Wiznet makers

https://github.com/dumtux/pcbcrew-esp32-router

PROJECT DESCRIPTION

PCBCrew IoT Router는 ESP32-S3와 WIZnet W5500을 기반으로 제작된 자판기용 IoT 통신 및 제어 보드입니다.

이 프로젝트는 유선 Ethernet, Wi-Fi, 4G/LTE 연결 기능을 하나의 보드에 통합하여, 자판기와 같은 무인 장비가 설치 환경에 따라 다양한 네트워크를 사용할 수 있도록 설계되었습니다.

단순한 ESP32 개발 보드가 아니라 자판기 결제 장치와 통신하기 위한 MDB 인터페이스, 이동통신 모뎀, 백업 배터리, RTC, EEPROM 등을 포함한 실제 장비용 통합 컨트롤러라는 점이 특징입니다.

1. System Overview

PCBCrew IoT Router는 ESP32-S3를 메인 컨트롤러로 사용하며 다음과 같은 네트워크 인터페이스를 제공합니다.

WIZnet W5500 기반 10/100 Mbps Ethernet

ESP32-S3 내장 Wi-Fi

Mini-PCIe 방식의 4G/LTE 모뎀

Quectel EC25 및 SIMCom SIM7600 모뎀 지원

이를 통해 설치 장소에 유선 네트워크가 있는 경우에는 Ethernet을 사용할 수 있고, 근거리 무선 연결이 필요한 경우에는 Wi-Fi를 사용할 수 있습니다. 유선 인터넷 설치가 어려운 환경에서는 4G/LTE로 확장할 수 있도록 구성되었습니다.

2. Ethernet-to-Wi-Fi Router

이 프로젝트의 핵심 기능은 W5500 Ethernet과 ESP32-S3 Wi-Fi를 연결하는 네트워크 라우터 기능입니다.

공개된 ESP-IDF 펌웨어는 Ethernet-to-AP 구조를 기반으로 하며, W5500을 통해 연결된 유선 네트워크를 ESP32-S3의 Wi-Fi Access Point로 공유할 수 있습니다.

동작 구조는 다음과 같습니다.

Internet / Local Ethernet Network
                │
             Ethernet
                │
         WIZnet W5500
                │ SPI
            ESP32-S3
                │
           Wi-Fi Access Point
                │
      Smartphone / Tablet / IoT Device

예를 들어 자판기 내부의 컨트롤러는 Ethernet을 통해 외부 서버에 연결하면서, 유지보수 작업자가 스마트폰이나 태블릿으로 ESP32의 Wi-Fi AP에 접속하여 장비를 설정하거나 상태를 확인하도록 구성할 수 있습니다.

따라서 이 프로젝트는 Wi-Fi와 Ethernet을 단순히 선택적으로 탑재한 것이 아니라, 실제 펌웨어에서 두 네트워크를 연결하는 Hybrid Network 구조를 구현한 사례입니다.

About Easymeal

https://easymealco.com/confiseries-boissons-fraiches/

Easymeal은 프랑스의 스마트 자동판매기(Vending Machine) 전문 기업으로, 기업·학교·호텔·학생 기숙사 등 다양한 환경에 24시간 이용 가능한 자동 식음료 서비스를 제공합니다. 2014년 설립 이후 "언제든지 간편하게 식사와 간식을 제공한다"는 목표 아래, 따뜻한 식사, 스낵, 음료, 커피를 하나의 통합 자동판매 솔루션으로 발전시켜 왔습니다.

Easymeal의 자동판매기는 단순한 자판기가 아니라 실시간 텔레메트리(Telemetry) 기능을 통해 재고와 판매 현황을 원격으로 모니터링하고, 이를 기반으로 효율적인 재고 관리와 유지보수를 지원합니다. 또한 신용카드, 모바일 결제, 식권 등 다양한 결제 방식을 지원하며, 설치부터 재고 보충, 유지보수까지 통합 서비스를 제공합니다.

특히 Confiseries & Boissons Fraîches 솔루션은 초콜릿, 과자, 스낵, 탄산음료, 생수 등 다양한 제품을 하나의 스마트 자판기에서 제공하도록 설계되었습니다. 400종 이상의 제품을 운영하며, 판매 데이터를 분석해 고객 환경에 맞는 상품 구성을 지속적으로 최적화하는 것이 특징입니다.

이번 PCBCrew IoT Router 프로젝트는 이러한 Easymeal 스마트 자판기 플랫폼의 네트워크 연결성을 담당하는 핵심 IoT 컨트롤러로 활용됩니다. ESP32-S3와 WIZnet W5500 기반의 Ethernet 및 Wi-Fi 연결을 통해 자판기의 원격 관리와 통신을 지원하며, 향후 4G/LTE까지 확장 가능한 네트워크 플랫폼으로 설계되었습니다.

3. 4G/LTE Connectivity

보드에는 Mini-PCIe 커넥터가 탑재되어 Quectel EC25 또는 SIMCom SIM7600 계열의 4G/LTE 모뎀을 연결할 수 있습니다.

ESP32-S3는 UART와 하드웨어 Flow Control 신호를 통해 모뎀과 통신하며, 유선 Ethernet을 사용할 수 없는 장소에서도 이동통신망을 이용할 수 있도록 설계되었습니다.

다만 공개된 펌웨어에서 4G/LTE 네트워크 라우팅 기능은 아직 개발 중인 기능으로 명시되어 있습니다. 따라서 현재 확인된 핵심 동작은 Ethernet과 Wi-Fi 간의 라우팅 기능이며, LTE는 하드웨어 확장 가능성과 향후 개발 방향으로 보는 것이 적절합니다.

4. Vending Machine Interface

PCBCrew IoT Router는 일반적인 IoT 라우터와 달리 자판기 제어에 필요한 두 개의 MDB 인터페이스를 제공합니다.

MDB는 자판기 메인 컨트롤러, 동전 인식기, 지폐 인식기, 카드 결제기 등의 장치가 통신할 때 널리 사용되는 인터페이스입니다.

보드에는 두 개의 MDB 채널이 구성되어 있어 여러 자판기 주변 장치와 통신하거나, MDB 통신 데이터를 네트워크 서버로 전달하는 게이트웨이로 활용할 수 있습니다.

이를 통해 다음과 같은 데이터를 원격으로 수집할 수 있습니다.

상품 판매 기록

결제 장치 상태

자판기 오류 정보

재고 및 운영 상태

장비 유지보수 정보

5. Additional Hardware Features

PCBCrew IoT Router에는 무인 장비 운영에 필요한 다양한 기능이 함께 포함되어 있습니다.

Backup power

18650 배터리 홀더와 충전 회로를 탑재하여 주 전원이 차단된 경우에도 일부 기능을 유지하거나 안전하게 시스템을 종료할 수 있습니다.

Real-Time Clock

DS1337 RTC와 CR2032 코인 배터리를 사용하여 네트워크가 끊어진 상태에서도 시간 정보를 유지할 수 있습니다.

External EEPROM

24Cxx 시리즈 EEPROM을 장착할 수 있는 DIP8 소켓이 제공되어 장비 설정값, 식별 정보 또는 운영 데이터를 저장할 수 있습니다.

RS232 UART

외부 산업 장비나 기존 자판기 컨트롤러와 연결할 수 있도록 RS232 UART 인터페이스가 제공됩니다.

USB Type-C

USB 2.0 Type-C 포트를 통해 펌웨어 다운로드, 디버깅 및 시리얼 모니터링을 수행할 수 있습니다.

6. Application

PCBCrew IoT Router는 다음과 같은 분야에 활용할 수 있습니다.

스마트 자판기

무인 결제 단말기

원격 장비 관리 시스템

셀프서비스 키오스크

산업용 Ethernet-to-Wi-Fi 게이트웨이

LTE 기반 원격 모니터링 장치

MDB-to-Network Gateway

무인 판매 장비의 유지보수 네트워크

특히 Ethernet의 안정성, Wi-Fi의 편의성, LTE의 설치 자유도를 하나의 보드에서 지원하므로 설치 환경이 일정하지 않은 상용 IoT 장비에 적합합니다.

7. WIZnet Perspective

이 프로젝트에서 W5500은 자판기 컨트롤러에 안정적인 유선 네트워크 인터페이스를 제공하는 역할을 합니다.

ESP32-S3의 Wi-Fi만 사용할 경우 무선 간섭, 수신 감도, 공유기 상태 등에 따라 연결이 불안정할 수 있지만, W5500 Ethernet을 함께 적용하면 고정 설치 장비가 보다 안정적인 유선 네트워크를 사용할 수 있습니다.

또한 공개된 라우터 펌웨어에서는 W5500 Ethernet을 외부 네트워크 인터페이스로 사용하고 ESP32-S3를 Wi-Fi AP로 동작시켜, 유선 네트워크를 무선 장치에 공유하는 Hybrid Network를 구현합니다.

즉, 이 프로젝트에서 W5500은 단순히 ESP32에 Ethernet 포트를 추가하는 부품이 아니라, 유선과 무선을 연결하는 IoT 네트워크 게이트웨이의 핵심 인터페이스로 사용됩니다.

Conclusion

PCBCrew IoT Router는 ESP32-S3, WIZnet W5500, 4G/LTE 모뎀 및 MDB 인터페이스를 통합한 자판기용 IoT 컨트롤러입니다.

W5500 Ethernet과 ESP32-S3 Wi-Fi를 실제 라우터 펌웨어로 연결하여 Ethernet-to-Wi-Fi 네트워크 공유 기능을 구현하며, 향후 4G/LTE까지 포함하는 다중 네트워크 게이트웨이로 확장할 수 있습니다.

특히 자판기 제어에 필요한 MDB, RS232, 백업 배터리, RTC 및 EEPROM까지 하나의 보드에 통합했다는 점에서 단순한 네트워크 예제가 아닌 실제 상용 무인 장비를 위한 하드웨어·소프트웨어 통합 플랫폼으로 볼 수 있습니다.

SHORT SUMMARY

PCBCrew IoT Router는 ESP32-S3와 WIZnet W5500을 기반으로 Ethernet, Wi-Fi 및 4G/LTE 연결을 지원하는 자판기용 IoT 컨트롤러입니다. 공개된 ESP-IDF 펌웨어는 W5500 Ethernet을 ESP32-S3의 Wi-Fi AP로 공유하는 Ethernet-to-Wi-Fi 라우터 기능을 구현하며, MDB, RS232, RTC, 백업 배터리 및 EEPROM을 통합해 실제 무인 판매 장비의 원격 관리 플랫폼으로 활용할 수 있습니다.