ESP32와 OLED 디스플레이를 이용한 인터넷 시계

 

ESP32와 OLED 디스플레이를 이용한 인터넷 시계

 

이전 튜토리얼에서는 DS3231과 ESP32를 사용하여 RTC 시계를 만들었습니다 . 하드웨어 요구 사항을 최소화하기 위해 RTC 모듈을 사용하지 않는 인터넷 시계를 만들어 보겠습니다 . 이 인터넷 시계는 RTC 시계보다 더 정확합니다. ESP32는 Wi-Fi 모듈이므로 인터넷에 쉽게 연결할 수 있습니다. 따라서 Wi-Fi를 통해 인터넷에서 시간을 가져오기 위해 NTP(네트워크 시간 프로토콜)와 UDP(사용자 데이터그램 프로토콜)를 사용합니다. 이 인터넷 시계는 IoT 프로젝트를 구축할 때 매우 유용할 수 있습니다.

 

 

 

NTP 서버란 무엇인가요?

 

네트워크 시간 프로토콜 ( NTP )은 시스템과 데이터 네트워크 간의 시간 동기화에 사용되는 네트워킹 프로토콜입니다. NTP 프레임워크는 인터넷 시간 서버에 의존합니다. NTP는 하루 중 시간을 정확하게 조정하는 알고리즘을 가지고 있습니다. NTP 서버는 UDP 포트 123을 사용하여 클라이언트 컴퓨터로 현재 시간을 전송하는 소프트웨어를 실행합니다. 이 프로젝트에서는 ESP32를 사용하여 NTP 서버에서 시간을 가져와 OLED 디스플레이에 표시합니다.

 

 

UDP 서버와 NTP 서버 간의 통신

 

필요한 재료:

ESP32

128*64 OLED 디스플레이

브레드보드

수-암 와이어

 

회로도:

 

 

ESP32와 OLED 디스플레이를 이용한 인터넷 시계 회로도

 

여기서는 SPI 모드를 사용하여 128x64 OLED 디스플레이 모듈(SSD1306)을 ESP32에 연결합니다. 따라서 7개의 핀이 사용됩니다. ESP32와의 연결은 다음과 같습니다.

 

1. OLED의 CS(칩 선택) 핀 -> ESP32의 D5 핀
2. OLED의 DC 핀 -> ESP32의 D4 핀
3. OLED의 RES 핀 -> ESP32의 D2 핀
4. OLED의 SDA 핀 -> ESP32의 MOSI, 즉 D23 핀
5. OLED의 SCK 핀 -> ESP32의 D18 핀(즉, SCK 핀)
6. OLED의 Vdd -> ESP32의 Vcc
7. OLED 접지 -> ESP32 접지

 

ESP32용 보드 파일이 필요합니다. 아두이노 IDE의 보드 관리자 드롭다운 메뉴에서 ESP32 개발 키트를 찾아보세요. 만약 없다면 아래 링크의 단계를 따르세요.

 

https://circuitdigest.com/microcontroller-projects/getting-started-with-esp32-with-arduino-ide

 

이 프로젝트에 ESP12를 사용할 수도 있습니다. ESP12 사용법은 여기에서 확인하세요.

 

위 글에서 설명한 대로 아두이노 IDE를 사용하여 프로그램을 작성하겠습니다.

 

코드 설명:

 

ESP32 인터넷 시계의 전체 코드는 이 글의 끝부분에 나와 있습니다. 여기서는 코드의 몇 가지 중요한 부분을 설명하겠습니다.

 

코드에서 사용할 몇 가지 라이브러리가 필요하며, 아래 링크에서 다운로드할 수 있습니다.

 

1. Adafruit_SSD1306: https://github.com/adafruit/Adafruit_SSD1306

2. SPI: https://github.com/PaulStoffregen/SPI

3. Adafruit_GFX: https://github.com/adafruit/Adafruit-GFX-Library

4. NTPClient: https://github.com/arduino-libraries/NTPClient

5. WiFiUDP: https://github.com/esp8266/Arduino/tree/master/libraries/ESP8266WiFi

 

그래서 우리는 모든 라이브러리를 포함시켰고 Wi-Fi 이름과 비밀번호를 입력하기 위한 변수를 정의했습니다.

 

#include <WiFi.h> 
#include <SPI.h> 
#include <Adafruit_GFX.h> 
#include <Adafruit_SSD1306.h> 
#include <NTPClient.h> 
#include <WiFiUdp.h>
 
const char* ssid = "*******"; // 와이파이 이름 
const char* password = "*********"; // 와이파이 비밀번호

 

 

여기서 NTPClient.h 라이브러리는 시간 서버에 연결하는 데 사용됩니다. 이 라이브러리는 NTP 서버에서 시간을 가져와 동기화합니다. 또한 WiFiUdp.h 라이브러리는 UDP 메시지를 송수신하는 데 사용됩니다. UDP는 시스템에서 NTP 서버로 짧은 메시지를 주고받는 프로토콜입니다.

 

인터넷에서 시간을 가져오려면 NTP용 프로그램에 세 개의 변수를 정의해야 합니다.

 

NTP_OFFSET 은 해당 국가의 시간대입니다. 예를 들어 인도의 경우 +5:30이므로 초 단위로 환산하면 19800입니다.

NTP_INTERVAL 은 NTP가 시간을 업데이트하는 데 걸리는 시간 간격입니다. 이 값은 60~64초입니다.

NTP_ADDRESS 는 해당 국가의 NTP 서버 주소입니다. 인도의 경우 " in.pool.ntp.org "를 사용할 수 있습니다.

 

#define NTP_OFFSET 19800 // 초 단위 
#define NTP_INTERVAL 60 * 1000 // 밀리초 단위 
#define NTP_ADDRESS "1.asia.pool.ntp.org"
 
WiFiUDP ntpUDP; 
NTPClient timeClient(ntpUDP, NTP_ADDRESS, NTP_OFFSET, NTP_INTERVAL);

 

 

설정 기능 에서 인터넷 연결을 위해 Wi-Fi 설정을 초기화합니다.

 

void setup() 
{ 
display.begin(); 
Serial.begin(9600); 
Serial.println(); 
Serial.println(); 
Serial.print("Connecting to "); 
Serial.println(ssid); 
WiFi.begin(ssid, password); 
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) 
{ 
delay(500); 
Serial.print("."); 
} 
Serial.println(""); 
Serial.println("WiFi connected."); 
Serial.println("IP address: "); 
Serial.println(WiFi.localIP()); 
timeClient.begin();

 

 

그런 다음 OLED에 시간을 표시하도록 디스플레이 기능을 초기화합니다.

 

display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC);

 

반복문 함수 내에서 timeClient.update() 함수 를 사용했습니다 . 이 함수는 NTP에서 업데이트된 시간을 문자열 형태로 받아 formattedTime 변수에 저장합니다. 그런 다음 display.println() 함수를 사용하여 OLED에 표시합니다 .

 

void loop() 
{ 
timeClient.update(); 
String formattedTime = timeClient.getFormattedTime(); 
display.clearDisplay(); 
display.setTextSize(2); // 필요에 따라 이 매개변수를 설정하세요. 
display.setCursor(0, 0); 
display.println(formattedTime); }

 

 

전체 프로그램은 아래에 나와 있습니다. 이제 아두이노 IDE를 사용하여 ESP32를 프로그래밍하면 인터넷 시계가 시간을 표시할 준비가 완료됩니다.

 

전체 프로젝트 코드

 

#include <WiFi.h>
#include <SPI.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>
#include <NTPClient.h>
#include <WiFiUdp.h>
const char* ssid     = "*******";
const char* password = "*********";
#define NTP_OFFSET  19800 // In seconds 
#define NTP_INTERVAL 60 * 1000    // In miliseconds
#define NTP_ADDRESS  "1.asia.pool.ntp.org"
WiFiUDP ntpUDP;
NTPClient timeClient(ntpUDP, NTP_ADDRESS, NTP_OFFSET, NTP_INTERVAL);
#define OLED_MOSI  23
#define OLED_CLK   18
#define OLED_DC    4
#define OLED_CS    5
#define OLED_RESET 2
Adafruit_SSD1306 display(OLED_MOSI, OLED_CLK, OLED_DC, OLED_RESET, OLED_CS);
void setup()
{
display.begin();
Serial.begin(9600);
Serial.println();
Serial.println();
Serial.print("Connecting to ");
Serial.println(ssid);
WiFi.begin(ssid, password);
while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
{
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println("");
Serial.println("WiFi connected.");
Serial.println("IP address: ");
Serial.println(WiFi.localIP());
timeClient.begin();
display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC);
display.clearDisplay();
display.setTextColor(WHITE);
//display.startscrollright(0x00, 0x0F);
display.setTextSize(2);
//display.setCursor(0,0);
//display.print("  Internet ");
//display.println("  Clock ");
//display.display();
//delay(3000);
}
void loop()
{
timeClient.update();
String formattedTime = timeClient.getFormattedTime();
// Serial.println(formattedTime);
display.clearDisplay();
display.setTextSize(2);
display.setCursor(0, 0);
display.println(formattedTime);
display.display();   // write the buffer to the display
delay(10);
delay(100);
}