ESP32 제대로 활용하지 못하는 숨겨진 기능 10가지

대부분의 사람들은 ESP32를 Wi-Fi, 블루투스, 센서, 릴레이, 웹 서버와 같은 간단한 프로젝트에 사용합니다. 하지만 ESP32에는 대부분의 메이커들이 제대로 활용하지 못하는 숨겨진 기능들이 많이 있습니다.

 

이 영상에서는 여러분의 프로젝트를 더욱 스마트하고, 깔끔하고, 빠르고, 전문적으로 만들어 줄 ESP32의 숨겨진 기능 10가지를 소개합니다.

 

참고 동영상 링크 - 이미지 캡쳐 활용할 것

 

저전력 배터리 프로젝트를 위한 ULP 코프로세서, 유연한 핀 라우팅을 위한 GPIO 매트릭스, 내장 정전식 터치 핀, 부드러운 디스플레이와 오디오를 위한 DMA, Wi-Fi 무차별 모드, RTC 메모리, 내부 온도 감지, 동적 CPU 주파수 제어, 심지어는 소형 AM 라디오 실험까지 다룹니다.

 

이러한 기능들은 ESP32 메이커, 아두이노 사용자, DIY 전자제품 제작자, PCB 설계자, 그리고 더 나은 임베디드 프로젝트를 만들고 싶어하는 모든 사람에게 유용합니다.

 

관련 포스팅은 아래와 같습니다. 아무래도 이 포스팅이 가장 자세하게 설명되어 있습니다.

 

ESP32 잘 알려지지 않은 10가지 숨겨진 기능과 사양 https://fishpoint.tistory.com/13556 

ESP32 보드에서 사람들이 잘 모르는 유용한 사용 방법 10가지 https://fishpoint.tistory.com/13578 

ESP32 성능의 10%만 사용하는 것은 이제 그만! https://fishpoint.tistory.com/13557 

ESP32 사용자가 잘 모르는 기능 10가지 https://fishpoint.tistory.com/13555 

 

 

ESP32 숨겨진 기능 10 가지

1. 배터리 프로젝트를 위한 ULP 코프로세서
2. GPIO 매트릭스와 유연한 핀 라우팅
3. 내장 정전식 터치 핀
4. 부드러운 디스플레이 및 오디오를 위한 DMA
5. Wi-Fi 무차별 모드
6. 숨겨진 홀 센서
7. 딥 슬립 후 RTC 메모리
8. 내부 온도 센서
9. ESP32 AM 라디오 실험
10. 동적 CPU 주파수 제어

 

중요 참고:

일부 기능은 ESP32 칩 변형 및 개발 프레임워크에 따라 달라집니다. 최종 프로젝트에서 이러한 기능을 사용하기 전에 항상 사용 중인 ESP32 보드의 데이터시트와 핀아웃을 확인하십시오.

 

ESP32의 숨겨진 기능 중 어떤 기능이 가장 놀라웠나요?

 

아래에 댓글을 남겨주시고 다음 프로젝트로 어떤 기능을 다뤄보면 좋을지 알려주세요.

 

 

ESP32는 DIY 전자제품 제작에 가장 인기 있는 보드 중 하나입니다. 대부분의 사람들은 이를 간단한 용도로 사용합니다. Wi-Fi, 블루투스, 센서, 릴레이, 간단한 웹 페이지 등을 구현하는 데 사용하죠. 하지만 이 작은 보드는 그 이상의 기능을 가지고 있습니다. 배터리 소모를 줄이고, 핀 문제를 해결하고, 불필요한 버튼을 제거하고, 디스플레이를 더욱 부드럽게 만들고, 심지어는 소형 라디오 실험까지 가능하게 하는 숨겨진 기능들이 있습니다.

 

이 영상에서는 여러분의 프로젝트를 더욱 스마트하고, 깔끔하고, 전문적으로 만들어 줄 ESP32의 숨겨진 기능 10가지를 소개합니다.

 

첫 번째 기능은 바로 ULP 코프로세서입니다.

 

배터리 기반 프로젝트의 가장 큰 문제점은 전력 소모입니다. ESP32가 항상 깨어있는 상태라면 배터리가 빠르게 소모됩니다. 딥 슬립 모드는 전력을 절약해 주지만, 딥 슬립 모드에서는 일반 코드가 실행되지 않습니다.

 

그렇다면 메인 칩이 슬립 모드일 때도 어떻게 센서를 계속 모니터링할 수 있을까요? 바로 ULP 코프로세서가 그 역할을 합니다. ULP는 초저전력(Ultra Low Power)을 의미합니다. ESP32 내부에 있는 작은 도우미라고 생각하면 됩니다. 메인 CPU가 슬립 모드일 때 간단한 센서나 GPIO 핀을 확인할 수 있습니다. 중요한 일이 발생하면 ESP32 메인 칩이 깨워집니다. 이는 식물 모니터, 도어 센서, 기상 관측소와 같은 배터리 프로젝트에 매우 유용합니다.

 

두 번째 기능은 GPIO 매트릭스입니다.

 

PCB를 설계할 때 배선이 매우 복잡해질 수 있습니다. 한 선이 다른 선과 교차하게 되죠. 많은 보드에서 핀 위치가 고정되어 있어 원래 핀 위치를 그대로 사용해야 합니다. 하지만 ESP32에는 GPIO 매트릭스라는 기능이 있습니다. 칩 내부에 있는 소프트웨어 배선 라우터라고 생각하면 됩니다.

 

코드를 사용하여 여러 신호를 다른 핀으로 이동할 수 있습니다. 따라서 SDA, SCCL, UART 또는 PWM 신호를 다른 핀으로 이동하여 보드를 더 깔끔하게 만들 수 있다면 소프트웨어로 그렇게 할 수 있습니다. 하지만 모든 핀이 모든 작업에 적합한 것은 아닙니다. GPIO 매트릭스는 유연성을 제공하지만, PCB를 주문하기 전에 항상 핀 위치를 확인해야 합니다.

 

세 번째 기능은 내장 터치 핀입니다.

 

물리적인 버튼이 항상 필요한 것은 아닙니다. 별도의 터치 모듈이 항상 필요한 것도 아닙니다. 많은 ESP32 보드에는 칩에 터치 핀이 내장되어 있습니다. 이 핀들은 손가락이 가까이 다가오면 감지할 수 있습니다. 터치 핀에 전선이나 구리 패드를 연결한 다음 플라스틱이나 아크릴 뒤에 숨길 수 있습니다. 이제 프로젝트에 숨겨진 터치 버튼이 생겼습니다.

 

하지만 터치 감지 값은 변할 수 있습니다. 전선 길이, 습도, 케이스 재질 등이 값에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 정상 값과 터치 후 값을 측정하고 그 사이의 값으로 제한값을 설정해야 합니다.

 

네 번째 기능은 DMA입니다.

 

디스플레이와 오디오는 프로젝트 속도를 저하시킬 수 있습니다. TFT 디스플레이는 많은 데이터를 필요로 하고, LED 매트릭스는 빠른 업데이트가 필요합니다.

 

오디오 또한 지속적인 데이터 흐름이 필요합니다. CPU가 이 모든 것을 처리하면 프로젝트에 지연이 발생할 수 있습니다. 디스플레이는 업데이트되지만 버튼은 느리게 반응하고, 애니메이션은 실행되지만 센서 값은 멈춰버립니다. 바로 이럴 때 DMA가 도움이 됩니다. DMA는 직접 메모리 접근을 의미합니다. 간단히 말해, 하드웨어가 직접 데이터를 이동시키는 것입니다.

 

CPU는 모든 데이터를 전송할 필요가 없습니다. 따라서 ESP32는 메인 코드가 계속 실행되는 동안에도 SPI를 통해 디스플레이 데이터를 전송하거나 I²를 통해 오디오 데이터를 전송할 수 있습니다. 결과적으로 더 부드러운 디스플레이, 더 나은 오디오, 그리고 지연 감소를 얻을 수 있습니다.

 

다섯 번째 기능은 Wi-Fi 무차별 모드입니다.

 

일반적으로 ESP32는 자체 Wi-Fi 연결만 감시하지만, 무차별 모드에서는 특정 채널의 Wi-Fi 활동을 감시할 수 있습니다.

 

물론 개인 메시지나 비밀번호를 마법처럼 읽어내는 것은 아닙니다. 해킹 영화처럼 놀라운 기능은 아니지만, 신호 강도, Wi-Fi 채널, 주변 패킷 활동을 감지할 수 있습니다. 이는 Wi-Fi 분석기, 신호 지도, 채널 모니터, 학습 도구 등에 유용하게 활용될 수 있습니다.

 

여섯 번째 기능은 숨겨진 홀 센서입니다.

 

일반 ESP32에는 자석에 반응하는 작은 내부 센서가 있습니다.

 

이를 홀 센서라고 하지만, 솔직히 말해서 완벽하지는 않습니다. 노이즈가 많고 정확도가 떨어지며, 모든 ESP32 버전에서 동일하게 지원되는 것도 아닙니다. 따라서 제대로 된 자기 센서를 대체할 수는 없습니다. 하지만 부품이 전혀 필요 없는 간단한 방법으로는 여전히 흥미롭습니다. 프로젝트 상자 뚜껑에 작은 자석을 붙여 놓을 수 있습니다.

 

뚜껑이 열리거나 닫힐 때 자기장이 변합니다. ESP32는 평균화 및 필터링을 통해 이러한 변화를 감지할 수 있습니다. 완벽하진 않지만, 아주 영리한 숨겨진 기능입니다.

 

일곱 번째 기능은 RTC 메모리입니다.

 

ESP32가 딥 슬립 모드에서 깨어날 때 한 가지 문제가 있습니다. 일반 변수들이 지워지고, 카운터가 초기화되며, 마지막 센서 값이 사라집니다.

 

프로젝트 상태가 손실되는 것입니다. 하지만 ESP32에는 특별한 RTC 메모리가 있습니다. 이 메모리는 딥 슬립 모드 중에도 전원이 공급된 상태를 유지합니다. 아두이노에서는 변수 앞에 ATR 값을 사용하여 RTC 데이터를 저장할 수 있습니다. 이렇게 하면 해당 변수는 슬립 및 웨이크업 주기 동안에도 유지됩니다. 부팅 횟수, 마지막 센서 값 또는 간단한 프로젝트 상태를 저장할 수 있습니다.

 

배터리 소모를 줄이기 위해 일부 웨이크업 주기에서는 Wi-Fi를 사용하지 않을 수도 있습니다. 덕분에 저전력 프로젝트를 더욱 스마트하고 안정적으로 만들 수 있습니다.

 

여덟 번째 기능은 내부 온도 센서입니다.

 

이 센서는 실내 온도를 측정하는 것이 아니라 ESP32 칩 내부의 온도를 측정합니다. 칩이 Wi-Fi를 많이 사용하면 온도가 올라갈 수 있고, 밀폐된 상자 안에 있으면 열이 축적될 수 있습니다.

 

뜨거운 전압 조절기 근처에 있으면 칩 온도가 상승할 수 있습니다. 진단에는 유용할 수 있습니다.

 

아홉 번째 기능은 소형 AM 라디오 실험입니다.

 

ESP32는 소형 라디오 신호 실험에 사용할 수 있습니다. 칩 내부의 I²S 및 DAC와 같은 부품을 사용하여 빠른 신호를 생성할 수 있습니다.

 

근처의 AM 라디오가 이러한 신호를 감지할 수 있습니다. 그 소리는 ESP32에서 나오는 것입니다. 적절한 설정을 통해 간단한 AM 라디오 방식의 송신을 시연할 수 있습니다. 하지만 이는 단거리 실험실 실험일 뿐입니다. 라디오 송신은 규제됩니다. 긴 안테나를 연결하지 마십시오. 원거리로 방송하지 마십시오. 실제 라디오 대역에 간섭하지 마십시오. 진정한 가치는 라디오 신호의 작동 원리를 배우는 데 있습니다.

 

작은 ESP32는 라디오 이론을 위한 미니 교실이 될 수 있습니다.

 

열 번째 기능은 동적 CPU 주파수 제어입니다.

 

ESP32는 항상 최대 속도로 작동할 필요는 없습니다. 버튼을 기다리는 경우, 간단한 센서를 확인하는 경우, 또는 느리게 업데이트하는 경우 최대 속도는 낭비입니다.

 

더 나은 방법은 간단합니다. 전력이 필요할 때 빠르게 작동하도록 하는 것입니다. 칩이 유휴 상태일 때는 속도를 늦춥니다. 간단한 작업을 수행할 때는 속도가 느려질 수 있습니다. 그런 다음 Wi-Fi 디스플레이 업데이트나 고부하 처리가 필요할 때는 속도가 빨라집니다. 이는 위험한 오버클럭이 아니라 스마트한 전력 관리입니다. 배터리로 작동하는 프로젝트에서 이러한 스마트한 전력 관리는 큰 차이를 만들어낼 수 있습니다.

 

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