TFT 触控屏 + ESP8266 制造天气时钟

Posted 2022-01-04 嵌入式大杂烩

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MAKER: opengreenenergy／译：公众号：趣无尽

继「DIY 一台小方屏来显示树莓派信息」和「基于 ESP32 制造系统监控屏」之后，本期我们再介绍一款桌面显示屏摆件项目。

使用 ESP8266 和 2.8 英寸触摸屏来制作显示器，通过无线网络从网站 openweathermap.org 上获取本地的天气信息，最后呈现在显示器上。

显示内容包括：
1、时间与日期。
2、详细的天气信息，如温度、压力、湿度和降雨量等。
3、未来 7 天天气预测。

组件清单

Wemos D1 Mini Pro X 1
2.8″ 触屏显示屏 X 1
30 AWG 电线 X 若干
USB 数据线 X 1
1.75mm 白色 PLA 3D 打印耗材 X 若干
3D 打印机 X 1
烙铁 X 1
电线钳 X 1
剥线钳 X 1

准备线材并焊接

由于显示屏的外壳比较小巧、空间紧凑，Wemos 板和连接线都需要放置在里面，所以要提前处理好所有的线且要长度合适。最后，我选择 30 AWG 的单股线。

如图所示，使用钳子切割成 14 根等长的电线，然后使用剥线钳剥去电线的绝缘层。

如图所示，TFT 显示器有预留的可焊接的直头排针，可将其安装到面包板或任何其他开发板上。

有两种焊接的方式可供参考：
1、将排针从 PCB 上拆下，然后将电线直接焊接上去。
2、直接焊接到排针上。

我更喜欢第二种焊接方式，它会更容易且不需要技巧。在焊接之前，在所有引脚上涂抹少量的助焊剂，然后在烙铁的前端使用少量焊料对排针进行镀锡。

镀锡是非常必需的，因为它可以使焊接过程更容易并且导线和引脚之间更牢固。

如图所示，将电线焊接到所有引脚。

3D 打印

我参考了 Thingiverse 中一个模型，然后在 Autodesk Fusion 360 中修改外壳。所有部件的尺寸均由游标卡尺测量，与设计过程中的尺寸保持一致。

外壳包括以下几个部分：外壳、后盖以及底盖。

3D 打印的设置为：
打印速度：60mm/秒
层高厚度：0.2mm
填充密度：20%
挤出机温度：210℃
床温：60℃

3D 打印文件可在本项目文件库中下载：
https://make.quwj.com/project/408

安装显示屏

显示器有两种安装方式：
1、将显示屏放置到外壳中后再与 Wemos 板接线。
2、将显示器与 Wemos 板线接好后再安装到外壳中。

我选择第二种方式安装显示器。

如图所示，按照原理图将 TFT 显示模块 (ILI9341) 的引脚与 Wemos 引脚相连。

引脚接线方式如下：
TFT 显示->Wemos (ESP8266)
VIN -> 3.3V
GND -> GND
CS -> D1
RESET -> RST
DC -> D2
SDI -> D7
SCK -> D5
LED -> D8
SDO -> D6
T_CLK -> D5
T_CS -> D3
T_DIN -> D7
T_DO -> D6
T_IRQ -> D4

下载原理图，然后打印出来以便焊接时查看，这样会比较节约时间。焊接时要注意引脚焊接正确，错误的焊接会损坏显示模块或 Wemos 板。焊接时要十分的小心。

原理图可在本项目文件库中下载：
https://make.quwj.com/project/408

准备 ESP8266 开发环境

ESP8266 模块中不包含 Arduino IDE，需要先安装。
操作如下：

1、启动 Arduino IDE 并打开 Preferences 窗口。

2、在 Arduino IDE 的 File > Preferences > Additional Boards Manager URLs 字段中输入：
https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json

3、使用 OK 按钮关闭窗口。从 Tools > Board menu 中打开开发板管理器，然后选择正确的 ESP8266 开发板。
4、选择 LOLIN(WEMOS) D1 R2 & mini。将 CPU 频率设置为 80MHz，Flash Size 设置为 “4MB (FS:3MB OTA:~512KB)”以及 COM 端口。

下载代码和库

Arduino 代码：
https://github.com/ThingPulse/esp8266-weather-station-color

库：
1、Mini Grafx by Daniel Eichhorn
https://github.com/ThingPulse/minigrafx

2、ESP8266 WeatherStation by Daniel Eichhorn
https://github.com/ThingPulse/esp8266-weather-station

3、Json Streaming Parser by Daniel Eichhorn
https://github.com/squix78/json-streaming-parser

4、ThingPulse XPT2046 Touch by ThingPulse
https://github.com/ThingPulse/XPT2046_Touchscreen#xpt2046-touchscreen-arduino-library

如果如果你已经安装了原始的 XPT2046_Touchscreen，需要先卸载。

下载库后解压缩并在 Arduino Library Manager 中安装，路径为：
Sketch > Include Library > Manage Libraries…

获取 OpenWeatherMap API Key

天气数据来自 https://openweathermap.org/price 网站，所以必须获得 OpenWeatherMap API 密钥。

1、选择第一列免费那一栏，限制为每分钟 60cpm。

2、点击获取“API 密钥”，然后填写凭据后创建一个新帐户。
3、记下 API 密钥,下一步代码时使用。

上传软件

设置 Arduino IDE 并安装所有库后，将代码上传到 ESP8266 板（Wemos D1 Mini Pro 或其他板）。

1、解压缩在前面步骤中下载的代码，然后保存，去掉文件夹名称中的 master，命名为 “esp8266-weather-station-color”。

2、打开文件夹并点击 “esp8266-weather-station-color.ino ”。

3、在其中一个选项卡中，用 IDE 打开 settings.h。浏览文件并调整两个配置参数。它们都直接记录在文件中。最后设置 OpenWeatherMap API 密钥。

安装外壳

如图所示，安装好显示器和电路板后，将两个盖子固定好。外壳设计的非常紧密，因此不需要任何胶水或螺丝来固定盖子。

较小的盖子用于底座部分，较大的盖子用于显示器的背面。将盖子与外壳中的插槽对齐，然后将其按压进去即可。

测试

如果你已经成功将代码上传到 ESP8266，可以立即通过搜索 WiFi 网络看到设备。将设备连接到 WiFi 路由器后，它将从网络获取时间和天气数据。

现在你可以在 TFT 显示屏上看到所有天气信息以及其他数据，还可通过触控笔或手指切换来查看不同页面（在之前可能需要校准触摸屏显示功能）。

我对这个小摆件的最终效果非常满意，在任何场合将它送给朋友都是很不错的！

项目所用的代码在本项目文件库中可以下载：
https://make.quwj.com/project/408

via instructables.com/ESP8266-Weather-Widget-V20

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