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title: "Solar2MQTT: High-Reliability Solar Monitoring via ESP32-S3 Ethernet"
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author: "softwarecrash"
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published: "2026-03-27"
language: "en"
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source: "WIZnet Makers (https://maker.wiznet.io/)"
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# Solar2MQTT: High-Reliability Solar Monitoring via ESP32-S3 Ethernet

> ESP32-S3-based Solar2MQTT uses W5500 Ethernet to reliably collect inverter data and transmit it via MQTT to Home Assistant without Wi-Fi interruptions.

Original author: softwarecrash (source: https://github.com/softwarecrash/Solar2MQTT)

## Article

## 1.Summary

태양광 발전 시스템은 실외나 전기실 등 네트워크 환경이 가혹한 곳에 설치되는 경우가 많습니다. 기존의 Wi-Fi 방식은 벽이나 거리 문제로 데이터 누락이 발생하거나 연결이 끊길 위험이 큽니다.

본 프로젝트는 WIZnet W5500 이더넷 컨트롤러가 탑재된 Waveshare ESP32-S3-ETH 보드를 사용하여, 24시간 끊김 없는 데이터 전송을 보장하는 Solar2MQTT 시스템을 구축한 사례입니다. 태양광 인버터의 데이터를 실시간으로 수집해 MQTT를 통해 Home Assistant로 전송합니다.

## 2. What the Project Does

프로젝트는 태양광 인버터와 네트워크 사이에서 동작하는 중간 게이트웨이입니다.
인버터 측에서는 RS485(또는 RS232)를 통해 데이터를 읽고, 네트워크 측에서는 MQTT로 데이터를 전송하며 웹 UI를 통해 상태를 확인할 수 있습니다.

주요 기능은 다음과 같습니다:

- MQTT 기반 실시간 데이터 전송

- 웹 UI 설정 및 상태 확인

- `/livejson` 엔드포인트 제공

- 웹 기반 OTA 펌웨어 업데이트

- USB 및 WebSerial 디버깅 지원

Waveshare ESP32-S3-ETH 보드 기준으로 인버터 통신은 GPIO17(RX), GPIO18(TX), GPIO15(DE/RE)를 사용하며, W5500은 별도의 SPI 핀을 통해 연결됩니다.

## 3. Where WIZnet Fits

이 프로젝트는 실제로 WIZnet W5500을 사용합니다.

W5500은 ESP32-S3와 SPI로 연결된 이더넷 컨트롤러로, 이 시스템에서 **유선 네트워크 전송 계층** 역할을 담당합니다. 인버터 데이터 수집은 UART/RS485에서 처리되고, 수집된 데이터는 W5500을 통해 MQTT 브로커, 웹 UI, OTA 업데이트 등으로 전달됩니다.

이 구조의 핵심은 역할 분리입니다:

- UART: 인버터 통신 (데이터 수집)

- W5500: 네트워크 전송 (데이터 전달)

- RS485 to TTL 모듈 (인버터 Modbus 통신용)

특히 태양광 시스템은 전기실, 야외, 금속 박스 내부 등에 설치되는 경우가 많기 때문에 Wi-Fi 품질이 불안정할 수 있습니다. 이때 W5500 기반 유선 이더넷은 연결 끊김 없이 지속적인 데이터 전송을 가능하게 합니다.

또한 W5500은 하드웨어 TCP/IP 오프로딩 구조를 가지므로, ESP32-S3는 네트워크 스택 처리 부담 없이 인버터 데이터 처리와 웹 UI에 집중할 수 있습니다.

### 4. Pin Mapping

보드 내부에 고정된 W5500 설정값과 인버터 통신을 위한 핀 정의입니다.

| **기능 (Function)** | **ESP32-S3 GPIO** | **비고** |
| --- | --- | --- |
| W5500 MISO / MOSI | GPIO 12 / 11 | SPI 통신 |
| W5500 SCLK / CS | GPIO 13 / 14 | SPI 클럭 및 선택 |
| W5500 RST / INT | GPIO 9 / 10 | 초기화 및 인터럽트 |
| Inverter RX / TX | GPIO 17 / 18 | RS485 데이터 통신 |
| RS485 DE / RE | GPIO 15 | Flow Control (송수신 전환) |

## 5. Implementation Notes

Solar2MQTT는 W5500을 명확히 지원하는 빌드 타겟을 포함하고 있습니다.

**파일: **`**platformio.ini**`

```plaintext
[env:waveshare_esp32_s3_eth]
build_flags =
  -DHAS_LAN=1
  -DETH_SPI_W5500=1
  -DPIN_ETH_SPI_MISO=12
  -DPIN_ETH_SPI_MOSI=11
  -DPIN_ETH_SPI_SCLK=13
  -DPIN_ETH_SPI_CS=14
  -DPIN_ETH_SPI_RST=9
  -DPIN_ETH_SPI_INT=10
```

이 설정은 W5500을 사용하는 SPI 핀 구성을 정의합니다.
즉, 이 프로젝트는 단순히 “이더넷 지원”이 아니라 특정 하드웨어(W5500)를 기준으로 설계된 구조입니다.

---

**파일: **`**src/core/WiFiManager.cpp**`

```plaintext
#if defined(ETH_SPI_W5500) && ETH_SPI_W5500
  const bool ok = ETH.begin(ETH_PHY_W5500,
                            ETH_PHY_ADDR_AUTO,
                            PIN_ETH_SPI_CS,
                            PIN_ETH_SPI_INT,
                            PIN_ETH_SPI_RST,
                            SPI2_HOST,
                            PIN_ETH_SPI_SCLK,
                            PIN_ETH_SPI_MISO,
                            PIN_ETH_SPI_MOSI);
#endif
```

이 코드는 W5500 기반 Ethernet 인터페이스를 실제로 초기화하는 부분입니다.

핵심 포인트:

- `ETH_PHY_W5500` → W5500을 명시적으로 선택

- SPI 핀을 직접 전달 → 보드 레벨 고정 설계

- 이후 DHCP 또는 Static IP 설정 가능

즉, W5500은 단순 옵션이 아니라 **네트워크 스택의 실제 실행 경로**입니다.

## 6. Web UI (Features)

Solar2MQTT는 직관적인 웹 인터페이스를 제공합니다. WIZnet W5500의 빠른 유선 응답 속도 덕분에 설정 변경과 로그 확인이 매우 쾌적합니다.

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/221214522%5F1774859178%2Epng)

Network & MQTT Settings: 이더넷 고정 IP 설정 및 MQTT 브로커 연동.

Firmware Update: 웹에서 직접 최신 펌웨어 OTA 업데이트 지원.

Web Serial Debug: USB 연결 없이 웹 브라우저에서 실시간 시리얼 로그 확인 가능.

## 7. Real-time Results

유선 이더넷을 통해 수집된 데이터는 지연 없이 대시보드에 반영됩니다.

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/221214522%5F1774859168%2Epng)

대시보드를 통해 배터리 잔량(65%), 현재 부하량(2267W), 태양광 발전량(115W) 등을 확인할 수 있으며, 인버터 내부 온도(INV 39°C)와 배터리 전압(50.5V) 등 미세한 변화까지 놓치지 않고 기록합니다.

## 8. Practical Tips / Pitfalls

- RS485와 W5500 SPI 라인을 명확히 분리해야 핀 충돌을 방지할 수 있습니다.

- 산업 환경에서는 DHCP보다 Static IP 설정이 유지보수에 유리합니다.

- Ethernet 초기화 실패 시 Wi-Fi fallback 동작을 확인해야 합니다.

- W5500은 3.3V 로직이므로 전압 레벨을 반드시 맞춰야 합니다.

- RS485 DE/RE 제어(GPIO15)는 통신 안정성에 직접적인 영향을 줍니다.

- Ethernet이 안정적이어도 인버터 프로토콜 오류는 별도로 디버깅해야 합니다.

## 9. FAQ

**Q: 왜 W5500을 사용하나요?**
A: Wi-Fi 대신 유선 이더넷을 사용하여 RF 간섭, 거리, 벽 등의 영향 없이 안정적인 데이터 전송을 확보할 수 있습니다. 또한 하드웨어 TCP/IP 오프로딩으로 ESP32의 CPU 부담을 줄입니다.

**Q: ESP32-S3에 어떻게 연결되나요?**
A: SPI 인터페이스로 연결되며 MISO(12), MOSI(11), SCLK(13), CS(14), RST(9), INT(10) 핀을 사용합니다. `ETH.begin()` 함수로 초기화됩니다.

**Q: 이 프로젝트에서 W5500은 어떤 역할을 하나요?**
A: 인버터에서 수집된 데이터를 MQTT, 웹 UI, JSON API로 전달하는 네트워크 전송 계층 역할을 합니다.

**Q: 초보자도 따라할 수 있나요?**
A: ESP32 개발 경험과 UART/RS485, MQTT 기본 이해가 필요합니다. 하지만 W5500이 내장된 보드를 사용하면 하드웨어 난이도는 크게 낮아집니다.

**Q: Wi-Fi와 비교하면 어떤 차이가 있나요?**
A: Wi-Fi는 설치가 간편하지만 환경에 따라 끊김이 발생할 수 있습니다. W5500 기반 Ethernet은 물리적으로 연결된 만큼 지연과 패킷 손실이 훨씬 안정적입니다.

[Embedded media](https://www.youtube.com/embed/7u8hPLdXeso)

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## Summary

Solar power systems are often installed in harsh network environments such as outdoor locations or electrical rooms. Traditional Wi-Fi setups are prone to data loss or disconnections due to walls, distance, or interference.

This project demonstrates how to build a Solar2MQTT system using the Waveshare ESP32-S3-ETH board with the WIZnet W5500 Ethernet controller, enabling uninterrupted 24/7 data transmission. It collects real-time data from a solar inverter and delivers it to Home Assistant via MQTT.

## What the Project Does

The project acts as a gateway between a solar inverter and the network.

On the device side, it reads data from the inverter via RS485 (or RS232). On the network side, it transmits data via MQTT and provides a web UI for monitoring and configuration.

Key features include:

- Real-time data transmission via MQTT

- Web UI for configuration and status monitoring

- `/livejson` endpoint for structured data access

- Web-based OTA firmware updates

- USB and WebSerial debugging support

On the Waveshare ESP32-S3-ETH board, inverter communication uses GPIO17 (RX), GPIO18 (TX), and GPIO15 (DE/RE), while the W5500 is connected through dedicated SPI pins.

## Where WIZnet Fits

This project uses the WIZnet W5500.

The W5500 is an Ethernet controller connected to the ESP32-S3 via SPI, and it serves as the wired network transport layer in this system. Inverter data is collected through UART/RS485, and then transmitted through the W5500 to MQTT brokers, web interfaces, and OTA services.

The architecture is clearly separated:

- UART: inverter communication (data acquisition)

- W5500: network transport (data delivery)

- RS485 to TTL module: Modbus communication interface

Solar installations are often deployed in electrical rooms, outdoor enclosures, or metal cabinets where Wi-Fi reliability is poor. In these cases, W5500-based wired Ethernet ensures stable, uninterrupted data transmission.

Additionally, the W5500 uses hardware TCP/IP offloading, allowing the ESP32-S3 to focus on inverter processing and application logic without handling the full network stack.

## Pin Mapping

The following pin definitions are fixed for the onboard W5500 and inverter communication:

| Function | ESP32-S3 GPIO | Notes |
| --- | --- | --- |
| W5500 MISO / MOSI | GPIO 12 / 11 | SPI communication |
| W5500 SCLK / CS | GPIO 13 / 14 | SPI clock and chip select |
| W5500 RST / INT | GPIO 9 / 10 | Reset and interrupt |
| Inverter RX / TX | GPIO 17 / 18 | RS485 data communication |
| RS485 DE / RE | GPIO 15 | Flow control |

## Implementation Notes

Solar2MQTT includes a dedicated build target for W5500.

**File: **`**platformio.ini**`

```plaintext
[env:waveshare_esp32_s3_eth]
build_flags =
  -DHAS_LAN=1
  -DETH_SPI_W5500=1
  -DPIN_ETH_SPI_MISO=12
  -DPIN_ETH_SPI_MOSI=11
  -DPIN_ETH_SPI_SCLK=13
  -DPIN_ETH_SPI_CS=14
  -DPIN_ETH_SPI_RST=9
  -DPIN_ETH_SPI_INT=10
```

This configuration defines the SPI pin mapping for the W5500.
It shows that Ethernet support is not generic, but explicitly designed around the W5500 hardware.

File: `src/core/WiFiManager.cpp`

```plaintext
#if defined(ETH_SPI_W5500) && ETH_SPI_W5500
  const bool ok = ETH.begin(ETH_PHY_W5500,
                            ETH_PHY_ADDR_AUTO,
                            PIN_ETH_SPI_CS,
                            PIN_ETH_SPI_INT,
                            PIN_ETH_SPI_RST,
                            SPI2_HOST,
                            PIN_ETH_SPI_SCLK,
                            PIN_ETH_SPI_MISO,
                            PIN_ETH_SPI_MOSI);
#endif
```

This code initializes the W5500-based Ethernet interface.

Key points:

- `ETH_PHY_W5500` explicitly selects the W5500

- SPI pins are passed directly → fixed board-level configuration

- Supports both DHCP and static IP configuration

This confirms that W5500 is not optional—it is the actual network execution path.

## Web UI (Features)

Solar2MQTT provides an intuitive web interface. Thanks to the fast response of wired Ethernet via the W5500, configuration changes and log monitoring are smooth and responsive.

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/221214522%5F1774859303%2Epng)

- **Network & MQTT Settings**: Configure static IP and connect to MQTT broker

- **Firmware Update**: Perform OTA updates directly from the browser

- **Web Serial Debug**: View real-time serial logs without USB connection

## Real-time Results

Data collected via wired Ethernet is reflected on the dashboard without delay.

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/221214522%5F1774859336%2Epng)

The dashboard displays detailed metrics such as:

- Battery level (65%)

- Current load (2267W)

- Solar generation (115W)

- Inverter temperature (39°C)

- Battery voltage (50.5V)

This enables precise monitoring of even small fluctuations in system performance.

## Practical Tips / Pitfalls

- Separate RS485 and W5500 SPI lines to avoid pin conflicts

- Use static IP in industrial environments for easier maintenance

- Verify Wi-Fi fallback behavior if Ethernet initialization fails

- Ensure proper 3.3V logic level compatibility for W5500

- RS485 DE/RE control (GPIO15) directly affects communication stability

- Stable Ethernet does not eliminate inverter protocol issues—debug separately

## FAQ

**Q: Why use W5500?**
A: It provides stable wired Ethernet communication without RF interference, distance, or obstruction issues. It also reduces CPU load through hardware TCP/IP offloading.

**Q: How is it connected to ESP32-S3?**
A: It uses SPI with MISO(12), MOSI(11), SCLK(13), CS(14), RST(9), and INT(10). Initialization is done via `ETH.begin()`.

**Q: What role does W5500 play in this project?**
A: It acts as the network transport layer, delivering inverter data to MQTT, web UI, and APIs.

**Q: Can beginners follow this project?**
A: Basic knowledge of ESP32, UART/RS485, and MQTT is required. Using a board with built-in W5500 significantly reduces hardware complexity.

**Q: How does it compare to Wi-Fi?**
A: Wi-Fi is easier to deploy but less reliable in harsh environments. Ethernet via W5500 provides stable latency and minimal packet loss.

[Embedded media](https://www.youtube.com/embed/7u8hPLdXeso)

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Source: https://maker.wiznet.io/irina/projects/solar2mqtt-high-reliability-solar-monitoring-via-esp32-s3-ethernet/