利用ESP-WROOM-02和天气API制作发光的圣诞节雪人

这篇文章来源于DevicePlus.com英语网站的翻译稿。

ESP-WROOM-02

许多应用都用过ESP-WROOM-02,并且通过Arduino程序利用了该开发板的wifi通信功能。今天,我们要实现一个更具创意性的项目,根据天气API的天气信息制作另一款炫丽的圣诞装饰品。

今天的电子设计技巧

估计完成时间:90分钟

所需部件

 

为了启用ESP-WROOM-02开发板的Arduino程序无线通信功能,我想首先尝试一个示例程序。选择File → Sketch Example → ESP 8266 WiFi → WiFi Web Server。该示例程序负责处理与Arduino的Wifi通信。

图1 加载程序示例

这个示例程序能让ESP-WROOM-02成为服务器。程序启动后,它会一直等待来自其他终端的请求,当收到带有参数的请求后,程序就会处理该参数。在我们的例子中,我们将使用这个程序来点亮LED。

我想使用上次的电路进行测试。将示例程序中的引脚“2”更改为引脚“13”。

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图2 LED控制电路

 

启动程序后,请尝试连至路由器。如果已经连接,那么系统会在串行监视器上显示IP地址等。所以,请尝试从浏览器访问该IP地址。连至/gpio/1时,LED亮起;连至/gpio/0时,LED熄灭。

图3 Wifi访问成功

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图4 智能手机连接

 

通过程序控制伺服电机

接下来我们通过一个实际例子试着用Wifi控制伺服电机。伺服电机的控制基本上应与LED控制相同。我将在LED程序中添加一些修改,并通过从浏览器访问时添加一些HTML。

 

 

在这个程序中,浏览器显示的角度为0到150。当点击每个数值时,伺服电机会移动到一个指定角度。

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图5 通过Wifi进行伺服电机控制

 

让我们来制作我们的天气预报雪人吧!

圣诞节即将到来,我决定做一个圣诞节装饰品。大量的炫彩LED装饰灯固然不错,但是桌子上的可爱饰品则更具圣诞节韵味。所以,我用123d设计创建了一个雪人模型。这款工具可以在组合不同形状的同时进行建模,所以即使是初学者也可以轻松创建3D模型。

雪人模型

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图6 雪人建模

请根据个人喜好随意更改雪人的形状或大小。建模完成后,我试着用3D打印机输出自己设计的雪人。不幸的是,手臂没有打印出来。

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图7 3D打印的雪人

现在我们需要一个全彩LED。让我们将全彩LED和WiFi通信整合到一个桌面设备中,使得该设备能够根据特定位置的天气数据改变LED的颜色。

 

设备配置

像往常一样,在创建程序或电路之前我们先考虑一下设备配置。总体结构如下图所示。

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图8 整体设备配置

您也可以直接从Arduino程序连至API来处理和检索数据,但由于Arduino程序的容量很小,我们可以考虑外部扩展,Arduino会安装一个外部服务器“SERVER PROGRAM”并提出请求。这个外部服务器程序连至API,以JSON格式获取数据,然后只将必要的数据返回给Arduino。

 

从API获取天气信息

这次,我们使用的API名字叫做OpenWeatherMap。注册后,您就可以免费使用该API。通过该API,您可以通过输入位置信息和城市名称来获取具体地点的天气信息。

连接API的外部服务器程序用PHP创建。通过以下程序,我们可以利用国家、城市、appid-API密钥作为参数来获取天气信息。我们在运行PHP的环境中安装此程序并确认该操作。

外部服务器程序(PHP):从天气API获得数据

通过浏览器访问程序时,如果系统显示指定城市的天气信息,那么操作完成。

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图10 浏览器确认

 

全彩LED发光控制

接下来,我们来看看如何在输出端使用全彩LED。虽然我们将其称为全彩LED,其实是一块板上的RGB(即红、绿、蓝)LED。

如图11所示,由于每种颜色的LED都以+和-组合的形式发光,因此我们对其进行焊接,以便可以连接到面包板上。

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图11 全彩LED

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图12 焊接全彩LED

如果同时点亮3个全彩LED,那么颜色会变成白色。由于每个颜色LED所需的电压和电流量不同,所以需要为每个电路添加不同的电阻值。

  • 91Ω:红色
  • 180Ω:绿色
  • 220Ω:蓝色

 

从API获取数据时,根据以下天气信息显示颜色。

  • 晴天 – 阳光充足 → 红色
  • 云 – 阴天 → 绿色
  • 下雨 – 下雨 → 绿色
  • 下雪 – 下雪 → 浅绿色

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图13 全彩LED控制电路图

ESP-WROOM-02: 根据天气变换颜色

在这个程序中,每次获取数据以确认操作。请根据自己的喜好更改设置。启动程序后,设备会根据获取的天气数据发光。

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图14 雪人根据获得的天气数据发光

最后我们对雪人进行了一些修饰,项目完成。

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图15 完成雪人的装饰

 

 

这一次,我们利用天气API创建了一个可爱的圣诞装饰品。通过整合其他API、程序以及智能手机连接,我相信您能够创作更加有趣的设备。欢迎您在下方的评论中分享您想法!