현재 ESP32 Matter 개발 환경은 MAC, Linux 만 지원 합니다.

WIN환경에서는 WSL 설정후 VSCODE 로 WSL로 원격 접속 하여 ESP32 IDF 와 Matter 개발 환경을 구축 합니다.

이렇게 되면 WIN환경에서 동일한 VSCODE로 개발 하는 상황이 되기 때문에 크게 Linux에 대한 이질감이 없습니다.

다만 WSL환경에서 COM Port을 통한 프로그램 다운로드나, 모니터을 하기 위해서는 별도의 수동 작업이 필요 합니다.

# WIN에 USBIPD 설치.
https://learn.microsoft.com/ko-kr/windows/wsl/connect-usb

# ESP32 연결 후 "list" 확인

  이때 자신의 ESP32 보드의 COMx 번호는 알고 있어야 합니다.

  저의 경우 "COM7", "BUSID 2-7"

PS C:\WINDOWS\system32> usbipd list
Connected:
BUSID  VID:PID    DEVICE                                                        STATE
2-3    06cb:00fc  Synaptics UWP WBDI                                            Not shared
2-4    04f2:b6ea  Integrated Camera, Integrated IR Camera, Camera DFU Device    Not shared
2-7    10c4:ea60  Silicon Labs CP210x USB to UART Bridge(COM7)                  Not shared
2-10   8087:0026  인텔(R) 무선 Bluetooth(R)                                     Not shared
3-1    3554:fa09  USB 입력 장치                                                 Not shared
3-2    25a7:fa7c  USB 입력 장치                                                 Not shared
3-4    093c:1000  USB High Speed Serial Converter                               Not shared
3-5    0451:82ff  USB 입력 장치                                                 Not shared
4-3    1ab1:0e11  USB Test and Measurement Device (IVI)                         Not shared
4-5    0451:82ff  USB 입력 장치                                                 Not shared
5-4    10c4:ea60  Silicon Labs CP210x USB to UART Bridge(COM4)                  Not shared

Persisted:
GUID                                  DEVICE
167b5e0f-3033-469d-8080-147b9a79a6e0  Silicon Labs CP210x USB to UART Bridge(COM17)
92cb08df-1e07-48f6-972c-3c7e5d52f4a9  Silicon Labs CP210x USB to UART Bridge(COM16)

# "bind"

PS C:\WINDOWS\system32> usbipd bind --busid 2-7

# "attach"

PS C:\WINDOWS\system32> usbipd attach --wsl --busid 2-7
usbipd: info: Using WSL distribution 'Ubuntu-24.04' to attach; the device will be available in all WSL 2 distributions.
usbipd: info: Detected networking mode 'nat'.
usbipd: info: Using IP address 172.17.160.1 to reach the host.

# WSL VSCODE에서 연결 port 확인.

# 불편한 점은 한번이라도 USB가 Disconnect되면 계속 똑같은 작업을 해줘야 합니다.
즉 ESP32 Super Mini 계열의 보드들은 ESP32 내부 USB 포트 1개만 지원 하기 때문에 WSL 환경에서 편하게 개발 하는건 포기 하는게 좋습니다.

ESP32 내부 USB 포트로 Flash 한 후, 또는 보드 리셋이 발생 하면 무조건 USB Disconnect 되기 때문에 이때마다 계속 "attach"  해야 하는 말 도 못하는 피곤함이 있습니다.

반면 정식 DevKit 들은 내부에 USB2SERIAL IC가 USB가 연결된 상태에서는 계속 Connect을 유지 하기 때문에 한번 "attach" 한 후에는 USB 케이블 빼기 전까지는 신경 안 쓰고 리셋,다운로드 등을 수행 할 수 있습니다.

이번에는 RX Tx Power을 조절 하면서 ICD-LIT ESP32-H2 3.3V 전류 측정.

LDO 출력 쪽에서 전류 측정을 했기 때문에 LDO 효율이나 Iq는 일단 생각 하지 않음.

측정 데이터를 확인 해보면 ICD-LIT 모드로 빈번한 RF TX/RX가 없기 때문에 base 전류가 영향을 많이 주는 걸 알 수 있다.

# 측정 : J5 에서 측정

# 소스 : https://github.com/espressif/esp-matter/tree/main/examples/icd_app

# 디바이스 : ESP32-H2-DevKitM
https://ko.aliexpress.com/item/1005008785703440.html?spm=a2g0o.order_list.order_list_main.20.6e83140fFyeYQ7&gatewayAdapt=glo2kor)

# 측정 : Nordic PPK2
(https://www.nordicsemi.com/Products/Development-hardware/Power-Profiler-Kit-2)

# HA + OBTR : SLZB-07 RCP (https://smlight.tech/product/slzb-07)

# 참고 자료 : ESP32 RX Tx Power 조절

2025.10.27 - [MATTER] - [MATTER] ESP32 OpenThread RF Tx Power 조절

#ICD-LIT 설정값

ParameterValue

RF Tx Power 3dB : 3시간20분 평균 56.36uA/3.3V 

RF Tx Power 8dB : 3시간20분 평균 52.48uA/3.3V

RF Tx Power 20dB : 3시간 평균 60.97uA/3.3V

Waveshare 에서 ESP32-H2 MINI 보드가 출시 되었습니다.

이전에 ESP 계열 SuperMini 선택시 RF성능 관련 잇슈 사항을 게시 한 적 이 있는데, (아래 링크 참고)
해당 제품은 적어도 해당 잇슈 사항을 고려해서 PCB 설계를 한 것 처럼 보입니다.

Ant 주위 부품 이격 등은 가이드을 잘 따른 것 같습니다.

물론 실제 제품 특성은 측정을 해봐야 정확 하겠습니다.

# 제품 상세 : https://www.waveshare.com/product/arduino/boards-kits/esp32-h2/esp32-h2-zero.htm

# 제품 위키 : https://www.waveshare.com/wiki/ESP32-H2-Zero

# 회로도 : https://files.waveshare.com/wiki/ESP32-H2-Zero/ESP32-H2-Zero-Schematic.pdf

# 이전 SuperMini 보드의 Antenna 성능 관련 잇슈 :

2025.10.14 - [Technical Tips!!] - [TT] ESP32 Super mini 선택에 주의 점.

# 아쉬운 점은 회로도 상의 LDO가 "ME6217C33M5G" 제품인데. 사용된 LDO Iq 가 아래와 같이 100uA 엄청 나게 큽니다.

이렇게 되면 MCU Sleep전류를 50uA 달성 하더라도 LDO에서 항상 +100uA 추가로 소모 하기 때문에 목적에 따라서는

배터리 저전력 동작에서는 사용 못 할 정도 입니다.

# 추가로 보드에 장착된 RGB LED 모듈의 소모 전류도 약 200uA 로 알려져 있습니다. 

즉 LED가 Off된 상태라도 항상 200uA정도는 소모 하고 있다는 이야기 입니다.

# 결론

- RF Ant 배치로 봤을때 RF 성능은 좀 고려 한거 같다.

- ESP32-H2 저전력 사용시 보드에 장착된 LDO + WS2812B 로 인해 , 항시 +300uA/3.3V 는 추가로 소모 될 것 같다.

# 수정

- 추가 전류 테스트 . USB 연결 없이 외부에서 3.3V 연결.
보드 수정 없이 Deep Sleep 테스트시 약 800uA/3.3V 측정
1. WS2812B +600uA/3.3V 추가 소모.
2. ME6217 +200uA/3.3V 추가 소모.

부품 1번,2번 제거 후 측정시 약 8uA/3.3V 측정. datasheet 값과 유사.

chmod +x factory_flash.sh
./factory_flash.sh

esp32 matter 예제로 여러 디바이스를 커미셔닝 하면 HA 에서 동일한 디바이스로 인식하여 구분이 안된다.

Default 설정으로 컴파일 하면 동일한 factory 데이터를 사용해서 그렇다.

여러 디바이스를 커미셔닝 하여 원할하게 구분하여 사용 하고 싶으면 espressif에서 제공하는
"esp-matter-mfg-tool" 프로그램으로 각각의 고유의 factory 데이터를 생성하여 디바이스 별로 factory 파티션에 기입한다.

일반적인 프로그램 수정 후 업데이트는 NVS영역을 따로 업데이트 하지 않기 때문에 flash erase외에는 안전하게 factory 영역과 NVS영역에 커미셔닝 관련 데이터들이 보관된다.

# 참고 자료 : https://docs.espressif.com/projects/esp-matter/en/latest/esp32/developing.html

# user factory data 을 사용 하기 위해서 sdkconfig.defaults을 아래와 같이 수정.

# sdkconfig.defaults
# Use Factory Data
CONFIG_ENABLE_ESP32_FACTORY_DATA_PROVIDER=y
CONFIG_ENABLE_ESP32_DEVICE_INSTANCE_INFO_PROVIDER=y
CONFIG_CHIP_FACTORY_NAMESPACE_PARTITION_LABEL="fctry"
CONFIG_FACTORY_PARTITION_DAC_PROVIDER=y
CONFIG_FACTORY_COMMISSIONABLE_DATA_PROVIDER=y
CONFIG_FACTORY_DEVICE_INSTANCE_INFO_PROVIDER=y

# factory data을 생성하는 배치 파일 작성.

   -n 5 설정으로 총 5개의 데이터 생성.

  인증서는 matter sdk 기본 인증서 그대로 사용.

#!/bin/bash
echo "Generate Factory Data"

export MATTER_SDK_PATH=$ESP_MATTER_PATH/connectedhomeip/connectedhomeip

esp-matter-mfg-tool -n 5 -cn "SensorBasic" -v 0xFFF2 -p 0x8001 --pai \
    --vendor-name "test" --product-name "TempHumidity" \
    -k $MATTER_SDK_PATH/credentials/test/attestation/Chip-Test-PAI-FFF2-8001-Key.pem \
    -c $MATTER_SDK_PATH/credentials/test/attestation/Chip-Test-PAI-FFF2-8001-Cert.pem \
    -cd $MATTER_SDK_PATH/credentials/test/certification-declaration/Chip-Test-CD-FFF2-8001.der

# 그림과 같이 총 5개의 데이터 생성 확인

  xxx.bin 파티션 binary가 생성되고, 디마이스 커미셔닝시 필요한 qrcode도 각각 생성 된다.

# 파티션 정보 ( factory 데이터는 "fctry" Label로 0x3E0000 번지에 할당 되어 있음.)

# Name,   Type, SubType, Offset,  Size, Flags
# Note: Firmware partition offset needs to be 64K aligned, initial 36K (9 sectors) are reserved for bootloader and partition table
esp_secure_cert,  0x3F, ,0xd000,    0x2000, encrypted
nvs,      data, nvs,     0x10000,   0xC000,
nvs_keys, data, nvs_keys,,          0x1000, encrypted
otadata,  data, ota,     ,          0x2000
phy_init, data, phy,     ,          0x1000,
ota_0,    app,  ota_0,   0x20000,   0x1E0000,
ota_1,    app,  ota_1,   0x200000,  0x1E0000,
fctry,    data, nvs,     0x3E0000,  0x6000

# 생성된 factory 파티션 정보를 write 하는 배치 파일 작성.(디바이스 별로 관리 하기 쉽게 1,2,3으로 분리)

#!/bin/bash
echo "Write Factory Data"

# 파라미터 체크
if [ $# -eq 0 ]; then
    echo "Usage: $0 <1|2|3>"
    exit 1
fi

# case문으로 분기
case "$1" in
    1)
        echo "write case1"
        esptool.py write_flash 0x3E0000 out/fff2_8001/63a899fa-e5c7-4cd4-bc01-131629fd35cb/63a899fa-e5c7-4cd4-bc01-131629fd35cb-partition.bin
        ;;
    2)
        echo "write case2"
        esptool.py write_flash 0x3E0000 out/fff2_8001/69e615b0-5f41-4ed9-9add-0e1c4869468f/69e615b0-5f41-4ed9-9add-0e1c4869468f-partition.bin
        ;;
    3)
        echo "write case3"
        esptool.py write_flash 0x3E0000 out/fff2_8001/0546a175-e721-433d-a854-6c07dce844a7/0546a175-e721-433d-a854-6c07dce844a7-partition.bin
        ;;
    *)
        echo "Error: Invalid parameter '$1'"
        echo "Available options: 1, 2, 3"
        exit 1
        ;;
esac    

echo "Flash write completed!"

# 스크립트 실행 방법
스크립트 권항 부여 후 몇번 factory data을 기입할지 결정

chmod +x factory_flash.sh
./factory_flash.sh 1

ESP32 OpenThread RF Tx Power 조절 API.

matter task 시작 후 사용 한다.

/* for set_tx_power() */
#include "esp_openthread.h"
#include <openthread/platform/radio.h>


void set_tx_power( int8_t power ) {
  otInstance *ins = esp_openthread_get_instance();
  otPlatRadioSetTransmitPower(ins, power); // dBm
}

extern "C" void app_main()
{
    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~

  /* Matter start */
  err = esp_matter::start(app_event_cb);
  ABORT_APP_ON_FAILURE(err == ESP_OK, ESP_LOGE(TAG, "Failed to start Matter, err:%d", err));

  /* Matter와 OpenThread가 완전히 시작된 후 잠시 대기 */
  vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000)); 
  set_tx_power(8);  /* 8dBm으로 설정 */
}

ESP32-H2 Matter ICD 전류 소모 측정

# 소스 : https://github.com/espressif/esp-matter/tree/main/examples/icd_app

# 디바이스 : ESP32-H2-DevKitM
https://ko.aliexpress.com/item/1005008785703440.html?spm=a2g0o.order_list.order_list_main.20.6e83140fFyeYQ7&gatewayAdapt=glo2kor)

# 측정 : Nordic PPK2
(https://www.nordicsemi.com/Products/Development-hardware/Power-Profiler-Kit-2)

# HA + OBTR : SLZB-07 RCP (https://smlight.tech/product/slzb-07)

# 비교 자료 : ESP32-C6 전류 측정 자료

2025.10.24 - [MATTER] - [MATTER] ESP32-C6 Matter ICD 전류 소모 측정

ICD-SIT 설정값

ParameterValue

ICD-LIT 설정값

ParameterValue

ESP32-C6기준 +20dB 시 피크 전류가 250mA까지  측정 되지만, H2에서는 100mA 언더로 측정 확인.

약 2분 평균 151uA/3.3V 측정 확인. 단순 비교로는 C6 대비 대충 50% 저게 소모.

tx power +8dB 조절 후 피크 전류는 약 50% 이하 낮아 지는 걸 확인.

재밌는건 +20dB 대비 똑같은 조건에서 tx power을낮춰 피크 전류는 줄였지만, 같은 시간대 측정 전류는 좀 더 크게 측정 됨.

스샷으로는 구분 안되는 결국 RF 통신 횟수가 중요 하다는거.

SIT에서 LIT 전환시 약 1/3 이하로 전류 소모 감소.

TX 피크 전류도 중요하지만, RF 통신 횟구 감소가 절대적으로 평균 소모 전류에 영향을 준다는걸 확인.

ESP32-C6 Matter ICD 전류 소모 측정.

# 소스 : https://github.com/espressif/esp-matter/tree/main/examples/icd_app

# 디바이스 : ESP32-C6-DevKitC-1
(https://docs.espressif.com/projects/esp-dev-kits/en/latest/esp32c6/esp32-c6-devkitc-1/user_guide.html)

# 측정 : Nordic PPK2
(https://www.nordicsemi.com/Products/Development-hardware/Power-Profiler-Kit-2)

# HA + OBTR : SLZB-07 RCP (https://smlight.tech/product/slzb-07)

ICD-SIT 설정값

ParameterValue

ICD-LIT 설정값

ParameterValue

Default tx power가 +20dB 상태에서 피크 전류가 250mA 까지 소모 확인.
60sec Idle Mode Duration 확인. 이후 1sec Active Mode Threshomd 확인.

2분 평균 291uA/3.3V

tx power +8dB 낮춰서 피크 전류가 200mA 낮아 지는 걸 확인.
평균 전류는 미비하게 낮아 지는걸 확인.

2분 평균 274uA/3.3V

LIT 모드 전환시 SIT 대비 50% 이하 확인.
600sec Idle Mode Duration 확인. 이후 5sec Active Mode Threshold 확인.

10분 평균 132uA/3.3V

HA에서 MatterServer - OTBR - Thread 간의 통신 관계 입니다.

Thread기반 Matter 디바이스 사용시 OTBR 을 통해 IP 기반 통신으로 변환을 해줘야 합니다.

처음에는 OTBR이 Matter 디바이스와 직결 되는 구조로 생각 했는데, 사이에 Thread가 위치 하고 있네요.

HA 에서 Android 폰에서 기기 추가 안되는 문제.

잘 사용 하다가, thread network 재 설정 후 부터 안되기 시작 합니다.

아래 github Issue 에는 Android 폰 한정 "Google Play services storage"을 삭제 하면 된다고 합니다.

24년1월 보고된 bug인데, 아직도 해결이 안 되는 걸 보니, 메인터넌스가 전혀 안되고 있느 싶기도 합니다.

https://github.com/home-assistant/android/issues/4146

"Thread 자격 증명 동기화" 을 수행을 계속 해도, matter commissioning 시에 "ha-thread-c7d0" 로 접속 하는게 아닌 이전 자격 증명 동기화시 저장된 "ha-thread-xxxx" 잘못된 network으로 접속 시도을 해서 기기 추가가 안됩니다.

알리에서 ESP32 종류별로 작은 사이즈로 판매를 많이 하고 있습니다.

그중에 Super mini라고 쉴드캔 모듈을 사용하지 않고 custom pcb로 매우 작은 size로 만들어서 판매하는 보드 들이 있습니다.

RF관련 특성 부분이 미묘하다 보니 보통 쉴드캔 타입 모듈을 많이 사용하지만, 가격이 우선일 경우 다른 선택을 하게 됩니다.

아직까지는 중국쪽 특성이 어느 한 회사 제품이 잘 팔리면 자기네들끼리 복제품을 미친듯이 쏟아 냅니다.

이 와중에 근본이 있게 뭔가 만들어 내는 회사가 있는가 하면, 그렇지 않은 회사도 있습니다.

작게 만들다 보니 소형 Antenna을 사용하게 되고, 설계 방법에 따라 RF성능이 굉장히 많이 차이 나게 됩니다.

랩실 룸 공간 안에서 모든 RF 환경이 이루어진 다면 이런 문제점 들이 크게 들어날 여지가 없지만, 

공간을 벗어나는 DIY 제품들을 만들어 테스트 할 경우 성능 차이을 체감 하게 됩니다.

아래쪽에 관련 사례들  링크입니다. 

참고 하시기 바랍니다.

https://peterneufeld.wordpress.com/2025/03/04/esp32-c3-supermini-antenna-modification/

https://www.reddit.com/r/esp32/comments/1dsh3b5/warning_some_c3_super_mini_boards_have_a_design/?tl=ko