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title: "Why W5500 in ESP32-S3 Zigbee Gateway? (Unofficial Firmware)"
url: "https://maker.wiznet.io/Benjamin/projects/esp32-s3-1-77-w5500-board/"
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type: "UCC: User Created Content"
author: "Cristianprice"
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original_author: "Cristianprice"
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published: "2026-01-06"
language: "en"
tags: ["ESP32", "W5500"]
hardware: ["WIZnet W5500"]
likes: 0
views: 854
comments: 0
source: "WIZnet Makers (https://maker.wiznet.io/)"
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# Why W5500 in ESP32-S3 Zigbee Gateway? (Unofficial Firmware)

> his unofficial firmware empowers the $15 ESP32-S3 board to function as a robust Zigbee gateway. Offloading internet connectivity to the W5500 Ethernet chip.

Original author: Cristianprice (source: https://github.com/cristianprice/esp32_s3_1.77_w5500_board)

## Components

- **WIZnet W5500** x 1 ([docs](https://docs.wiznet.io/Product/Chip/Ethernet/W5500))
- Software: **PlatformIO IDE** ([docs](https://platformio.org/install/ide))
- Software: **Arduino IDE** ([docs](https://www.arduino.cc/en/software))

WIZnet parts: W5500 ([Datasheet](https://docs.wiznet.io/Product/Chip/Ethernet/W5500/datasheet?utm_source=maker&utm_medium=project&utm_campaign=w5500), [product hub](https://maker.wiznet.io/products/w5500/))

## Article

### **Project Overview**

This project offers unofficial open-source firmware for the "ESP32-S3 1.77 Inch LCD W5500 Board" sold on AliExpress for approximately $15. This project is currently under **very active development**, with critical updates (such as PSRAM fixes) committed just **2-4 days ago (early Jan 2026)**. Given the lack of official software support from the hardware manufacturer, community user **cristianprice** analyzed the pin map and built a PlatformIO-based development environment. The core objective of this board is to build a **high-performance Zigbee gateway** at a low cost.

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/1122402%5F1767967131%2Epng)

*https://www.aliexpress.us/item/3256807305289883.html?gatewayAdapt=glo2usa4itemAdapt*

### **Hardware Analysis**

As documented on the [EOFNET Wiki](https://wiki.eofnet.lt/wiki/ESP32_S3_1.77_Inch_LCD_BT_2.5dbi_WiFi-W5500-ETH-N16R8-CH340K-ZIGBEE-Type-C), this board integrates an ESP32-S3, LCD, Ethernet, and Zigbee capabilities onto a single PCB.

> ![S1faa9e0740134238adbf588049f5a344K.png](https://wiki.eofnet.lt/w//uploads/thumb/f/fe/S1faa9e0740134238adbf588049f5a344K.png/400px-S1faa9e0740134238adbf588049f5a344K.png)![S1b889283765b4f59b6b4a61c0b6f8450j.png](https://wiki.eofnet.lt/w//uploads/thumb/6/66/S1b889283765b4f59b6b4a61c0b6f8450j.png/400px-S1b889283765b4f59b6b4a61c0b6f8450j.png)

![Esp32s3-zigbee-lan-wifi-board shema1.png](https://wiki.eofnet.lt/w//uploads/thumb/d/d2/Esp32s3-zigbee-lan-wifi-board_shema1.png/400px-Esp32s3-zigbee-lan-wifi-board_shema1.png)

![Esp32s3-zigbee-lan-wifi-board shema3.png](https://wiki.eofnet.lt/w//uploads/thumb/9/97/Esp32s3-zigbee-lan-wifi-board_shema3.png/400px-Esp32s3-zigbee-lan-wifi-board_shema3.png)

source : <https://wiki.eofnet.lt/wiki/ESP32_S3_1.77_Inch_LCD_BT_2.5dbi_WiFi-W5500-ETH-N16R8-CH340K-ZIGBEE-Type-C>

A key design feature is **Shared Pin Usage**. To address GPIO limitations, the LCD reset pin and W5500 reset pin are tied to a single pin, **GPIO 15**. This cost-saving design requires careful attention to the initialization sequence in the firmware.

### **Technical Analysis: Why WIZnet?**

The ESP32-S3 supports Wi-Fi natively. However, the W5500 Ethernet chip was added for a specific reason: **RF Interference Avoidance**.

1. **Avoiding 2.4GHz Congestion**: Zigbee and Wi-Fi both operate in the 2.4GHz band. If the gateway connects to the internet via Wi-Fi, it causes RF interference when communicating with Zigbee sensors, leading to latency or connection drops.

2. **Wired Backhaul**: By handling the internet connection via the W5500 wired Ethernet, the ESP32's radio can be dedicated 100% to Zigbee communication.

3. **Connection Stability & Efficiency**: Wired Ethernet not only offers lower packet loss but also **offloads TCP/IP processing to the hardware (W5500)**, reducing the CPU load on the ESP32. Additionally, disabling the power-hungry Wi-Fi reduces heat generation, extending the device's lifespan.

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/1122402%5F1767966656%2Epng)

### **Firmware/Software Analysis**

The firmware currently available on the [GitHub repository](https://github.com/cristianprice/esp32_s3_1.77_w5500_board) was created in the PlatformIO environment.

- **Ethernet**: Uses the `Arduino Ethernet` library to control the W5500, implementing random MAC generation and DHCP connection.

- **Display**: Uses the `TFT_eSPI` library to display real-time Ethernet status and IP address on the LCD.

```plaintext
// s3_ethernet.cpp 발췌: W5500 초기화
bool S3Ethernet::begin() {
    generateRandomMAC(g_mac);
    Ethernet.init(W550_CS);
    if (Ethernet.begin(g_mac) == 0) {
        return false; // DHCP 실패
    }
    return true;
}
```

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/1122402%5F1767966088%2Epng)

*source : ChatGPT*

### **Market Context & Significance**

This project is an excellent example of how real users utilize the hardware introduced in VAR by Matthew on [maker.wiznet.io](https://maker.wiznet.io/matthew/resellers/esp32%2Ds3%2Ddevelopment%2Dboard%2Dwith%2D1%2D77%2Dinch%2Dlcd%2Ddisplay%2Dbt%2D2%2D5dbi%2Dwifi%2Dmodule%2Dai%2Dinternet%2Dof%2Dthings%2Dw5/). It demonstrates the versatility of WIZnet chips as they are integrated into commercial products, distributed to makers worldwide, and supported by a spontaneous open-source ecosystem.

### **FAQQ: Can Wi-Fi and Ethernet be used simultaneously?**

A: Yes, but with technical constraints. The ESP32 uses a **Coexistence Mechanism** to time-slice a single 2.4GHz RF resource for both Wi-Fi and Zigbee. This inevitably causes **Latency Jitter**. To maximize gateway stability, it is ideal to disable Wi-Fi and rely solely on the W5500 wired backhaul.

**Q: Does it support Matter or Thread?**

A: Hardware-wise, the ESP32-S3 supports IEEE 802.15.4, so it is technically feasible. By porting the **ESP-IDF OpenThread SDK**, you could build a **Thread Border Router** using the W5500 as the backhaul. However, considering the memory requirements of the Thread stack, a model with 4MB+ Flash (this product has 16MB) is recommended.

**Q: Does it support PoE (Power over Ethernet)?**

A: No, it does not. Schematic analysis reveals the **absence** of PoE transformer and DC-DC converter circuits behind the RJ45 connector. Therefore, even if connected to a PoE switch, it cannot receive power; a 5V input via the USB-C port is mandatory.

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### **프로젝트 개요**

이 프로젝트는 알리익스프레스에서 약 $15에 판매되는 "ESP32-S3 1.77 Inch LCD W5500 Board"를 위한 비공식 오픈소스 펌웨어입니다. 불과 2~4일 전(2026년 1월 초)에도 PSRAM 관련 픽스가 업데이트되는 등 매우 활발하게 개발이 진행 중인 **'현재진행형'** 프로젝트입니다. 하드웨어 제조사가 제공하는 소프트웨어 지원이 부족한 상황에서, 커뮤니티 유저(cristianprice)가 직접 핀맵을 분석하고 PlatformIO 기반의 개발 환경을 구축했습니다. 이 보드의 핵심 목표는 저렴한 비용으로 **고성능 Zigbee 게이트웨이**를 구축하는 것입니다.

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/1122402%5F1767967128%2Epng)

*https://www.aliexpress.us/item/3256807305289883.html?gatewayAdapt=glo2usa4itemAdapt*

### **하드웨어 분석**

이 보드는 [EOFNET Wiki](https://wiki.eofnet.lt/wiki/ESP32_S3_1.77_Inch_LCD_BT_2.5dbi_WiFi-W5500-ETH-N16R8-CH340K-ZIGBEE-Type-C)에 문서화된 대로, ESP32-S3를 중심으로 LCD와 이더넷, Zigbee 기능을 하나의 PCB에 집약했습니다.

> ![S1faa9e0740134238adbf588049f5a344K.png](https://wiki.eofnet.lt/w//uploads/thumb/f/fe/S1faa9e0740134238adbf588049f5a344K.png/400px-S1faa9e0740134238adbf588049f5a344K.png)![S1b889283765b4f59b6b4a61c0b6f8450j.png](https://wiki.eofnet.lt/w//uploads/thumb/6/66/S1b889283765b4f59b6b4a61c0b6f8450j.png/400px-S1b889283765b4f59b6b4a61c0b6f8450j.png)

![Esp32s3-zigbee-lan-wifi-board shema1.png](https://wiki.eofnet.lt/w//uploads/thumb/d/d2/Esp32s3-zigbee-lan-wifi-board_shema1.png/400px-Esp32s3-zigbee-lan-wifi-board_shema1.png)

![Esp32s3-zigbee-lan-wifi-board shema3.png](https://wiki.eofnet.lt/w//uploads/thumb/9/97/Esp32s3-zigbee-lan-wifi-board_shema3.png/400px-Esp32s3-zigbee-lan-wifi-board_shema3.png)

source : [https://wiki.eofnet.lt/wiki/ESP32_S3_1.77_Inch_LCD_BT_2.5dbi_WiFi-W5500-ETH-N16R8-CH340K-ZIGBEE-Type-C](https://wiki.eofnet.lt/wiki/ESP32_S3_1.77_Inch_LCD_BT_2.5dbi_WiFi-W5500-ETH-N16R8-CH340K-ZIGBEE-Type-C?utm_source=chatgpt.com#Schema)

주목할 점은 **핀 공유 설계**입니다. GPIO 부족을 해결하기 위해 LCD의 리셋 핀과 W5500의 리셋 핀을 **GPIO 15**번 하나로 묶었습니다. 이는 원가 절감을 위한 설계로, 펌웨어 레벨에서 초기화 순서를 신경 써야 하는 부분입니다.

### **기술적 분석: Why WIZnet?**

ESP32-S3는 자체적으로 Wi-Fi를 지원합니다. 그럼에도 불구하고 이더넷 칩(W5500)을 추가한 이유는 **'무선 주파수 간섭'** 때문입니다.

1. **2.4GHz 혼잡 회피**:
  - Zigbee와 Wi-Fi는 동일한 2.4GHz 대역을 사용합니다. 게이트웨이가 Wi-Fi로 인터넷에 연결되면, Zigbee 센서들과 통신할 때 전파 간섭이 발생하여 반응 속도가 느려지거나 연결이 끊길 수 있습니다.

2. **유선 백홀(Backhaul)**:
  - 인터넷 연결을 W5500 유선 이더넷으로 처리함으로써, ESP32의 무선 라디오를 100% Zigbee 통신에만 전념하게 할 수 있습니다.

3. **연결 안정성 및 효율성**:
  - 유선 이더넷은 패킷 손실률이 낮을 뿐만 아니라, **TCP/IP 처리를 하드웨어(W5500)에서 전담**하므로 ESP32의 CPU 부하를 줄여줍니다(CPU Offload). 또한 전력 소모가 많은 Wi-Fi를 꺼두면 발열이 줄어들어 장비 수명 연장에도 도움이 됩니다.

아래 다이어그램은 이 아키텍처를 시각화한 것입니다.

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/1122402%5F1767966656%2Epng)

### **펌웨어/소프트웨어 분석**

현재 [GitHub 저장소](https://github.com/cristianprice/esp32_s3_1.77_w5500_board)에 공개된 펌웨어는 PlatformIO 환경에서 작성되었습니다.

- **이더넷**: `Arduino Ethernet` 라이브러리를 사용하여 W5500을 제어하며, 랜덤 MAC 주소 생성 및 DHCP 연결 기능을 구현했습니다.

- **디스플레이**: `TFT_eSPI` 라이브러리를 통해 이더넷 연결 상태와 IP 주소를 LCD에 실시간으로 표시합니다.

> ```cpp
// s3_ethernet.cpp 발췌: W5500 초기화
bool S3Ethernet::begin() {
    generateRandomMAC(g_mac);
    Ethernet.init(W550_CS);
    if (Ethernet.begin(g_mac) == 0) {
        return false; // DHCP 실패
    }
    return true;
}
```

> ![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/1122402%5F1767966088%2Epng)
>
> *source : ChatGPT*

### **시장 맥락 및 의의**

이 프로젝트는 WIZnet의 VAR로도 소개된 적이 있습니다. Matthew가 업로드한 [maker.wiznet.io](https://maker.wiznet.io/matthew/resellers/esp32%2Ds3%2Ddevelopment%2Dboard%2Dwith%2D1%2D77%2Dinch%2Dlcd%2Ddisplay%2Dbt%2D2%2D5dbi%2Dwifi%2Dmodule%2Dai%2Dinternet%2Dof%2Dthings%2Dw5/)에서 소개한 하드웨어를 실제 유저가 어떻게 활용하는지 보여주는 좋은 사례입니다. 상용 제품에 W5500이 탑재되어 전 세계 메이커들에게 보급되고, 자발적인 오픈소스 생태계가 형성되는 과정은 WIZnet 칩의 범용성을 증명합니다.

### **FAQQ: Wi-Fi와 이더넷 동시 사용이 가능한가요?**

A: 가능하지만, 기술적 제약이 따릅니다. ESP32는 **Coexistence 메커니즘**을 통해 단일 2.4GHz RF 자원을 시분할(Time Slicing)하여 Wi-Fi와 Zigbee를 처리합니다. 이로 인해 물리적 한계인 Latency Jitter(지연 시간 편차)가 필연적으로 발생합니다. 게이트웨이의 안정성을 최우선으로 한다면, Wi-Fi를 비활성화하고 W5500 유선 백홀만을 사용하는 것이 이상적입니다.

**Q: Matter나 Thread도 지원하나요?**

A: 하드웨어적으로 ESP32-S3는 IEEE 802.15.4를 지원하므로 기술적 구현은 가능합니다. Espressif에서 제공하는 **ESP-IDF OpenThread SDK**를 포팅하면 W5500을 백홀로 하는 **Thread Border Router**를 구축할 수 있습니다. 단, Thread 스택의 메모리 요구량을 고려할 때 4MB 이상의 Flash 메모리가 탑재된 모델(본 제품은 16MB) 사용이 권장됩니다.

**Q: PoE(Power over Ethernet)를 지원하나요?**

A: 지원하지 않습니다. 회로도(Schematic) 분석 결과, RJ45 커넥터 후단에 PoE 수전(Powered Device)을 위한 트랜스포머 및 DC-DC 컨버터 회로가 **부재**합니다. 따라서 PoE 스위치에 연결하더라도 전원을 공급받을 수 없으며, USB-C 포트를 통한 5V 전원 입력이 필수입니다.

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Source: https://maker.wiznet.io/Benjamin/projects/esp32-s3-1-77-w5500-board/