 빵판에서는 최악입니다.

꽤나 불편합니다.

AliExpress 에서 우연하게 breadboard 에서 편하게 사용할 수 있도록 해주는 adapter 를 발견하였습니다.

* 2PCS For ESP-01 Esp8266 ESP-01S Model Of The ESP8266 Serial Breadboard Adapter To WiFi Transceiver Module Breakout UART Module

- https://www.aliexpress.com/item/Breadboard-Adapter-for-ESP8266-ESP-01-ESP-01S-Wifi-Transceiver-Module-Breakout/32775467213.html

아래는 실재 사용한 사진입니다.

수직을 수평으로 피면서 양쪽으로 pin 들을 분리해주는 

이 adapter 를 사용하면, 이쁘게 양쪽으로 pin 들을 구분해 줍니다.

여러분들도 꼭 구입해 보아요.

5. 먼저 알고 있어야 할 것들 - BAUD RATE

ESP8266 은 쉽게 접근할 수 있는 모듈이 아닙니다.

값싸고 성능이 괜찮은 대신, 문제 없이 구동시키려면 몇 가지 조건이 충족되어야 합니다.

이런 배경지식 없이 덥볐다가 시행착오에 꽤 많은 시간을 쏟아 부어야 했습니다.

거의 모든 ESP8266 모듈들은 공장 출하시 UART serial IO 속도가 115200 으로 정해져 있습니다.

Arduino Mega 와 같이 HW Serial 이 두개면 문제가 없습니다.

단, Arduino Uno/Nano 의 경우, 하나밖에 없는 HW Serial 을 USB 연결용으로 사용해 버리므로 문제가 됩니다.

결국, Arduino Uno/Nano 는 ESP8266 와 SoftwareSerial 로 연결되어야 하나,

SoftwareSerial 은 115200 처럼 높은 baud rate 를 지원하지 않습니다.

그래서 연결하려는 arduino 가 Uno/Nano 라면, BAUD RATE 를 변경해 줄 필요가 있습니다.

다음은 AT 명령어를 이용하여 통신 속도를 변경하는 방법 입니다.

AT+UART_DEF= baudrate , databits , stopbits , parity , flow control

보통 9600 으로 설정시 다음과 같은 명령어를 사용합니다.

AT+UART_DEF=9600,8,1,0,0

여기서 주의할 점은, ESP8266 에 구워진 AT 명령어 firmware 버전에 따라 사용하면 안되는 명령어들이 있습니다.

"AT+CIOBAUD=9600" 나 "AT+IPR=9600" 는 일시적으로만 동작되거나 ESP8266 을 벽돌로 만들어 버릴 수도 있습니다.

그러므로, 항상 최신버전의 AT firmware 를 먼저 굽고 사용해야 합니다.

firmware upgrade 에 대해서는 아래에서 자세하게 다룹니다.

6. 먼저 알고 있어야 할 것들 - 충분한 전류

ESP8266 모듈은 전력을 많이 소비합니다. 250mA 정도는 사용한다고 하네요.

ESP8266 구동에 필요한 3.3V 를 지원하기는 하지만,

200mA 이상 나오지 않는 Nano 의 3.3V 포트에 연결하면 정상적으로 동작하지 않습니다.

전류가 부족해서 나타나는 증상은, LED indicator 가 정상적으로 점멸하지 않다거나,

(아래 사진은 추가 전원을 이용하여 정상적으로 동작하는 모습)

AT 명령어에 대한 response 가 중구난방입니다.

전력을 충분히 공급하는 회로로는 3가지가 있습니다.

하나. arduino + level shifter

Uno 5V 포트는 3.3V 포트에 비해 더 많은 전류를 지원해 주지만,

거의 300mA 에 육박하는 전류를 커버하기 위해서는 외부 전원장치가 필요하므로, 이 방법은 시도해 보지 않았습니다.

둘. 외부 전력 공급장치

아래 보이는 것처럼 외부 전력 공급장치를 사용하는 것입니다.

예전 빵판 구입시 딸려 온 것을 사용해 봤습니다.

* Hardware | MB102 Breadboard Power Supply Module 를 사용해 보자

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-MB102-Breadboard-Power-Supply-Module

셋. FTDI USB 모듈이나 그 호환 모듈

FTDI 나 CP2102 를 사용하면, 중간에 arduino 와 연결할 필요 없이 PC 와 직접 연결이 가능하며,

모듈 자체적으로 3.3V 및 충분한 전류가 공급됩니다.

저 개인적으로는 FTDI 모듈보다 CP2102 가 더 안정적인 동작을 보이는것 같습니다.

참고로 FTDI 일 경우, 장치 관리자에서 단순히 "USB Serial Port" 로 보여서 port 번호를 알 수 없습니다.

(Arduino IDE 를 띄우면 port 정보가 나오기는 함)

이는 Driver install 시에 보면, Driver 2개가 서로 연동 하면서 변경되는 port 정보를 알 필요 없이 만들어주기 위한 방법으로 보입니다만,

저에겐 오히려 귀찮은 방식입니다.

반면 CP2102 일 경우, 포트번호가 표시되므로, putty 를 이용하여 serial 접속시 포트번호를 지정할 수 있습니다.

앞으로 ESP8266 에 관련된 확인은 CP2102 를 가지고 진행하겠습니다.

7. 먼저 알고 있어야 할 것들 - 최신 firmware

AliExpress 를 통해서 구매한 firmware 들은 2015년 이전 버전을 그대로 적용해서 출하하고 있습니다.

Firmware 버전이 너무 낮으면, 대응되는 명령어도 적을 뿐더러 뭔가 많이 불안한 반응을 보입니다.

가능하면 최신 버전으로 flash 해줘야 마음이 편합니다.

Ai-Thinker 사에서 최신 firmware 라고 올라와 있는 것을 간단하게 flash 해서 update 한 결과 입니다.

여기까지 오는데 8개월 걸렸네요.

그렇습니다.

결국 이 ESP8266 을 잘 쓰려면, firmware flash 를 잘 해놓는게 가장 기본이 됩니다.

그러기 위해서는 충분한 전류를 공급하는 전원도 구비해야 하는 것 이구요.

8. 먼저 알고 있어야 할 것들 - flash 파일

Flash 파일은 몇가지 종류와 버전이 존재합니다.

Espressif Systems 사에서 공개한 일반적인 버전의 flash file 과, Ai-Thinker 사가 공개한 flash file 이 있습니다.

오늘 flashing 하려는 것은 Ai-Thinker 사의 Wi-Fi 모듈이므로, 해당 모듈용 최신 파일을 준비합니다.

* ESP8266 最新SDK发布

- http://wiki.ai-thinker.com/esp8266/sdk

- ai-thinker_esp8266_dout_aicloud_v0.0.0.6_20170517.7z

압축을 풀면 몇가지 버전이 나오는데, 저는 8Mbit 인것 같아서, 작은 사이즈의 8Mbit 을 사용합니다.

또한 flashing 할 때, flash file 별로 메모리상의 주소를 지정해 줘야 합니다.

다행히 Ai-Thinker 사는 한 뭉탱이로 flash file 을 만들어 놔서, 주소가 메모리 첫번째 부터 쓰게끔 "0x00000" 을 지정하면 됩니다.

다른 버전과 좀더 복잡한 내용은 다음 post 에서 다루도록 하겠습니다.

(내용이 너무 넘처남...)

9. 먼저 알고 있어야 할 것들 - flash tool

Firmware upgrade 를 위한 flash tool 로는 몇가지가 있지만,

저는 "Espressif Systems" 사에서 공개하고 있는 "FLASH_DOWNLOAD_TOOLS" 가 사용하기 편했습니다.

* FLASH_DOWNLOAD_TOOLS V3.6.4

- flash_download_tools_v3.6.4_0.rar

* FLASH_DOWNLOAD_TOOLS V2.4

- FLASH_DOWNLOAD_TOOLS_v2.4_150924.7z

V3.6.4 에서는 baud rate 가 기본 115200 이상만 지원합니다.

만일 arduino 와 연결을 위해 9600 으로 낮추게 설정 했을 경우에는 firmware 를 upgrage 하기 위해 AT+UART_DEF 를 사용해야 하나,

혹시 그 firmware version 이 낮아서 이 command 를 못 알아먹을 경우에는 방법이 없습니다.

그럴 때에는 version 이 낮아서 조금 찜찜하기는 하나, 9600 을 지원하는 V2.4 를 사용하면 됩니다.

이제 "어떻게" 잘 firmware flash 를 하는지를 알아봐야겠습니다.

10. Firmware flashing 회로

Flashing 을 위한 회로는 몇가지가 있지만, 저는 아래 글을 참고하였습니다.

* Update the Firmware in Your ESP8266 Wi-Fi Module

- https://www.allaboutcircuits.com/projects/update-the-firmware-in-your-esp8266-wi-fi-module/

CH_PD 핀에 전원 인가 시 필히 저항을 달았으며,

RST 에 reset switch 와 GPIO0 에 flash 용 swtich 를 달았습니다.

똑딱이 스위치를 이 회로를 구성하기 위해서 구입했더랬습니다!!!

* Hardware | 스위치 부품 구매하기

- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-buying-switch-components

스위치의 사용법은 다음과 같습니다.

1. RST 의 스위치를 누른다.

2. FLASH 의 스위치를 누른다.

3. RST 의 스위치에서 손을 뗀다.

4. FLASH 의 스위치에서 손을 뗀다.

5. Flash program 에서 "시작" 을 누른다.

안정적으로 전원이 공급되므로 LED 가 정상으로 점등, 점멸 합니다.

11. Firmware flashing

굳이 V2.4 을 이용하여 flash 하였습니다.

위에서 열거한 방법을 반복해 보자면, 아래처럼 진행하면 됩니다.

1. RST 의 스위치를 누른다.
2. FLASH 의 스위치를 누른다.
3. RST 의 스위치에서 손을 뗀다.
4. FLASH 의 스위치에서 손을 뗀다.
5. Flash program 에서 "시작" 을 누른다.

여기까지 오는데 8개월이 걸렸습니다.

눈물좀 훔치겠습니다... ㅠ.ㅠ

정상적으로 진행되는 과정의 스샷 입니다. 5% 진행되었을 때 캡춰했네요.

아래는 flash start 누른 후의 화면들을 캡춰 했습니다.

여러가지 확인하는 과정들이 있네요.

동영상으로 떠 봤습니다.

지금 다시 봐도 감격스럽네요.

12. ESP8266 에 console 로 접속하기

PC 에서 console 접속하려면 terminal 어플이 필요합니다.

여기서는 open source 이면서 사용하기 편한 putty 를 이용했습니다.

* Download PuTTY: latest release (0.70)

- https://www.chiark.greenend.org.uk/~sgtatham/putty/latest.html

이제 문제없이 접속이 되니, putty 를 통해서 serial port 로 연결합니다.

AT 를 치고, Ctrl + M, J 하면 타이핑한 내용이 ESP8266 에 전송되고 그 결과를 보여줍니다.

접속 mode 라던지, 현재 상태, 그리고 집에서 쓰는 Wi-Fi AP 에서 할당받은 IP 를 확인해 봤습니다.

(따로 AT+CWJAP 이라는 command 를 통해서 접속하는 과정이 필요)

위에서 마지막에 나오는 "192.168.123.135" 이 ESP8266 이 할당받은 IP 입니다.

ESP8266 은 내부에 web server 를 탑재하고 있어서 browser 를 통해서도 접속이 가능합니다.

이 외에 여러가지 AT command 들이 있습니다만,

글이 너무너무 길어지기에 오늘은 간단한 결과 들만 올려 봅니다.

(누차 이야기 하지만, 여기까지 오는데 8....)

13. ESP8266 에 web 으로 접속하기

브라우저에서 접속해본 스샷입니다.

몇가지 설정을 web 을 통해서도 수정할 수 있게 되어 있네요.

아래는 web 에서 제공하는 "REBOOT" 버튼을 클릭하고 얻은 결과 입니다.

정상적으로 잘 동작 합니다.

FIN

오랜 시행착오의 시간이 지나갔습니다. (사실 주말 가끔밖에 시간이 안나서...)

ESP8266 은 기능이 다양하고 강력한 대신, 길들여서(?) 사용하기가 여간 까다롭지 않습니다.

배경 지식도 많이 필요하구요.

다른 블로그 글들을 보면, 다들 쉽게 하던데 왜 나는 이렇게 어렵게 하는지 모르겠습니다.

이왕 여기까지 온거, 완벽하지는 않지만 납득이 가는 선까지 정리해 보고자 합니다.

다음 포스트에서는 나머지 이야기들을 정리해 보겠습니다.