第1步：

這個想法是在兩個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。

加速度計檢測運動和方向并觸發(fā)顯示。

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

屏幕通過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，知道我還需要一個用于加速度計的I2C，一個讀取DHT22的引腳和另外兩個用于電池的引腳電壓測量。 ESP32幾乎完全充電了！知道某些引腳只讀（我用過DHT傳感器），其他引腳不能與Wifi一起使用，它是一個找到正確的配置有點復(fù)雜。

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

日期和當天的圣人

當前時間

今天的天氣預(yù)報

未來幾小時的天氣預(yù)報

未來幾天的天氣預(yù)報

電池充電水平

因為我還有空間，來自專業(yè)網(wǎng)站的隨機引用。

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 - 陀螺儀I2C傳感器

LiPo電池

用于電池電壓測量：2個10k電阻，1個100k電阻，1個100nF電容，1個MOSFET晶體管

焊錫和烙鐵，印刷電路板

使用3D打印機進行外殼

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上注冊并將您的密鑰放在‘Variables.h’文件中的正確位置（見下文）。

天氣網(wǎng)站：

apixu

accuweather

第3步：這個項目讓我思考和學(xué)習了很多。..。..

這個系統(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。同樣對于ESP32，我選擇了Lolin32模塊（以其節(jié)儉而聞名），我必須學(xué)習如何管理深度睡眠，以及中斷喚醒呼叫通過加速度計。

盒子可以朝向4個方向，更平坦?？偠灾?，要顯示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，當天的圣人，時間，今天的天氣預(yù)報，未來幾小時或幾天的天氣預(yù)報，電池充電水平以及專業(yè)網(wǎng)站的隨機報價。

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，但不需要花太多時間連接。另一個相當復(fù)雜的問題：保持相當準確的時間。我不需要RTC，因為我可以在互聯(lián)網(wǎng)上找到時間，但ESP32的內(nèi)部時鐘漂移了很多，特別是在睡眠期間。我必須找到一種方法來保持足夠準確，同時等待通過互聯(lián)網(wǎng)重置時鐘。我每小時在互聯(lián)網(wǎng)上重新同步它。

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

另一個需要解決的問題是內(nèi)存。當ESP32處于深度睡眠狀態(tài)時，內(nèi)存將丟失，除了所謂的RTC RAM。該內(nèi)存寬4MB，其中只有2個可用于該程序。在這個內(nèi)存中，我必須存儲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，時間和日期，圖標文件名，引號等。我必須學(xué)會處理它。

說到圖標，它們存儲在ESP32文件系統(tǒng)的 SPIFFS 中。關(guān)閉免費的Wunderground天氣API后，我不得不尋找其他免費天氣數(shù)據(jù)提供商。我選擇了兩個：一個用于當天的天氣，有12個小時的預(yù)測，另一個用于多天的預(yù)測。圖標不一樣，所以它給我?guī)砹藘蓚€新問題：

選擇圖標集

將這些圖標與2個網(wǎng)站的預(yù)測代碼相匹配

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

圖標的最后一個問題。 無法將所有內(nèi)容存儲在SPIFFS中。這個空間太小，不適合我的所有文件。有必要進行圖像壓縮。我在 Python 中編寫了一個腳本，用于讀取我的圖標文件并將其壓縮為 RLE ，然后將壓縮文件存儲在SPIFFS中。在那里舉行。

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

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)，當天的圣人。我使用了（偉大的） arduinoJson 庫。但報價不是那樣的。我從一個專門的網(wǎng)站上拿走它們，所以我必須直接查看網(wǎng)頁的內(nèi)容來閱讀它們。 我必須寫一個特定的代碼 t。每天午夜左右，程序進入該站點并讀取大約10個隨機引號，并將它們存儲在RTC RAM中。當外殼朝向大屏幕時，其中一個隨機顯示。

我告訴你顯示重音字符的問題（抱歉，但引號是法語）。..。

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

為了能夠制作這個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PCB來連接系統(tǒng)的所有組件。 這是我的第一個PCB 。我很幸運，因為這一方面第一次運作良好。..

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

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

請確保選擇：

預(yù)覽顯示：TFT 2.4“

圖書館版本：Adafruit GFX字體

所以總結(jié)：一個大項目，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在視頻中清晰可見：顯示的更新需要一到兩秒，并通過閃爍（兩個屏幕的正常和反轉(zhuǎn)版本的替代顯示）完成。這對于天氣信息是可以接受的，因為我不經(jīng)常更新（每小時除了更改盒子的方向）。但不是時間。這就是為什么（并限制消費）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)域或整個屏幕。..。..）但對我來說不好，因為我的大屏幕（顯示時間）保持被替換像素的重影。例如，當從10:12到10:13時，‘2’在‘3’內(nèi)部稍微可見，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 GxEPD2 的作者討論了這一點，他告訴我他沒有用他自己的屏幕觀察這種現(xiàn)象。我們試圖改變參數(shù)而沒有成功狩獵幽靈。

所以我們必須找到另一個解決方案：我建議做一個部分雙重刷新，這解決了問題（至少這對我來說是令人滿意的）。時間過去沒有屏幕閃爍，沒有鬼魂。但是，轉(zhuǎn)換不是立即的：更改時間需要一秒多一點。

步驟5：實現(xiàn)

為了確保方向改變時內(nèi)部沒有任何東西移動，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。

很快我將安裝一個外部USB麥克風連接器，所以我不必打開機箱給電池充電。

也許我也有興趣通過OTA進行更新來完善它。..。..

第6步：代碼和文件

提供了三個存檔文件：

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的標準編程完全不同。對于ESP32，這意味著ESP32喚醒并執(zhí)行設(shè)置，然后進入睡眠狀態(tài)。所以，循環(huán)函數(shù)為空，永遠不會執(zhí)行。

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

要喚醒ESP32，有幾種可能性：

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

中斷喚醒：加速度計發(fā)送一個用于喚醒ESP32的信號。這用于檢測方向變化并更新顯示屏

觸摸傳感器喚醒：ESP32配備了幾個用作觸摸傳感器的引腳，但它們不能用于定時器喚醒，所以我沒有‘使用它。

在代碼的其他地方有其他編程技巧，以保持時間準確，同時節(jié)省能源（即每分鐘不連接NTP服務(wù)器） ），刪除Adafruit GFX庫不支持的重音，以避免在沒有必要時更新顯示，設(shè)置加速度計參數(shù)尤其是中斷喚醒，準確計算定時器喚醒時的睡眠時間 - 如果沒有連接到IDE，請避免使用串行控制臺（為了節(jié)省能源），在不需要時斷開wifi等等。..。..代碼中充滿了評論，有助于理解函數(shù)。