Arduino IDE에서 ESP8266 Board 추가하기

Arduino IDE에서 ESP8266 Board는 기본적으로 지원하지 않습니다.

추가적으로 설치를 해 주어야 하는데, 그리 어렵지 않습니다.

Arduino IDE를 실행한 후 File -> Preference로 가서 

(한국어인  경우 파일-> 환경설정)

추가적인 보드매니저 URLs에 아래의 내용을 추가해 줍니다.

http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

확인을 누른후 툴 -> 보드 -> 보드매니저로 갑니다.

여기에서 검색을 ESP로 하면 아래와 같이 나오고,  설치해 주면 됩니다.

그러면 ESP 8266 관련 Board들이 설치되어 선택 가능하게 됩니다.

전 Wemos D1 mini를 주로 사용합니다.

[추가]  2018-07-13 : ESP32 계열은 아래의 Url 을 추가하면 됩니다.

https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_dev_index.json

[수정] 2018-10-30 : 위의 주소도 되지만 아래가 정식인것 같습니다.

https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json

Curl로 구현한 ProcessBook

1. Plant Monitoring

 Plant Monitoring 관점에서 OSIsoft사의 PI ProcessBook이라는 제품이 있다. 각종 센서에서 생성되어 서버에 저장된 데이터를 Visualization하여 사용자에게 제공할 수 있는 도구이다. 오랜 세월 다듬어진 이 제품은 강력한 기능을 제공하지만 그만큼 가격이 비싸다고 할 수 있다. OSIsoft의 제품 가격은 현장에서 운영하시는 분들이 잘 아시겠지만, 연간 사용료를 근간으로 하는 가격 정책을 가지는 것으로 알고 있다.  연간 사용료는 센서의 개수에 따라서 다르며, 같은 제품이더라도 센서의 개수가 많아질수록 비싸진다. 즉 연간 사용료가 수억원이 될 수도 있다.  PI라는 제품군에는 여러가지가 포함되어 있다. 종류가 많기에 거론 하기 보다는 아래에 링크를 달아 둔다.

바로가기 링크 :  PI System Product List

2. ProcessBook

 PI System 제품군에서 사용자에게 현실적으로 다가가는 것의 중심에는 ProcessBook 이라는 것이 있다. 모든 공장에서 PI System 제품군의 전체 기능을 사용하는 것은 극히 드물며 한국 실정에서는 UI 측면에서 일반적으로 ProcessBook만을 사용한다.  이번 프로젝트의 최대 목표 역시 기존 ProcessBook을 대체 할 수 있는 것을 개발하는 것이었다.

3. Plant Monitoring System (PMS)

금번 프로젝트는 PMS라 명명하고 아래의 범위를 개발하였다.

• 서버 (AWS EC2 이용)

  - 서버를 상황에 따라 증설 가능한 Scalable한 구성으로 개발
  - 수집된 데이터의 저장
  - 각 클라이언트의 데이터 요청에 대한 응답

• 클라이언트 (Curl로 개발)

  -  ProcessBook에 준하는 Designer
  -  SVG 이미지 표시 기능
  - 서버와의 통신 및 데이터 처리
  - 실시간 데이터 표시 및 과거 이력 데이터 조회
  - 예제 작성

4. PMS 특징

작성되어진 예제 중 하나는 아래와 같다.  (석유 화학 공정의 일부이다. )

위의 예제는 OSIsoft사의 예제와 동일하나 전체적으로 장시간 모니터링을 위한 화면이어서 화려함 보다는 부담 없는 색상을 사용하였고, 사용성 측면에서 기능을 개선하였다. 

특징을 살펴보면 아래와 같다.

• Auto scaling  기능

 PI ProcessBook은 화면을 디자인 하고 나서 사용할 때에는 디자인한 크기로 화면을 제공한다. 하지만 PMS는 화면 크기에 따라서 자동으로 표시되는 내용을 확대 하거나 축소한다. 언제든지 디자인한 모든 내용이 화면에 표시되는 형태이다. 물론 화면이 작은 경우 스크롤바를 표시하여 디자인한 크기 그대로 표시할 수 있으나, 사용자 측면에서 그것을 원하지는 않는다고 생각한다. 사용자들은 언제나 모든 내용이 표시되기를 원할 것이다.

• Threshold 기능

 각 센서의 값을 표시할 때 설정한 값 이상이면 배경을 넣고 표시하도록 개선하였다. 시각적으로 보다 더 쉽게 알아 볼 수 있도록 하였다.

• History 기능

 과거 5분간(기본 설정값 & 변경가능)의 데이터에 대해서는 툴팁으로 손쉽게 조회 가능하도록 하였다. 핵심은 데이터를 로컬에 축적하고 필요한 경우 서버측에 요청하지 않고 표시한다. 

• 다른 화면 연결 기능

 다른 화면과 연결하는 기능이 추가 되었다.  설명을 하자면 화면 내에  Group을 표시 하는 기능이 있고, 이 아이콘을 클릭하면 Group의 상세 내용이 표시되는 형태이다. 

6.  Grouping 응용

여러 개의 센서들을 모아서 한 아이콘으로 표시하는 Grouping 기능을 응용해서 사용자에게 초기 화면을 제공한다면 아래와 같은 형태로 만든다. 예제는 한국의 울산에 있는 공장의 대략적인 대지 형태와 설비들의 그룹을 배치한 형태이다. (물론 예제는 석유 화학 공정 만을 표시하고 있지 않으며, 각 공정의 연관성 또한 없다.)

사용자는 홈 화면에서 보고 싶은 화면으로 연결해서 들어간다. 

7. 사용자 화면 

사용자가 보게 될 화면들은 아래와 같다. 컨셉은 모바일UI 처럼 슬라이딩으로 화면이 전환 되며, 이전 화면 링크를 눌러서 되돌아갈 수 있다. 

중요 지표들을 따로 Grouping해서 아래의 그림과 같이 사용자에게 제공할 수 있다.

8. 편집 모드

편집 모드로 전환하면 화면에 팔레트가 표시된다. 이 팔레트로부터 Drag & Drop을 하여 아이템을 추가 한다. 물론 PI ProcessBook 에서 제공하는 팔레트 보다는 훨씬 더 빈약하지만 이것은 아이콘을 SVG로 제작하면 보강이 가능한 구조이다. 아이콘들은 SVG로 제작되기 때문에 아이콘의 크기를 변경하더라도 깨끗하게 표시된다.

9. 끝으로

이러한 UI의 응용 분야는 많다. Plant Monitoring 이외에도 Network Monitoring, Security Monitoring등에 적용 가능하다. 

* 이 내용은 회사 블로그에도 올렸으며, 동일한 내용을 개인 블로그에 복사하여 올린 것입니다. 

ESP-12E를 이용하기

Arduino  보드로 많은 것을 할 수 있지만, 네트워크가 필요한 것은 사실이다.
Arduino에 통신 모듈을 연결하고, 다시 다른 것들을 연결하는 것이 여간 귀찮은 일이 아니다. 이리하여 요즘엔 Arduino 보드를 사용하는 것 보다는 통신 모듈 자체를 이용하는 경우가 늘어 나고 있다. 그 이름도 유명한 ESP8266이 Arduino의 킬러가 된 셈이다.

ESP-12E는 Wi-Fi만 된다면 뭐든지 할 수 있다는 ESP8266 계열의 모듈이다.
(현재는 ESP-12F모듈까지 나와 있다)

ESP-12E는 3.3V로 동작한다. 무리하게 5V를 걸어 버리면... 열 받는다;;;..
장시간 지속된다면... 모듈이 손상될 수 있다.

• 외형

(이미지는 구글에서 가져옴)

앞면

뒷면
  (GPIO6은 미스 프린팅이다. 제품이 ...싸서 그런가..)

• 일반적인 연결

전원은 CH_PD + VCC --> 3.3V , GPIO15 + GND ---> GND 로 연결한다.
GPIO0이랑 GND를 연결하면 프로그램을 업로드 할 수 있다. 물론  프로그램을 업로드 하는 것이 아니라 시리얼 모니터만을 사용하려 한다면 필요 없다.
(아래의 제품은 GPIO0이 이상하게 GPIO6으로 프린트 되어 있다.)

• 프로그램을 업로드 하기. 

Arduino IDE를 이용하여 개발한 것을 업로드 하는 것 등을 할 때에는
RX->TX, TX-RX, GPIO0+GPIO15-> GND, VCC+CH_PD-> 3.3V
이렇게 연결하면 USB Serial로 프로그램을 업로드 가능하다.
(Wemos mini D1 기준으로는 D3, D8이 GND에 연결되어 있어야 한다.)

여기까지는 기본이다.

개발할 때에는 여러가지 편의성 때문에 나는 아래의 Wemos mini D1을 사용한다.

위의 제품을 사용하면 별도의 TTL 모듈이 필요하지 않고, 마이크로 USB를 연결하여 사용하기만 하면 된다.

물론... 나는 호환 제품을 사용한다....

Curl 로 만든 Excel

Curl로 만드는 세상은 무궁무진하다.   MFC와 비교한다면 문제 해결 범위가 좁은 것은 사실이지만, 개발의 편의성 측면에서 볼 때  MFC 보다 우월하다고 생각한다.  내가 지금까지 접해본 수십 개의 개발 언어 중에서 내 구미에 가장 알 맞는 언어인 것 같다.

우리나라 IT 대기업에서도  Excel을 만들 생각은 하지 않는다. 있다면 한컴 정도?
그런데 대기업도 아닌 우리 회사에서 Excel과 비슷한 것을 만들 수 있다는 점 하나 만 보더라도 Curl은 상당히 매력적인 언어이다.

이번에는 MS의 Excel을 대체 해보고자 Curl로 만든 것이  FastSheet다. 대략  30M/M로 개발되었다. 결과물은 아래와 같다.

<그림 1 : Excel? >

마치 Excel을 보는 듯한 인터페이스(사실 인터페이스는 거의 동일하다)를 제공한다. 기존의 Excel 사용자라면 아무 문제 없이 사용할 수 있으리라 생각된다. 함수 입력도 Excel에서 제공하는 수식 편집 기능과 동일하다.

<그림 2 : FastSheet의 함수 입력기 >

Excel에서 지원 하는 모든 함수를 제공하지는 않지만 사용 빈도가 높은 90개 정도의 함수를 지원한다. 물론 FastSheet의 소스를 수정하지 않고 사용자 정의한 함수가 추가 가능하다. 뿐만 아니라, 차트 기능도 제공한다. 

<그림 3 : FastSheet의 차트 >

물론 인쇄 기능도 당연히 제공한다.  Excel 만큼의 굉장한 인쇄 옵션은 아직 제공하고 있지는 않지만, 가로 세로 방향에, 용지에 맞춰서 인쇄를 할 수도 있다. 

<그림 4 : 인쇄 미리 보기 화면 >

이미 구글이나 MS가 웹으로 이런 기능을 만들었는데, 뒤늦게 이런 것을 왜 만드냐고 질문한다면 나는 이렇게 말하고 싶다. 

 "Benz나 BMW가 자동차를 만들었는데, 현대/기아는 왜 자동차를 만들어요?"

* 이 글은 회사 블로그에도 동일하게 게시하였습니다.

iptime 공유기의 발열 문제 해결책

금년 여름은 유난히 더웠다. 나는 개인적으로 더위를 잘 타지 않는 체질이긴 한데, 올해는 정말 더웠다. 물론 나는 USB 선풍기 하나로 여름을 지냈다. (이것 하나로 충분했다.) 하지만 집에선 마눌님은 도저히 적응이 안되시나 보다. 작은 방에 들어가서 하루 종일 에어콘 틀고 지내셨다. 

하지만 문제는  iptime 공유기.... 수 년간 현역으로 동작하였으며 세월 만큼 손때가 뭍은 이 공유기가 문제였다.  한참 더울 때 만져보니 계란후라이도 해 먹을 수 있을 정도(약간의 과장?) 였다.

몇 년이 지난 구형이긴 하지만, 올 봄까지도 150Mbps 까지 연결해 주시는 고마우신 분이었다. 집안의 피크 타임인 경우 핸드폰 3대, 아이패드 1대,  PC 2대가 무선으로 붙는다. 이러한 상황에서도 잘 버텨주던 공유기가 이번 여름은 더웠나 보다. 아주 더운 시간대는 ping 조차 못 받아내는 그런 상황이 되어 버렸다.   처음에는 다른 문제인 것이라 생각했지만, 이리 저리 구글링 중에 iptime 공유기가 뜨거워져서 이러한 상황이 발생한 다는 것을 알게 되었다.

iptime공유기가 통풍이 잘 안되게 생긴 것은 사실이라서, 공유기에 숨구멍을 뚫어 주기로 결정!!

집에 있는 목재용 드릴 중에서 적당한 것을 골라서 몇 개의 구멍을 뚫었다. 특별히 구멍 위치를 잘 잡고 작업한 것이 아니라, 마음 가는 데로 구멍을 뚫은 터라, 5분 정도 걸려서 다 뚫었다.  우리집 공유기는 24시간 가동하고 있기 때문에 먼지 들어갈 염려도 없다. (뜨거운 공기는 위로 올라 가는 특성 때문에 저 구멍으로 먼지가 들어가지 않고 늘 뜨거운 바람이 나온다. )

숨구멍을 만들어줘서 인지, 날씨가 조금 덜 더워서 그런지 한낮에 만져보아도 미지근한 정도 이다. 공유기야 앞으로도 몇 년 더 버텨 주길 바래...

한 가지 더 팁을 이야기 하자면 공유기를 바닥에 눕혀서 사용하는 것보다, 세워서 사용하는 것이 덜 열을 받는다.