12 스마트디바이스실습 12주차 - shinhw0219/SmartDevice_4 GitHub Wiki

스마트 디아비스 실습 12주차


OLED 디스플레이

  • 정의: 유기 발광 다이오드 방식, 자체 발광 → 백라이트 불필요

  • 특징: 얇고 저전력, 밝고 선명한 화질

  • 크기·해상도 : 보통 0.96″, 1.3″, 1.5″, 해상도: 128×64 / 128×32

  • 색상: 단색(흰색, 파랑 등) 또는 컬러 (본 강의는 단색)


I²C 인터페이스

  • 정의: 직렬 통신 프로토콜, 2개 선(SDA, SCL)으로 다수 슬레이브 제어

  • SDA: 데이터 전송

  • SCL: 클럭 신호

  • 속도 표준: 100 kHz

  • 속도 패스트: 400 kHz

  • 주소 지정: 기본 0x3C (모듈별 상이)


제어용 라이브러리 (Arduino IDE)

  • Adafruit_SSD1306: OLED 드라이버

  • Adafruit_GFX: 그래픽 처리

  • 설치: IDE → 라이브러리 관리자에서 검색·설치


통신 흐름 요약

  • ESP32 → SDA/SCL 로 명령·데이터 전송

  • OLED 모듈(주소 0x3C) 수신 → 화면 출력


주의사항

  • 연결 확인: SDA/SCL 배선, I²C 주소

  • 전원 안정성: 3.3 V 또는 5 V (모듈 사양 준수)

  • 에러 대응: “SSD1306 오류” 발생 시 주소·배선 점검


NTP란?

  • 정의: 인터넷 상에서 컴퓨터 시계를 동기화하는 프로토콜
  • 목적: 네트워크에 연결된 장치들의 시간을 정확하게 맞춰 로그·통신·보안 정합성 유지

동작 원리

  1. 클라이언트 → 서버 요청
    UDP 패킷으로 시간 요청
  2. 서버 → 클라이언트 응답
    UTC 기반 시각을 전달
  3. 지연 시간 보정
    왕복 지연(RTT)을 계산해 실제 시각 보정

Stratum 계층 구조

  • Stratum 0: 원자시계, GPS 수신기 등 최상위 시간 소스
  • Stratum 1: Stratum 0에 직접 연결된 서버
  • Stratum 2+: 상위 Stratum 서버로부터 동기화받음
    (일반적으로 Stratum 2~4 사용)

주요 네트워크 정보

항목
프로토콜 UDP
포트 123 (UDP)
시간 형식 64-bit 타임스탬프 (32-bit 초 + 32-bit 소수)

ESP32 예제 코드

코드는 NTP_example.ino를 참조하세요.


주의사항

  • 인터넷 연결: 안정적인 네트워크 필요
  • 방화벽: UDP 123 포트 허용
  • 보안: 인증되지 않은 서버 사용 시 위험
  • 동기화 주기: 1시간~1일 간격 권장

실습.ESP32 OLED NTP서버 활용


실습 준비

image

사진과 같이 연결 ESP32 보드와 OLED 디스플레이를 연결 시킨다.

image

사진에서 보이는 라이브러리들을 전부 다운로드 해준다.

실습 코드

#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

#define SCREEN_WIDTH 128
#define SCREEN_HEIGHT 32

Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, -1);

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  // OLED 디스플레이 초기화
  if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) {
    Serial.println("SSD1306 오류");
    while (true);
  }

  // OLED 디스플레이 클리어
  display.clearDisplay();
}

void loop() {
  // "Hello, World!"를 크기가 다른 세 개의 텍스트로 표시
  display.clearDisplay();
  
  // 크기 6의 폰트로 텍스트 표시
  display.setTextSize(1);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setCursor(0, 0);
  display.println("Hello, World!");

  // 크기 8의 폰트로 텍스트 표시
  display.setTextSize(2);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setCursor(0, 15);
  display.println("Arduino");

  display.display();
  delay(2000);
}

실습 결과

image

글자 크기를 바꾸거나 내용을 바꾸는 것도 가능하다.

실습 코드


실습.ESP32 OLED NTP서버 활용2 (년/월/일과 시간 받아오기)

방금 실습과 동일하게 세팅한다.

#include <WiFi.h>  // WiFi 통신을 위한 라이브러리
#include <time.h>  // 시간과 관련된 함수를 위한 라이브러리

#include <Adafruit_GFX.h>      // 디스플레이를 위한 그래픽 라이브러리
#include <Adafruit_SSD1306.h>  // SSD1306 OLED 디스플레이를 위한 라이브러리
// SSD1306 디스플레이 객체 초기화
Adafruit_SSD1306 display = Adafruit_SSD1306(128, 32, &Wire, -1);

const char* ssid = "Your_SSID";          // 여기에 사용하는 WiFi 네트워크 이름 (SSID)을 입력하세요
const char* password = "Your_Password";  // 여기에 사용하는 WiFi 네트워크 비밀번호를 입력하세요

int GMTOffset = 60 * 60 * 9;  // 시간 오프셋 설정, 한국은 UTC/GMT +9입니다.
int daylightOffset = 0;       // 국가에서 서머타임을 사용하는 경우 오프셋 값을 설정하세요.

const String weekDays[7] = { "Sun", "Mon", "Tue", "Wed", "Thu", "Fri", "Sat" };  // 요일 이름 배열

void setup() {
  Serial.begin(115200);  // 디버깅을 위한 시리얼 통신 시작

  // SSD1306 디스플레이 초기화
  if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) {
    Serial.println(F("SSD1306 초기화 실패"));
    while (1)
      ;  // 디스플레이 초기화에 실패하면 프로그램 실행 중지
  }

  delay(2000);                  // 2초 동안 대기
  display.clearDisplay();       // 디스플레이 지우기
  display.setTextSize(1);       // 텍스트 크기를 1로 설정
  display.setCursor(0, 0);      // 커서 위치를 디스플레이 왼쪽 위 모서리로 설정
  display.setTextColor(WHITE);  // 텍스트 색상을 흰색으로 설정

  WiFi.begin(ssid, password);  // 제공된 SSID와 비밀번호를 사용하여 WiFi 네트워크에 연결
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(1000);
    Serial.println("Connecting...");
  }

  Serial.println("Connected to Wi-Fi!");
  // 시간 설정을 위한 NTP 서버 설정
  configTime(GMTOffset, daylightOffset, "pool.ntp.org", "time.nist.gov");
}

void loop() {

  // 현재 시간 가져오기
  time_t rawtime = time(nullptr);
  struct tm* timeinfo = localtime(&rawtime);

  // 시리얼 모니터에 날짜 출력
  Serial.print(timeinfo->tm_mday);
  Serial.print("/");
  Serial.print(timeinfo->tm_mon + 1);
  Serial.print("/");
  Serial.print(timeinfo->tm_year + 1900);

  Serial.print(" ");

  // 시리얼 모니터에 시간 출력
  Serial.print("Time: ");
  Serial.print(timeinfo->tm_hour);
  Serial.print(":");
  Serial.print(timeinfo->tm_min);
  Serial.print(":");
  Serial.println(timeinfo->tm_sec);

  // OLED 디스플레이 초기화
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(3);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setCursor(0, 0);

  // 시간 출력
  if (timeinfo->tm_hour < 10)
    display.print("0");
  display.print(timeinfo->tm_hour);

  display.print(":");

  if (timeinfo->tm_min < 10)
    display.print("0");
  display.print(timeinfo->tm_min);

  display.print(":");

  // 초 출력
  display.setTextSize(2);
  display.setCursor(102, 5);

  if (timeinfo->tm_sec < 10)
    display.print("0");
  display.print(timeinfo->tm_sec);

  // 날짜 출력
  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(0, 25);
  display.print(timeinfo->tm_mday);
  display.print("/");
  display.print(timeinfo->tm_mon + 1);
  display.print("/");
  display.print(timeinfo->tm_year + 1900);

  display.print(" ");
  display.print(weekDays[timeinfo->tm_wday]);

  // 디스플레이에 표시
  display.display();

  delay(1000);
}

실습 결과

image

이런 식으로 정한 구역에 시간과 년/월/일이 나오는 것을 확인 할 수 있다.

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