ESP-WROVER-KIT V4.1 Getting Started Guide

참고
ESP32 사이트의 ESP-WROVER-KIT 문서를 한글화한다.

 

이 가이드는 ESP-WROVER-KIT V4.1 개발 보드를 시작하는 방법과 기능과 구성 옵션에 대한 정보를 제공한다.

 

What You Need (준비물)

• ESP-WROVER-KIT V4.1 board
• USB 2.0 케이블 (A to Micro-B)
• Windows, Linux, macOS가 실행되는 컴퓨터

소개 섹션을 건너뛰고 Section Start Application Development로 바로 이동할 수 있다.

 

Overview (개요)

ESP-WROVER-KIT는 Espressif에서 생산하는 ESP32 기반의 개발 보드이다. 

 

ESP-WROVER-KIT에는 아래와 같이 통합된 컴포넌트가 있다 :

• ESP32-WROVER-E module
• LCD 화면
• microSD 카드 슬롯

차별화된 다른 기능은 FTDI FT2232HL 칩(고급 다중 인터페이스 USB 브리지)이 내장되어 있다. 이 칩을 사용하면 별도의 JTAG 디버거 없이 USB 인터페이스로 ESP32를 직접 디버깅하기 위한 JTAG으로 사용할 수 있다. ESP-WROVER-KIT는 개발을 편리하고 쉽고 비용 효율적으로 만든다.

 

대부분의 ESP32 I/O 핀은 쉽게 액세스할 있도록 보드의 핀 헤더로 나와 있다.

 

참조
ESP32의 GPIO16과 GPIO17은 PSRAM 전용 칩 선택과 clock 신호로 사용된다. 기본적으로 두 개의 GPIO는 안정적인 성능을 보장하기 위해 보드의 핀 헤더로 나와 있지 않다.

 

Functionality Overview (기능 개요)

아래 블록 다이어그램은 ESP-WROVER-KIT의 주요 컴포넌트와 그들의 상호 연결을 보여준다.

ESP-WROVER-KIT block diagram

 

Functional Description (기능 설명)

아래 두 그림과 테이블은 ESP-WROVER-KIT 보드의 주요 컴포넌트, 인터페이스, 컨트롤을 설명한다. 

ESP-WROVER-KIT board layout - front

ESP-WROVER-KIT board layout - back

아래 테이블은 아래와 같은 방법으로 설명을 제공한다 :

• 첫 번재 사진의 오른쪽 상단 중앙에서 시작하여 시계 방향으로
• 그 다음에 두 번째 사진으로 넘어간다.

Key Component	Description
FT2232HL	FT2232HL 칩은 ESP32와 통신을 제공하기 위해 USB로 프로그래밍과 컨트롤할 수 있는 다중 프로토콜 USB to Serial 브리지 역할을 한다. FT2232HL은 또한 USB to JTAG 인터페이스는 칩의 채널 A에서 사용 가능하고 USB to Serial은 채널 B에서 사용할 수 있다. FT2232HL 칩은 애플리케이션 개발과 디버깅 면에서 사용자 편의성을 향상시킨다. ESP-WROVER-KIT V4.1 회로도를 참조한다.
32.768 kHz	정밀도가 32.768 kHz인 외부 crystal oscillator는 칩이 Deep-sleep 모드에 있는 동안 저전력 소비를 위한 clock으로 역할을 한다.
0R	전류 션트의 위치로 의도된 제로 옴 저항은, 다은 모드에서 ESP32의 전류 소비 측정을 용이하게 하기 위해 제거되거나 전류 션트로 교체될 수 있다.
ESP32-WROVER-E module	이 ESP32 모듈은 유연한 확장 스토리지와 데이터 처리 능력을 위해 64Mbit PSRAM을 갖추고 있다.
Diagnostic LEDs	4개의 RED LED는 FT2232HL의 GPIO 핀에 연결되어 있다. 향후 사용을 위한 것이다.
UART	시리얼 포트. FT2232HL와 ESP32 시리얼 TX/RX 신호는 각각 JP2의 안쪽과 바깥쪽으로 나뉜다. 기본적으로 이러한 두 개의 핀은 점퍼로 연결된다. ESP32의 시리얼 인터페이스를 사용하려면, 점퍼를 제거하고 다른 외부 시리얼 디바이스를 해당 핀에 연결한다.
SPI	기본적으로 ESP32는 SPI 인터페이스를 사용하여 모듈 내부의 플래시와 PSRAM 메모리에 액세스한다. 이 핀을 사용하여 ESP32를 다른 SPI 디바이스에 연결한다. 이 경우 별도의 CS(Chip Select) 신호가 필요하다. 이 인터페이스의 전압은 3.3V이다.
CTS/RTS	시리얼 포트의 흐름 제어 신호 : 기본적으로 핀은 회로에 연결되지 있지 않다. 이를 사용하려면, JP14의 각 핀을 점퍼로 연결한다.
JTAG	JTAG 인터페이스. FT2232HL와 ESP32 JTAG 신호는 각각 JP2의 안쪽과 바깥쪽으로 나뉜다. 기본적으로 이러한 2개의 핀은 연결되어 있지 않다. JTAG를 사용하려면, Section Setup Options에 표시된 대로 점퍼로 각 핀을 연결한다.
USB Port	USB 인터페이스. 보드용 전원 공급 장치 및 컴퓨터와 보드 사이의 통신 인터페이스
EN Button	리셋 버튼
BOOT Button	다운로드 버튼. Boot를 누른 상태에서 EN을 누르면 직렬 포트로 펌웨어를 다운로드하기위한 Firmware Download 모드가 시작된다.
Power Switch	전원 On/Off 스위치. Boot 버튼 쪽으로 토글하면 전원이 켜지고, Boot에서 멀어지면 보드의 전원이 꺼진다.
Power Selector	공급 전원 선택 인터페이스. 보드는 USB나 5V 입력 인터페이스로 전원을 공급받을 수 있다. 점퍼로 전원 소스를 선택한다. 자세한 내용은 Section Setup Options 점퍼 헤더 JP7를 참조한다.
5V Input	표준 동축 전원 커넥터용 5V 전원 공급 장치 인터페이스, 5.5 x 2.1mm, 중앙은 양극. 이 인터페이스는 보드가 자율적으로 작동할 때(컴퓨터에 연결되지 않은 경우) 더 편리할 수 있다.
5V Power On LED	이 RED LED는 USB나 5V 입력으로 보드에 전원이 공급될 때 켜진다.
LDO	NCP1117(1A). 5V-to-3.3V LDO. NCP1117은 최대 1A의 전류를 제공할 수 있다. 보드의 LDO는 고정 출력 전압을 가지고 있지만, 사용자는 조정 가능한 출력 전압으로 LDO를 설치할 수 있다. 자세한 내용은 ESP-WROVER-KIT V4.1 회로도를 참조한다.
Camera Connector	카메라 인터페이스. 표준 OV7670 카메라 모듈
RGB LED	RED, GREEN, BLUE (RGB) 발광 다이오드(LED)는 PWM(pulse width modulation)로 제어할 수 있다.
I/O Connector	ESP32 모듈의 모든 핀은 핀 헤더로 나와있다. PWM, ADC, DAC, I2C, I2S, SPI 등과 같은 여러 기능을 활성화하도록 ESP32를 프로그래밍할 수 있다.
microSD Card Slot	데이터 스토리지와 검색을 위해 microSD 카드에 액세스하는 애플리케이션을 개발하는 데 유용하다.
LCD	그림에 표시된 "ESP-WROVER-KIT board layout - back"에 3.2인치 SPI (표준 4선식 Serial Peripheral Interface) LCD 장착과 인터페이스 지원.

 

Setup Options (설정 옵션)

보드 기능을 설정하는 데 사용할 수 있는 세가지 점퍼 블록이 있다. 자주 사용되는 필요한 옵션은 아래 테이블에 나열되어 있다.

Header	Jumper Setting	Description of Functionality
JP7		외부 전원 공급 장치에서 ESP-WROVER-KIT 전원 공급
JP7		USB에서 ESP-WROVER-KIT 전원 공급
JP2		JTAG 기능 활성화
JP2		UART 통신 활성화
JP14		시리얼 통신에서 RTS/CTS 흐름 제어 활성화

 

Allocation of ESP32 Pins (ESP32 핀 지정)

ESP32의 일부 핀이나 터미널은 온보드나 외부 하드웨어와 사용되도록 지정된다. 해당 하드웨어를 사용하지 않으면(예: 카메라 헤더[JP4]에 아무것도 연결하지 않는 경우), 이런 GPIO는 다른 용도로 사용할 수  있다.

 

GPIO0나 GPIO2와 같은 일부 핀에는 여러 기능이 있으며, 그 중 일부는 온보드 및 외부 주변 디바이스 사이에 공유된다. 특정한 주변 디바이스를 조합하면 함께 작동할 수 없다. 예를 들어, 여러 핀이 JTAG와 SD 카드 슬롯 사이에서 공유되기 때문에 SD 카드를 사용하는 애플리케이션은 JTAG 디버깅을 수행할 수 없다.

 

다른 경우에는, 주변 디바이스가 특정한 조건에서 공존할 수 있다. 이를 예를 들면, 단일 핀 GPIO21만 공유하는 LCD 스크린과 SD 카드에 적용할 수 있다. 이 핀은 LCD에서 D/C(Data/Control) 신호를 제공하고 SD 카드 슬롯에서는 Card Detect 신호를 읽는 데 사용된다. Card Detect 기능이 필수가 아닌 경우, R167을 제거하여 비활성화할 수 있으므로 LCD와 SD가 함께 작동할 수 있다.

 

어떤 핀이 주변 디바이스 사이에 공유되는지, 자세한 내용은 다음 섹션의 테이블을 참조한다.

 

Main I/O Connector / JP1

 JP1 커넥터는 아래 테이블의 중간 두 개의 "I/O" 열에 기능이 표시된 14 x 2 수의 핀으로 구성된다. 양쪽에 있는 "Shared With" 열은 특정 GPIO가 사용되는 보드에서 다른 기능을 설명한다.

Shared With	I/O	I/O	Shared With
n/a	3.3V	GND	n/a
NC/XTAL	IO32	IO33	NC/XTAL
JTAG, microSD	IO12	IO13	JTAG, microSD
JTAG, microSD	IO14	IO27	Camera
Camera	IO26	IO25	Camera, LCD
Camera	IO35	IO34	Camera
Camera	IO39	IO36	Camera
JTAG	EN	IO23	Camera, LCD
Camera, LCD	IO22	IO21	Camera, LCD, microSD
Camera, LCD	IO19	IO18	Camera, LCD
Camera, LCD	IO5	IO17	PSRAM
PSRAM	IO16	IO4	LED, Camera, microSD
Camera, LED, Boot	IO0	IO2	LED, microSD
JTAG, microSD	IO15	5V

범례 :

• NC/XTAL - 32.768 kHz Osillator
• JTAG - JTAG / JP2
• Boot - Boot button / SW2
• Camera - Camera / JP4
• LED - RGB LED
• microSD - microSD Card / J4
• LCD - LCD / U5
• PSRAM - ESP32-WROVER-E`s PSRAM

 

32.768 kHz Oscillator

.	ESP32 Pin
1	GPIO32
2	GPIO33

참고
GPIO32와 GPIO33은 기본적으로 oscillator에 연결되어 있으므로, 신호 무결성을 유지하기 위해 JP1 I/O 커넥터에 연결하지 않는다. 이 지정은 R11이나 R23 위치에서 0옴 저항을 제거하고 R12나 R24 위치에 다시 납땜하여 oscillator에서 JP1으로 변경할 수 있다.

 

SPI Flash / JP2

.	ESP32 Pin
1	CLK / GPIO6
2	SD0 / GPIO7
3	SD1 / GPIO8
4	SD2 / GPIO9
5	SD3 / GPIO10
6	CMD / GPIO11

중요
모듈의 플래시 버스는 0옴 저항 R140 ~ R145에서 점퍼 블록 JP2에 연결된다. 플래시 메모리가 80Mhz의 주파수로 작동해야 한다면, 버스 신호의 무결성 향상과 같은 이유로 이러한 저항을 제거하여 핀 헤더 JP2에서 모듈의 플래시 버스를 분리할 수 있다.

 

JTAG / JP2

.	ESP32 Pin	JTAG Signal
1	EN	TRST_N
2	MTMS / GPIO14	TMS
3	MTDO / GPIO15	TDO
4	MTDI / GPIO12	TDI
5	MTCK / GPIO13	TCK

 

Camera / JP4

.	ESP32	Camera Signal
1	n/a	3.3V
2	n/a	Ground
3	GPIO27	SIO_C / SCCB Clock
4	GPIO26	SIO_D / SCCB Data
5	GPIO25	VSYNC / Vertical Sync
6	GPIO23	HREF / Horizontal Reference
7	GPIO22	PCLK / Pixel Clock
8	GPIO21	XCLK / System Clock
9	GPIO35	D7 / Pixel Data Bit 7
10	GPIO34	D6 / Pixel Data Bit 6
11	GPIO39	D5 / Pixel Data Bit 5
12	GPIO36	D4 / Pixel Data Bit 4
13	GPIO19	D3 / Pixel Data Bit 3
14	GPIO18	D2 / Pixel Data Bit 2
15	GPIO5	D1 / Pixel Data Bit 1
16	GPIO4	D0 / Pixel Data Bit 0
17	GPIO0	RESET / Camera Reset
18	n/a	PWDN / Camera Power Down

• 신호 D0 .. D7은 카메라 데이터 버스를 나타낸다.

 

RGB LED

.	ESP32 Pin	RGB LED
1	GPIO0	Red
2	GPIO2	Green
3	GPIO4	Blue

 

microSD Card

.	ESP32 Pin	microSD Signal
1	MTDI / GPIO12	DATA2
2	MTCK / GPIO13	CD / DATA3
3	MTDO / GPIO15	CMD
4	MTMS / GPIO14	CLK
5	GPIO2	DATA0
6	GPIO4	DATA1
7	GPIO21	Card Detect

 

LCD / U5

.	ESP32 Pin	LCD Signal
1	GPIO18	RESET
2	GPIO19	SCL
3	GPIO21	D/C
4	GPIO22	CS
5	GPIO23	SDA
6	GPIO25	SDO
7	GPIO5	Backlight

 

Start Application Development (애플리케이션 개발 시작)

ESP-WROVER-KIT의 전원을 켜기 전에 보드가 손상의 흔적이 없이 양호한 상태인지 확인한다.

 

Initial Setup (초기 설정)

아래 그림에 표시된 다음 점퍼만 설정한다.

• 점퍼 블록 JP7을 사용하여 USB 전원 입력을 선택한다.
• 점퍼 블록 JP2를 사용하여 UART 통신을 활성화한다.

Power up from USB port	Enable UART communication

다른 점퍼는 설정하지 않는다.

 

전원 스위치를 ON으로 하면, 5V Power On LED가 켜진다.

 

Now to Development

"Section Installation"에서 개발 환경을 설정하고 보드에 예제 프로젝트를 플래시 하도록 빠른 도움이 될 수 있는 "Get Started"를 진행한다.

 

Board Support Package는 IDF Component Registry에서 찾을 수 있다.

 

ESP-WROVER-KIT에 일부 특정 하드웨어를 사용하는 애플리케이션 예제는 아래에서 찾을 수 있다.

• On-board LCD 예제: peripherals/spi_master/lcd
• SD 카드 슬롯 예제: storage/sd_card
• 카메라 컨넥터 예제: https://github.com/espressif/esp32-camera

 

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