การแสดงพยากรณ์อากาศอาร์ตเดโค: 9 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

สวัสดีเพื่อน, ในคำแนะนำนี้เราจะเห็นว่าร้อนเพื่อสร้างการพยากรณ์อากาศนี้ ใช้กระดานขนาดเล็ก Wemos D1 พร้อมด้วยหน้าจอสี TFT ขนาด 1.8 นิ้ว เพื่อแสดงพยากรณ์อากาศ ฉันยังออกแบบและพิมพ์ 3 มิติโครงสำหรับโครงการนี้โดยใช้เส้นใยไม้! ฉันได้แรงบันดาลใจสำหรับตู้สไตล์อาร์ตเดโคนี้จากวิทยุรุ่นเก่า ฉันต้องการการออกแบบสำหรับ Weather Station ที่มีเอกลักษณ์และเป็นศิลปะ ฉันรู้สึกเบื่อกับกรอบสี่เหลี่ยมที่ไม่มีตัวอักษร ฉันต้องการบางสิ่งบางอย่างที่ทำให้ฉันรู้สึกดีเมื่อได้ดูมัน

โปรเจ็กต์เชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตและดึงข้อมูลพยากรณ์อากาศสำหรับตำแหน่งของฉันและแสดงบนหน้าจอ โปรเจ็กต์นี้แสดงเฉพาะไอคอนสภาพอากาศ อุณหภูมิ และเวลาของการทำนาย เนื่องจากฉันต้องการรูปลักษณ์ที่น้อยที่สุดสำหรับโปรเจ็กต์นี้ แน่นอนคุณสามารถเพิ่มข้อมูลเพิ่มเติมได้อย่างง่ายดายหากต้องการ ตอนนี้เรามาดูวิธีการสร้างโครงการนี้

ขั้นตอนที่ 1: รับชิ้นส่วนทั้งหมด

ชิ้นส่วนที่จำเป็นในการสร้างโครงการนี้มีดังต่อไปนี้:

• มินิบอร์ด Wemos D1 ▶
• จอแสดงผลสี TFT ขนาด 1.8 นิ้ว ▶
• สายบางเส้น ▶

ค่าใช้จ่ายของโครงการต่ำมากคือประมาณ $12!

เราต้องการสิ่งที่แนบมาสำหรับโครงการนี้ด้วย ถ้าคุณชอบตู้อาร์ตเดโคที่ฉันออกแบบมาสำหรับโปรเจ็กต์นี้ คุณดาวน์โหลดจาก Thingiverse

ได้ที่นี่ ▶

ขั้นตอนที่ 2: Wemos D1 Mini

Wemos D1 mini เป็นบอร์ดใหม่ที่ยอดเยี่ยมซึ่งมีราคาประมาณ $5!

กระดานมีขนาดเล็กมาก ใช้ชิป ESP8266 EX ซึ่งสามารถทำงานได้ที่ความถี่สูงถึง 160MHz มีหน่วยความจำจำนวนมาก, RAM คำสั่ง 64Kb, RAM ข้อมูล 96Kb และหน่วยความจำแฟลช 4MB สำหรับจัดเก็บโปรแกรมของคุณ มันมีการเชื่อมต่อ WiFi การอัปเดต Over the Air และอีกมากมาย บอร์ดมินิ D1 มีพิน GPIO 11 พินและอินพุตแบบอะนาล็อกหนึ่งอัน แม้จะมีขนาดที่เล็ก แต่ก็มีการพัฒนา Shield จำนวนมากสำหรับบอร์ดนี้ ซึ่งผมคิดว่าดีมาก เพราะวิธีนี้ทำให้เราสร้างโปรเจ็กต์ Internet of Things ที่ยอดเยี่ยมได้อย่างง่ายดาย! แน่นอนว่าเราสามารถตั้งโปรแกรมบอร์ดนี้ได้โดยใช้ Arduino IDE

บอร์ดแม้จะมีขนาดเล็ก แต่ก็มีประสิทธิภาพเหนือกว่าบอร์ดอื่นๆ ที่เข้ากันได้กับ Arduino ทั้งหมดในด้านประสิทธิภาพ ฉันได้ทำการเปรียบเทียบระหว่าง ESP8266 กับ Arduino คุณสามารถตรวจสอบวิดีโอที่ฉันแนบในขั้นตอนนี้ บอร์ดนี้เร็วกว่า Arduino Uno ถึง 17 เท่า! นอกจากนี้ยังมีประสิทธิภาพเหนือกว่าบอร์ด Arduino ที่เร็วที่สุดอย่าง Arduino Due ทั้งหมดนี้ด้วยค่าใช้จ่ายน้อยกว่า $ 6! ประทับใจ.

ขั้นตอนที่ 3: หน้าจอสี TFT ขนาด 1.8 นิ้ว

นี่คือจอแสดงผล Color TFT ขนาด 1.8 นิ้ว ซึ่งใช้ไดรเวอร์ ST7735 นี่เป็นจอสีเครื่องแรกที่ใช้กับ Arduino และหน้าจอสีที่ฉันใช้บ่อยที่สุด ราคาไม่แพง มีราคาประมาณ 6 เหรียญสหรัฐฯ มีความละเอียด 160x128 พิกเซล สามารถแสดงสีได้ 65.000 สี มีช่องเสียบการ์ด SD ที่ด้านหลัง และรองรับไลบรารีที่ดีเยี่ยม ใช้งานได้กับ Arduino ทุกรุ่น ใช้ได้กับ Teensy และกับบอร์ด ESP8266 มีอะไรอีกบ้างที่จะถามถึง จอแสดงผลที่ยอดเยี่ยม!

ฉันได้เตรียมวิดีโอสอนโดยละเอียดเกี่ยวกับจอแสดงผลนี้และฉันได้แนบมาในคำแนะนำนี้

ขั้นตอนที่ 4: สร้างวงจรต้นแบบ

ถึงเวลาที่จะเชื่อมต่อทุกส่วนเข้าด้วยกัน มันง่ายมาก ๆ. เราต้องต่อ 8 สายเท่านั้น!

การเชื่อมต่อจอภาพสี TFT ขนาด 1.8 นิ้ว

1. Vcc ของจอแสดงผลไปที่เอาต์พุต 5V ของ Wemos D1 mini
2. GND ของจอแสดงผลไปที่ Wemos GND
3. พิน CS ไปที่ Digital Pin 2
4. รีเซ็ตพินไปที่ Digital Pin 4
5. พิน A0 ไปที่ Digital Pin 3
6. พิน SDA ไปที่ Digital Pin 7
7. พิน SCK ไปที่ Digital Pin 5
8. พิน LED ไปที่เอาต์พุต 3.3V ของ Wemos D1 mini

แค่นั้นแหละ! เครื่องใช้ไฟฟ้าพร้อม! หากเราเพิ่มพลังให้กับโครงการ ทุกอย่างก็เป็นไปตามคาด!

ขั้นตอนที่ 5: 3D พิมพ์สิ่งที่แนบมา

ขั้นตอนต่อไปคือการพิมพ์ 3 มิติกล่องหุ้ม ฉันออกแบบกล่องหุ้มนี้โดยใช้ซอฟต์แวร์ฟรี Fusion 360

ฉันลองใช้ซอฟต์แวร์ออกแบบ 3 มิติหลายตัว แต่ Fusion 360 กลายเป็นรายการโปรดของฉันด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้

• มันทรงพลังมาก
• ว่าง
• มันค่อนข้างใช้งานง่าย
• มีบทเรียนออนไลน์มากมายเกี่ยวกับวิธีใช้ซอฟต์แวร์นี้

ฉันใช้เวลาประมาณครึ่งชั่วโมงในการออกแบบ 3D นี้ และจำไว้ว่าฉันยังใหม่กับการออกแบบ 3D และการพิมพ์ 3D เป็นการออกแบบครั้งที่สองที่ฉันเคยทำ! การออกแบบนี้มีพื้นฐานมาจากการออกแบบวิทยุที่เก่าและเก่ามาก

ถ้าคุณชอบกล่องอาร์ตเดโคที่ฉันออกแบบสำหรับโปรเจ็กต์นี้ คุณสามารถดาวน์โหลดได้จาก Thingiverse ได้ที่นี่ ▶

ฉันพิมพ์ 3 มิติโดยใช้เส้นใยไม้ ฉันใช้เส้นใยมะพร้าว Easy Wood Coconut ของ Form Futura ฉันต้องบอกว่าเส้นใยนี้เป็นที่ชื่นชอบของฉัน มันดูและรู้สึกดี

ขั้นตอนที่ 6: เสร็จสิ้นการพิมพ์ 3 มิติ

โครงตู้ประกอบด้วย 3 ส่วน และฉันใช้เวลาสองสามชั่วโมงในการพิมพ์ แต่ผลลัพธ์นั้นยอดเยี่ยมมาก!

หลังจากพิมพ์เสร็จ ฉันก็ขัดชิ้นส่วนต่างๆ ด้วยกระดาษทรายละเอียด แล้วขัดมันด้วยน้ำยาเคลือบเงาไม้ ฉันรอประมาณหนึ่งวันเพื่อให้วานิชแห้งก่อนที่จะดำเนินโครงการ

ผลลัพธ์ที่ได้นั้นน่าประทับใจ

เนื่องจากฉันยังใหม่กับการพิมพ์ 3 มิติเทคนิคการขัดเงาการพิมพ์ 3 มิติของฉันอาจไม่เหมาะ แต่ผลลัพธ์ที่ได้ก็เยี่ยมมาก!

ขั้นตอนที่ 7: เชื่อมต่อทุกอย่างเข้าด้วยกัน

หลังจากที่เคลือบเงาไม้แห้งแล้ว ฉันติดจอแสดงผลไว้ที่ด้านหน้าด้วยเทปกาวและบัดกรีสายไฟเข้ากับบอร์ดขนาดเล็ก Wemos D1 จากนั้นฉันก็ต่อสายไฟเข้ากับหน้าจอ หลังจากทดสอบวงจรอีกครั้งเพื่อให้แน่ใจว่าทุกอย่างทำงานได้ตามที่คาดไว้ ก็ถึงเวลาติดบอร์ด Wemos D1 mini ให้เข้าที่

น่าเสียดายที่การออกแบบไม่สมบูรณ์แบบและชิ้นส่วนต่างๆ ไม่พอดีกับตัวเครื่องเนื่องจากมีข้อผิดพลาด 2-3 มิลลิเมตร ดังนั้นฉันจึงต้องปรับเปลี่ยนการออกแบบบางส่วนด้วยวิธีที่ยาก ไฟล์ 3D ที่ฉันอัปโหลดเป็นไฟล์ที่ถูกต้อง หลังจากที่การดัดแปลงถูกโอนไปยังการออกแบบ 3D

จากนั้น ฉันเพิ่มพลังให้โปรเจ็กต์และจัดหน้าจอให้อยู่ตรงกลางก่อนที่จะติดด้วยกาวร้อนอย่างถาวร ถึงเวลาแล้วที่จะติดผ้าชิ้นเล็กๆ ที่ชิ้นหน้าเพื่อเพิ่มสีสันและความเปรียบต่างให้กับกล่องหุ้ม ขั้นตอนสุดท้ายคือการติดกาวทุกส่วนเข้าด้วยกัน! โครงการของเราพร้อมแล้ว! น่าประทับใจใช่มั้ย ฉันชอบรูปทรงและความรู้สึกของตู้มาก ทำให้ Weather Station ธรรมดาดูไม่เหมือนใคร มาดูด้านซอฟต์แวร์ของโครงการกัน

ขั้นตอนที่ 8: รหัสของโครงการ

โครงการได้รับพยากรณ์อากาศจากเว็บไซต์ openweathermap.org เพื่อแยกวิเคราะห์ข้อมูลสภาพอากาศ เราจำเป็นต้องมีไลบรารี Arduino JSON ที่ยอดเยี่ยม เรายังต้องการไลบรารี่สองไลบรารีสำหรับการแสดงผล

ห้องสมุดที่จำเป็นมีดังนี้:

1. Adafruit GFX:
2. อดาฟรุ๊ต ST7735:
3. Arduino JSON:

มาดูโค้ดกันเลย อันดับแรก เราต้องตั้งค่า SSID และรหัสผ่านของเครือข่าย WiFi ของเรา ต่อไป เราต้องป้อน APIKEY ฟรีจากเว็บไซต์ operweathermap.org ในการสร้างคีย์ API ของคุณเอง คุณต้องลงทะเบียนในเว็บไซต์ รับข้อมูลสภาพอากาศปัจจุบันและการพยากรณ์ได้ฟรี แต่เว็บไซต์มีตัวเลือกเพิ่มเติมหากคุณยินดีจ่ายเงิน ต่อไปเราต้องหา id ของตำแหน่งของเรา ค้นหาตำแหน่งของคุณและคัดลอก ID ซึ่งสามารถพบได้ใน URL ของตำแหน่งของคุณ จากนั้นป้อนรหัสเมืองของคุณในตัวแปร CityID ขั้นตอนสุดท้ายคือการป้อนเขตเวลาของคุณเพื่อให้โครงการแสดงเวลาที่ถูกต้อง ตอนนี้เราพร้อมแล้วที่จะไปต่อ

ตอนแรกเราเชื่อมต่อกับเครือข่าย WiFi จากนั้นเราขอข้อมูลสภาพอากาศจากเซิร์ฟเวอร์ ฉันขอแค่ผลลัพธ์เดียว พยากรณ์อากาศในอีก 3 ชั่วโมงข้างหน้า คุณสามารถแก้ไขโค้ดเพื่อรับผลการคาดการณ์เพิ่มเติมได้หากต้องการ เราได้รับการตอบกลับด้วยข้อมูลสภาพอากาศในรูปแบบ JSON ก่อนที่จะส่งข้อมูลไปยังไลบรารี JSON ฉันจะลบอักขระบางตัวที่ทำให้ฉันมีปัญหาด้วยตนเอง จากนั้นไลบรารี JSON ก็เข้ามาแทนที่ และเราสามารถบันทึกข้อมูลที่เราต้องการในตัวแปรได้อย่างง่ายดาย เราต้องดูที่โครงสร้างของข้อมูล JSON ที่เว็บไซต์ openweathermap ตอบกลับเพื่อดูวิธีรับข้อมูลที่เราสนใจ หลังจากที่เราบันทึกข้อมูลลงในตัวแปรแล้ว สิ่งที่เราต้องทำคือแสดงข้อมูลเหล่านั้นบน หน้าจอและรอ 30 นาทีก่อนที่จะขอข้อมูลใหม่จากเซิร์ฟเวอร์ เราแสดงเวลาของการพยากรณ์อากาศ อุณหภูมิ และไอคอนสภาพอากาศ ไอคอนสภาพอากาศประกอบด้วยกราฟิกบิตแมปและรูปร่างที่เรียบง่าย ฉันได้เตรียมรหัสเวอร์ชันที่แสดงอุณหภูมิเป็นองศาฟาเรนไฮต์ด้วย

คุณสามารถค้นหารหัสของโครงการที่แนบมากับคำแนะนำนี้ ฉันสั่งให้ดาวน์โหลดโค้ดเวอร์ชันล่าสุด (เวอร์ชัน 2020) คุณสามารถตรวจสอบเว็บไซต์ของโครงการได้ที่นี่:

หรือที่เก็บ github ของโครงการ:

ขั้นตอนที่ 9: ผลลัพธ์สุดท้าย

อย่างที่คุณเห็น ด้วยเทคโนโลยีที่มีอยู่ในขณะนี้ เราสามารถสร้างโครงการที่น่าประทับใจได้อย่างง่ายดายและด้วยต้นทุนที่ต่ำมาก! โครงการนี้เป็นการสาธิตที่ชัดเจน โดยมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่า 15 ดอลลาร์! แน่นอน เราสามารถเพิ่มหลายๆ อย่างให้กับโครงการนี้เพื่อปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้น เราสามารถเพิ่มลำโพงและทำให้เป็นเครื่องเล่น MP3 เราสามารถเพิ่มเครื่องรับวิทยุ FM และเปลี่ยนเป็นวิทยุโบราณและสิ่งอื่น ๆ ได้อีกมากมาย ฉันชอบที่จะได้ยินความคิดเห็นของคุณเกี่ยวกับโครงการนี้ คุณมีความคิดเห็นเกี่ยวกับวิธีการปรับปรุงโครงการนี้หรือไม่? กรุณาโพสต์ความคิดและความคิดของคุณด้านล่าง ขอบคุณ!

รางวัลชนะเลิศในการประกวด IoT Builders

รางวัลที่สามใน Design Now: การประกวดออกแบบ 3D 2016