1주차_2차시 : 스마트디바이스와 ESP32 - dhryu60/SmartDevice_2025-1 GitHub Wiki

📌 스마트디바이스와 ESP32 – 1주차 강의 자료

📖 강의 개요

  • 스마트디바이스와 IoT의 개념을 이해한다.
  • SoC(ESP32)의 역할과 특징을 학습한다.
  • 실습 환경 구축을 위한 기본 지식을 습득한다.

참고 : SoC 란?

📖 스마트디바이스란?

  • 정의:
    스마트디바이스(Smart Device)는 네트워크 연결이 가능하고 센서, 프로세서, 액츄에이터가 포함된 장치.
  • 주요 예시:
    • 스마트폰, 스마트워치, 스마트TV
    • 스마트홈 기기(스마트 전구, 온도조절기)
    • 스마트카 및 자율주행차

📖 IoT(사물인터넷)란?

  • IoT(Internet of Things)의 정의:
    • 사물들이 인터넷을 통해 데이터를 주고받으며 상호작용하는 시스템.
  • IoT의 기본 구조:
    1. 센서 – 데이터를 감지 (온도, 습도, 거리 등)
    2. 프로세서 – 데이터를 처리 (ESP32, Raspberry Pi 등)
    3. 통신 모듈 – 데이터 송수신 (Wi-Fi, Bluetooth, MQTT)
    4. 클라우드 – 데이터 저장 및 분석

📖 IoT의 활용 사례

  • 스마트홈:
    • 스마트 조명, 스마트 도어락, IoT 냉장고
  • 헬스케어:
    • 스마트 워치(심박수 모니터링), 원격 환자 모니터링
  • 스마트 팩토리:
    • 공장 자동화, 센서를 통한 실시간 모니터링
  • 스마트 농업:
    • 토양 수분 센서, 자동 급수 시스템

📖 IoT의 핵심 구성 요소

  1. 센서 및 액츄에이터
    • 센서: 온도, 습도, 거리 측정
    • 액츄에이터: 모터, LED, 스피커
  2. 마이크로프로세서
    • ESP32, Raspberry Pi, Arduino
  3. 네트워크 통신
    • Wi-Fi, Bluetooth, LoRa, Zigbee
  4. 클라우드 서비스
    • Firebase, AWS IoT, Google Cloud

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📖 ESP32란?

  • ESP32 개요
    • Espressif Systems에서 개발한 저전력, 고성능 마이크로컨트롤러 (SoC).
    • Wi-Fi 및 Bluetooth 기능을 내장하여 IoT 프로젝트에 적합.
  • ESP32의 주요 특징
    1. Wi-Fi 및 Bluetooth 지원
    2. 듀얼 코어 프로세서
    3. 다양한 GPIO 지원 (아날로그, 디지털)
    4. 저전력 설계
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📖 ESP32와 아두이노 비교

기능 아두이노(UNO) ESP8266 ESP32
프로세서 ATmega328P (8bit) Tensilica L106 (32bit) Xtensa LX6 (32bit, 듀얼코어)
클럭 속도 16 MHz 80 MHz 160~240 MHz
Wi-Fi 지원 없음 802.11 b/g/n 802.11 b/g/n
Bluetooth 지원 없음 없음 Bluetooth 4.2, BLE
GPIO 핀 수 14 17 34

📖 ESP32의 하드웨어 구성

  • 주요 하드웨어 요소
    • GPIO 핀 (디지털, 아날로그)
    • Wi-Fi/Bluetooth 모듈
    • USB-UART 인터페이스 (CP2102)
    • 전압 조절기 (3.3V 전원 공급 필요)

📖 ESP32의 개발 도구

  • 개발 환경 (IDE)
    • Arduino IDE
    • ESP-IDF (Espressif 공식 개발 환경)
    • MicroPython (Python 개발 가능)
    • PlatformIO (VS Code 확장 기능)

📖 ESP32로 할 수 있는 프로젝트

  1. 스마트홈 자동화
    • 온습도 센서 기반 자동 제어
    • IoT 조명 시스템
  2. 실시간 데이터 모니터링
    • 클라우드 연동 센서 데이터 수집
    • 웹 대시보드 활용
  3. 스마트 농업
    • 토양 센서 기반 자동 급수 시스템

📖 ESP32의 Wi-Fi & Bluetooth 기능

  • Wi-Fi 기능
    • AP 모드(액세스 포인트)
    • STA 모드(클라이언트)
  • Bluetooth 기능
    • BLE(Bluetooth Low Energy)
    • 스마트폰과 통신

📖 ESP32의 GPIO 활용

  • 디지털 입력/출력
    • LED ON/OFF
    • 버튼 입력
  • 아날로그 입력
    • 가변 저항 값 읽기
  • PWM 출력
    • LED 밝기 조절

📖 ESP32 실습 환경 구축

  • 필요한 준비물
    • ESP32 보드
    • USB 케이블
    • 점퍼 와이어, 센서
  • 설치할 소프트웨어
    • Arduino IDE
    • ESP32 보드 매니저

📖 GitHub를 활용한 코드 관리

  • GitHub 기본 개념
    • 코드 저장 및 공유
    • 협업을 위한 버전 관리
  • 실습: GitHub 저장소 생성 및 코드 업로드

📖 PDF 자료

챕터1.ESP32소개.pdf

📖 1주차 실습

✅ GitHub 계정 생성 및 1주차 보고서 작성

📖 학습 정리

  • 스마트디바이스의 개념 및 IoT 활용
  • ESP32의 특징 및 개발 도구 소개
  • GitHub를 활용한 코드 관리

📖 다음 주 예고

🔹 Arduino IDE를 활용한 ESP32 기본 프로그래밍
🔹 디지털 및 아날로그 입출력 실습
🔹 간단한 IoT 프로젝트 시작하기