第1步：

這個(gè)想法是在兩個(gè)屏幕上顯示各種信息，具體取決于方框。表殼呈平行六面體形狀，《鋪路石，帶有一種皮帶，可作為支撐使其靜止。

加速度計(jì)檢測(cè)運(yùn)動(dòng)和方向并觸發(fā)顯示。

為了節(jié)省能源，我選擇了電子紙屏幕（參見(jiàn)下面的參考資料），即使它們不再供電，也能保持顯示。同樣對(duì)于ESP32，我選擇 Lolin32 模塊（以節(jié)儉而聞名），我必須學(xué)習(xí)如何管理深度睡眠，以及喚醒中斷由加速度計(jì)生成。

屏幕通過(guò)SPI連接，在找到正確的引腳將它們連接到ESP32之前我搜索了一下，知道我還需要一個(gè)用于加速度計(jì)的I2C，一個(gè)讀取DHT22的引腳和另外兩個(gè)用于電池的引腳電壓測(cè)量。 ESP32幾乎完全充電了！知道某些引腳只讀（我用過(guò)DHT傳感器），其他引腳不能與Wifi一起使用，它是一個(gè)找到正確的配置有點(diǎn)復(fù)雜。

盒子可以朝向4個(gè)方向，加上扁平?？偠灾?，只需2個(gè)屏幕即可顯示4 * 2 + 2 = 10種可能類型的信息。所以它允許你展示很多東西：

日期和當(dāng)天的圣人

當(dāng)前時(shí)間

今天的天氣預(yù)報(bào)

未來(lái)幾小時(shí)的天氣預(yù)報(bào)

未來(lái)幾天的天氣預(yù)報(bào)

電池充電水平

因?yàn)槲疫€有空間，來(lái)自專業(yè)網(wǎng)站的隨機(jī)引用。

第2步：你需要什么？

ESP32：Lolin32模塊（功率極低，配有電池連接器，可以通過(guò)USB加電池充電）

2 epaper顯示：4.2英寸和2.9英寸。我選擇Good Display商店的模型。

DHT22傳感器

MCU6050加速度計(jì) - 陀螺儀I2C傳感器

LiPo電池

用于電池電壓測(cè)量：2個(gè)10k電阻，1個(gè)100k電阻，1個(gè)100nF電容，1個(gè)MOSFET晶體管

焊錫和烙鐵，印刷電路板

使用3D打印機(jī)進(jìn)行外殼

附圖顯示了PCB上所有元件的位置：我必須節(jié)省空間以適應(yīng)外殼，不應(yīng)該太大。

In為了獲取天氣數(shù)據(jù)，您還需要在天氣API上注冊(cè)并將您的密鑰放在‘Variables.h’文件中的正確位置（見(jiàn)下文）。

天氣網(wǎng)站：

apixu

accuweather

第3步：這個(gè)項(xiàng)目讓我思考和學(xué)習(xí)了很多。..。..

這個(gè)系統(tǒng)應(yīng)該是低功耗的，所以你不需要每晚給電池充電。..為了節(jié)省能源，我選擇了電子紙即使它們不再通電也能保持顯示的屏幕。同樣對(duì)于ESP32，我選擇了Lolin32模塊（以其節(jié)儉而聞名），我必須學(xué)習(xí)如何管理深度睡眠，以及中斷喚醒呼叫通過(guò)加速度計(jì)。

盒子可以朝向4個(gè)方向，更平坦?？偠灾@示4 * 2 + 2 = 10種可能的信息類型。所以它允許你做很多事情：日期，當(dāng)天的圣人，時(shí)間，今天的天氣預(yù)報(bào)，未來(lái)幾小時(shí)或幾天的天氣預(yù)報(bào)，電池充電水平以及專業(yè)網(wǎng)站的隨機(jī)報(bào)價(jià)。

在互聯(lián)網(wǎng)上尋找的東西很多，如你所知： WiFi是節(jié)能的敵人。..。..

所以我們必須管理連接，以便顯示最新信息，但不需要花太多時(shí)間連接。另一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問(wèn)題：保持相當(dāng)準(zhǔn)確的時(shí)間。我不需要RTC，因?yàn)槲铱梢栽诨ヂ?lián)網(wǎng)上找到時(shí)間，但ESP32的內(nèi)部時(shí)鐘漂移了很多，特別是在睡眠期間。我必須找到一種方法來(lái)保持足夠準(zhǔn)確，同時(shí)等待通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)重置時(shí)鐘。我每小時(shí)在互聯(lián)網(wǎng)上重新同步它。

因此，在自治（互聯(lián)網(wǎng)連接的頻率）與所顯示信息的準(zhǔn)確性之間存在權(quán)衡。

另一個(gè)需要解決的問(wèn)題是內(nèi)存。當(dāng)ESP32處于深度睡眠狀態(tài)時(shí)，內(nèi)存將丟失，除了所謂的RTC RAM。該內(nèi)存寬4MB，其中只有2個(gè)可用于該程序。在這個(gè)內(nèi)存中，我必須存儲(chǔ)在睡眠階段之后必須保持從一次執(zhí)行到下一次執(zhí)行的各種程序變量：天氣預(yù)報(bào)，時(shí)間和日期，圖標(biāo)文件名，引號(hào)等。我必須學(xué)會(huì)處理它。

說(shuō)到圖標(biāo)，它們存儲(chǔ)在ESP32文件系統(tǒng)的 SPIFFS 中。關(guān)閉免費(fèi)的Wunderground天氣API后，我不得不尋找其他免費(fèi)天氣數(shù)據(jù)提供商。我選擇了兩個(gè)：一個(gè)用于當(dāng)天的天氣，有12個(gè)小時(shí)的預(yù)測(cè)，另一個(gè)用于多天的預(yù)測(cè)。圖標(biāo)不一樣，所以它給我?guī)?lái)了兩個(gè)新問(wèn)題：

選擇圖標(biāo)集

將這些圖標(biāo)與2個(gè)網(wǎng)站的預(yù)測(cè)代碼相匹配

此對(duì)應(yīng)關(guān)系也存儲(chǔ)在RTC RAM中，因此不必每次都重新加載。

圖標(biāo)的最后一個(gè)問(wèn)題。 無(wú)法將所有內(nèi)容存儲(chǔ)在SPIFFS中。這個(gè)空間太小，不適合我的所有文件。有必要進(jìn)行圖像壓縮。我在 Python 中編寫了一個(gè)腳本，用于讀取我的圖標(biāo)文件并將其壓縮為 RLE ，然后將壓縮文件存儲(chǔ)在SPIFFS中。在那里舉行。

但是電子紙顯示庫(kù)只采用BMP類型的文件，而不是壓縮圖像。所以我必須編寫一個(gè)額外的功能才能顯示這些壓縮文件中的圖標(biāo)。

互聯(lián)網(wǎng)上讀取的數(shù)據(jù)通常是 json 格式：天氣數(shù)據(jù)，當(dāng)天的圣人。我使用了（偉大的） arduinoJson 庫(kù)。但報(bào)價(jià)不是那樣的。我從一個(gè)專門的網(wǎng)站上拿走它們，所以我必須直接查看網(wǎng)頁(yè)的內(nèi)容來(lái)閱讀它們。 我必須寫一個(gè)特定的代碼 t。每天午夜左右，程序進(jìn)入該站點(diǎn)并讀取大約10個(gè)隨機(jī)引號(hào)，并將它們存儲(chǔ)在RTC RAM中。當(dāng)外殼朝向大屏幕時(shí)，其中一個(gè)隨機(jī)顯示。

我告訴你顯示重音字符的問(wèn)題（抱歉，但引號(hào)是法語(yǔ)）。..。

當(dāng)小屏幕亮起時(shí)，《顯示strong》電池電壓，并使用圖紙更好地查看剩余電量。有必要制作一個(gè)電子組件來(lái)讀取電池電壓。由于測(cè)量不應(yīng)該對(duì)電池放電，我使用了互聯(lián)網(wǎng)上的圖表，該圖表使用 MOSFET晶體管作為開(kāi)關(guān)，以便僅在測(cè)量時(shí)消耗電流

為了能夠制作這個(gè)電路并將所有東西都安裝到盒子中，我想要盡可能小的，我必須制作一個(gè)PCB來(lái)連接系統(tǒng)的所有組件。 這是我的第一個(gè)PCB 。我很幸運(yùn)，因?yàn)檫@一方面第一次運(yùn)作良好。..

參見(jiàn)植入圖：“禁區(qū)”是保留用于連接USB線的區(qū)域。 Lolin32模塊允許您通過(guò)USB為電池充電：如果連接USB電纜，電池充電，模塊同時(shí)工作。

最后一點(diǎn)：字體。不同大小，不管是否大膽，都必須創(chuàng)建和存儲(chǔ)它們。一旦您在正確的目錄中安裝了字體文件，Adafruit GFX庫(kù)就可以很好地處理這個(gè)問(wèn)題。為了創(chuàng)建文件，我使用了字體轉(zhuǎn)換器網(wǎng)站，非常方便！

請(qǐng)確保選擇：

預(yù)覽顯示：TFT 2.4“

圖書(shū)館版本：Adafruit GFX字體

所以總結(jié)：一個(gè)大項(xiàng)目，讓我學(xué)到了很多東西。

步驟4：使用電子紙顯示

這些屏幕的主要缺點(diǎn)在視頻中清晰可見(jiàn)：顯示的更新需要一到兩秒，并通過(guò)閃爍（兩個(gè)屏幕的正常和反轉(zhuǎn)版本的替代顯示）完成。這對(duì)于天氣信息是可以接受的，因?yàn)槲也唤?jīng)常更新（每小時(shí)除了更改盒子的方向）。但不是時(shí)間。這就是為什么（并限制消費(fèi)）我仍然使用HH：MM顯示（不是秒）。

所以我不得不尋找另一種更新顯示的方法。這些屏幕（其中一些）支持部分更新（應(yīng)用于屏幕區(qū)域或整個(gè)屏幕。..。..）但對(duì)我來(lái)說(shuō)不好，因?yàn)槲业拇笃聊唬@示時(shí)間）保持被替換像素的重影。例如，當(dāng)從10:12到10:13時(shí)，‘2’在‘3’內(nèi)部稍微可見(jiàn)，并且在‘4’，‘5’等之后變得更加明顯。我想要指出我的屏幕就是這種情況：我與電子紙顯示庫(kù) GxEPD2 的作者討論了這一點(diǎn)，他告訴我他沒(méi)有用他自己的屏幕觀察這種現(xiàn)象。我們?cè)噲D改變參數(shù)而沒(méi)有成功狩獵幽靈。

所以我們必須找到另一個(gè)解決方案：我建議做一個(gè)部分雙重刷新，這解決了問(wèn)題（至少這對(duì)我來(lái)說(shuō)是令人滿意的）。時(shí)間過(guò)去沒(méi)有屏幕閃爍，沒(méi)有鬼魂。但是，轉(zhuǎn)換不是立即的：更改時(shí)間需要一秒多一點(diǎn)。

步驟5：實(shí)現(xiàn)

為了確保方向改變時(shí)內(nèi)部沒(méi)有任何東西移動(dòng)，不同的組件（顯示器，電子模塊，PCB，電池）被膠合用膠槍。為了在PCB下面布線，我將它安裝在用墊片制成的支腿上，電池也是如此。

很快我將安裝一個(gè)外部USB麥克風(fēng)連接器，所以我不必打開(kāi)機(jī)箱給電池充電。

也許我也有興趣通過(guò)OTA進(jìn)行更新來(lái)完善它。..。..

第6步：代碼和文件

提供了三個(gè)存檔文件：

Weather station.zip：使用Arduino IDE上傳的Arduino代碼

Boite ecran.zip：案例的CAD和3D打印機(jī)文件

data.zip：要在ESP32的SPIFFS中上傳的文件。

如果你不知道如何將文件上傳到ESP32的SPIFFS，只需閱讀本教程，它提供了一個(gè)非常有用的插件以及如何在Arduino IDE中使用它。

深度睡眠編程與Arduino的標(biāo)準(zhǔn)編程完全不同。對(duì)于ESP32，這意味著ESP32喚醒并執(zhí)行設(shè)置，然后進(jìn)入睡眠狀態(tài)。所以，循環(huán)函數(shù)為空，永遠(yuǎn)不會(huì)執(zhí)行。

某些初始化階段必須在第一次執(zhí)行時(shí)只運(yùn)行一次（例如獲取時(shí)間，天氣數(shù)據(jù)，引號(hào)等），所以ESP32需要知道當(dāng)前的喚醒是否是第一個(gè)：為此，解決方案是將變量存儲(chǔ)在 RTC RAM 中（即使在深度睡眠階段），每次喚醒時(shí)都會(huì)增加。如果它等于1，則它是第一次執(zhí)行，ESP32運(yùn)行初始化階段，否則跳過(guò)此階段。

要喚醒ESP32，有幾種可能性：

定時(shí)器喚醒：代碼計(jì)算睡眠前深度睡眠的持續(xù)時(shí)間。這用于更新時(shí)間（每1，2，3或5分鐘）或天氣數(shù)據(jù)（每3或4小時(shí)）和當(dāng)天的圣人（每24小時(shí)）。

中斷喚醒：加速度計(jì)發(fā)送一個(gè)用于喚醒ESP32的信號(hào)。這用于檢測(cè)方向變化并更新顯示屏

觸摸傳感器喚醒：ESP32配備了幾個(gè)用作觸摸傳感器的引腳，但它們不能用于定時(shí)器喚醒，所以我沒(méi)有‘使用它。

在代碼的其他地方有其他編程技巧，以保持時(shí)間準(zhǔn)確，同時(shí)節(jié)省能源（即每分鐘不連接NTP服務(wù)器） ），刪除Adafruit GFX庫(kù)不支持的重音，以避免在沒(méi)有必要時(shí)更新顯示，設(shè)置加速度計(jì)參數(shù)尤其是中斷喚醒，準(zhǔn)確計(jì)算定時(shí)器喚醒時(shí)的睡眠時(shí)間 - 如果沒(méi)有連接到IDE，請(qǐng)避免使用串行控制臺(tái)（為了節(jié)省能源），在不需要時(shí)斷開(kāi)wifi等等。..。..代碼中充滿了評(píng)論，有助于理解函數(shù)。