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MagPi 雜志第 106 期精選！

我的父母最近在水上找到了一席之地，并且每天都沉迷于查看潮汐，所以我決定為他們打造一個定制的 TideTracker。這個想法是展示當(dāng)天預(yù)測的高潮和低潮時間，以及顯示過去 24 小時潮汐的圖表。除此之外，我還添加了一些基本的天氣數(shù)據(jù)，讓他們一目了然。

該項目使用 Raspberry Pi 作為大腦，使用 E-Ink 顯示器來顯示信息。最初研究項目時，我發(fā)現(xiàn)了 Luke Haas 的一個類似項目，我在編寫自己的程序之前用來測試顯示器的功能，請在此處查看該項目。

電子墨水屏

對于這個項目，我想使用電子墨水顯示器有幾個原因。首先是它們能量低；一旦屏幕被寫入，即使斷電，屏幕上的圖像也會保留，這意味著設(shè)備可以進(jìn)入睡眠模式而無需為顯示器供電。其次，它可能位于陽光充足的地方，無需擔(dān)心電子墨水屏幕的亮度或眩光。最后，因為我認(rèn)為它們很酷而且我還沒有機(jī)會在我的任何項目中使用它們。

該項目為 Raspberry Pi 使用 WaveShare 7.5 英寸顯示器和 HAT。這個顯示器有很多不同的版本，但我使用的是基本的 800x480 黑白版本。

https://www.waveshare.com/7.5inch-e-paper-hat.htm

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大腦：

該項目在 Raspberry Pi ZeroW 上運(yùn)行，考慮到它的緊湊尺寸和 wifi 連接，它是完美的。所有的計算和代碼都是用 python 完成的；這包括收集潮汐/天氣數(shù)據(jù)、分析、圖像處理和寫入電子墨水顯示屏。該程序是一個循環(huán)，從兩個源中提取數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行分析，將其打印到顯示器上，然后休眠 10 分鐘并重復(fù)。

焊接 HAT 接頭的引腳

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數(shù)據(jù)源：

天氣數(shù)據(jù)：

天氣是根據(jù)城鎮(zhèn)/城市的坐標(biāo)直接從OpenWeatherMap.org中提取的。使用免費(fèi)的 One Call API，我們可以在一個 json 文件中獲取當(dāng)前、預(yù)報和歷史天氣數(shù)據(jù)。這是將打印到屏幕并用于確定所用天氣圖標(biāo)的信息。

潮汐數(shù)據(jù)：

使用 noaa_coops python 包的本地 NOAA 站是一個很棒的工具，可讓您通過其簡單的 API 提取請求的數(shù)據(jù)。首先，您必須確定最近的本地站點(diǎn)，該站點(diǎn)會收集我們要查找的數(shù)據(jù)并獲取站點(diǎn) ID 號。

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從該站提取并分析過去 24 小時的潮位數(shù)據(jù)以創(chuàng)建一個繪圖，然后將其導(dǎo)出并保存為 png 以備后用。預(yù)測的潮汐時間也根據(jù)當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)和日光時間提取。

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為了顯示的目的，該圖實際上被保存為灰度，因為它不能顯示顏色。

圖像處理：

顯示的信息實際上是推送到屏幕的單個圖像文件，這意味著每次程序更新時都會創(chuàng)建一個新圖像（當(dāng)前設(shè)置為 10 分鐘間隔）。它以與顯示器大小 (800x480) 相匹配的空白圖像開始，系統(tǒng)地在其上添加/粘貼了所有信息。我首先繪制了分隔不同部分的直線分界線，然后移至天氣。天氣圖標(biāo)是根據(jù)提取的數(shù)據(jù)確定的；該圖標(biāo)是從圖像庫中選擇的，調(diào)整大小，然后粘貼到適當(dāng)?shù)奈恢谩?/font>之后添加潮汐數(shù)據(jù)，寫入高低時間并粘貼到先前生成的圖中。生成的圖像就是您在下面看到的。

“Tomorrow”和“Next-Next Day”原本是作為實際日期的占位符，但從來沒有費(fèi)心去改變它們。

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寫入電子墨水屏：

如上所述，生成一個圖像文件，然后通過 SPI 通信發(fā)送到顯示器。為此，首先需要對屏幕進(jìn)行初始化，這要?dú)w功于電子墨水 wiki上的源代碼，這很容易完成。刷新圖像時，顯示會在更新時閃爍。之后，重要的是讓屏幕進(jìn)入“睡眠”狀態(tài)，以幫助防止長時間使用期間恒定電壓可能造成的潛在損壞。即使在斷電后，顯示器仍將保持圖像。

使用備用的樹莓派 3B+（正式版未使用）測試寫屏功能

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構(gòu)建：

我想象這個項目的方式是看起來像放在咖啡桌上的那些數(shù)碼相框之一。框架外殼和支架采用 Fusion 360 設(shè)計，并印在 Prusa i3 MK3 上。框架采用簡單的設(shè)計，具有用于顯示器的平坦正面，背面板為 RPi 和電子墨水 HAT 留出空間。您可以在下方看到顯示電源端口孔和支架安裝點(diǎn)的背板。

背板

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打印出框架部件后，組件就會與一些雜項硬件組裝在一起。

組裝前的最終測試

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支架單獨(dú)印刷并卡入框架背面。

正在打印的框架的后支架

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打印并組裝完所有零件后，將進(jìn)行最終測試以確保一切正常。

在工作臺上組裝好的 TideTracker

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社區(qū)建設(shè)

聽到來自各地的人們對項目的興趣以及構(gòu)建自己的版本的建議，真是太棒了。所以我認(rèn)為在項目中添加一個部分來突出顯示其他人已經(jīng)完成的構(gòu)建并使用共享的任何新版本繼續(xù)發(fā)展它會很酷。

與我共享的第一個構(gòu)建是由Gwil完成的，他將該項目改編為在英國工作（他的代碼鏈接如下）。

英國由 Gwil 建造

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Brendan Aye的下一個項目建立在原始代碼的基礎(chǔ)上，并添加了一個新的月相功能以及一些其他更改，他的代碼鏈接在他下面的評論中。

由 Brendan Aye 打造

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