便携式迷你气象站：实时气象更新与网络配置 DF创客社区

神经翻译局 发表于 2025-2-11 16:41:28

便携式迷你气象站：实时气象更新与网络配置

本帖最后由神经翻译局于 2025-2-12 11:50 编辑 <h3>概述</h3>便携式迷你气象站是一款紧凑多功能设备，设计用于提供实时气象更新、温度读数和其他大气细节。该项目采用ESP12F微控制器和1.5英寸TFT显示器，将现代技术与时尚设计结合在一起。气象站直接从OpenWeatherMap获取天气数据，确保信息的准确性和时效性。这款气象站的独特之处在于其网络配置门户，使用户能够毫不费力地个性化设置。无论是调整Wi-Fi凭据、城市代码、UTC时间偏移、显示亮度还是天气更新间隔，所有内容都可以在ESP12F的EEPROM内存中配置并保存，以便持久使用。 <h3>PCBWAY的支持</h3>这个项目得以实现，离不开PCBWay的巨大支持和赞助。他们的帮助让我把我的想法变为现实，我对他们对DIY和创客社区创作者的支持表示感谢。感谢PCBWay对这个项目的信任！PCBWay还提供各种服务，包括PCB装配、3D打印和CNC加工。他们对像这样的项目的赞助计划，帮助使电子项目更容易被大家接触。选择PCBWay，你可以放心地把你的项目变为现实。➡️ 查看PCBWay并免费获得你的首个PCB : 点击这里。 <h3>关键特性：</h3>便携式设计：一款紧凑轻便的气象站，由ESP12F供电，方便随身携带和在任何地方使用。1.5英寸TFT显示器： 一个亮丽的彩色屏幕，以易于阅读的格式显示实时天气、温度、风速和风向。网络门户进行配置： 用户可以通过用户友好的网络门户配置Wi-Fi设置、城市代码、UTC时间、亮度和天气更新间隔。EEPROM数据存储： 配置设置保存在ESP12F的EEPROM中，确保在电源循环后数据保持。实时天气更新： 使用OpenWeatherMap API获取数据，包括温度、湿度、风速/方向和天气条件。可定制显示： 亮度、城市特定数据和更新间隔可以根据用户偏好进行调整。现代审美： 封装在一个3D打印的时尚外壳中，将功能与美感相结合。 <h3>技术规格</h3>1.微控制器： ESP12F (ESP8266)内置Wi-Fi，无缝无线通信。32位处理器，运行速度为80 MHz（可超频至160 MHz）。4 MB板载Flash存储器，用于程序和数据存储。集成TCP/IP协议栈。2.显示： 1.5英寸TFT LCD分辨率：128x128像素，图像清晰。SPI接口，快速可靠的数据传输。显示天气数据、时间、温度和风信息。通过网络门户调整亮度。3.无线模块： Wi-Fi（2.4 GHz）IEEE 802.11 b/g/n兼容性。支持接入点（AP）和站点（STA）模式。实时从OpenWeatherMap API获取天气数据。4.电源： AMS1117 3.3V电压稳压器输入电压范围：5V为ESP12F和TFT显示器提供稳定的3.3V输出。低压降稳压器，用于高效的电力管理。5.存储： EEPROM保存用户配置的设置，如Wi-Fi凭据、城市代码、UTC偏移和亮度。在电力损失后确保设置的持久性。6.尺寸和重量：尺寸：60 mm x 40 mm x 30 mm。重量：约120g（包括外壳）。7.外壳： 3D打印的外壳时尚、紧凑、现代设计。高品质的PLA/ABS材料，具有耐用性。精确的开口，用于显示和USB C端口。 <h3>组件</h3><figure class="image"></figure><figure class="image"><img style="aspect-ratio:4096/4064;" src="https://dfimg.dfrobot.com/6377737aaa9508d63a428031/community/c5a17c1c99146bc014b49719c53a3fbf.png" alt="" width="4096" ></figure><figure class="image"><img style="aspect-ratio:4096/2536;" src="https://dfimg.dfrobot.com/6377737aaa9508d63a428031/community/cd7ac1dcba6146f160bb5174651f328d.png" alt="" width="4096" ></figure><h4>3D打印零件:</h4> 1.顶盖: 请参见下面的附件来下载顶盖的stl文件 2.后盖: 请参见下面的附件来下载后盖的stl文件 <h4> </h4><h4>电子元件:</h4>以下是在此项目中使用的所有电子元件 微控制器1.ESP-12F (ESP8266MOD) Wi-Fi模块套餐:WIFIM-SMD_ESP-12F-ESP8266MOD数量: 1购买链接: https://s.daraz.pk/s.ZrAF5 集成电路 (ICs)1.AMS1117-3.3电压调节器套餐: SOT-223-3_L6.5-W3.4-P2.30-LS7.0-BR数量: 1购买链接: https://s.daraz.pk/s.ZIaWB2.CH340C USB-to-Serial IC套餐: SOP-16_L10.0-W3.9-P1.27-LS6.0-BL数量: 1购买链接: https://s.daraz.pk/s.ZrAzw 连接器和显示器1.ST7789 TFT显示器 (1.54英寸)套餐: ST7789_TFT_1.54数量: 1购买链接: https://s.daraz.pk/s.ZrADI2.USB-C连接器 (6-pin)套餐: USB-C-SMD_TYPE-C-6PIN-2MD-073数量: 1购买链接: https://s.daraz.pk/s.ZIaLB 晶体管和MOSFETs1.SS8050-H晶体管套餐: SOT-23-3_L2.9-W1.3-P1.90-LS2.4-BR数量: 2购买链接: https://s.daraz.pk/s.ZrAAi2.AO3401 MOSFET套餐: AO3401数量: 1购买链接: https://s.daraz.pk/s.ZrAAi 电阻1. 200R电阻套餐: R0603数量: 1购买链接:https://s.daraz.pk/s.ZIah52. 12k电阻套餐: R0603数量: 10购买链接:https://s.daraz.pk/s.ZIah53. 5.1k电阻套餐: R0603数量: 2购买链接: https://s.daraz.pk/s.ZIah54. 1k电阻套餐: R0603数量: 1购买链接: https://s.daraz.pk/s.ZIah5 <h3>电路图</h3><img src="https://pcbwayfile.s3.us-west-2.amazonaws.com/project/25/01/08/14391534289480d6cec2e46b8890a164cee538e4e6418.png" alt="" width="2338"> <h4>1. MCU (ESP-12F)</h4><h4> </h4><img src="https://pcbwayfile.s3.us-west-2.amazonaws.com/project/25/01/08/173052554cf3a966d4eac4f8da95fa1f9b717ad435435.jpg" alt="" width="1014" >ESP-12F (U1):这是运行天气站固件的核心微控制器模块。它支持Wi-Fi，用于获取天气数据并控制连接的外设。电容器 (C5, 0.1 µF): 充当解耦电容器，过滤电源的高频噪声。上拉电阻 (R12, R13, R14等): 确保在启动或操作期间某些GPIO引脚上的适当逻辑电平。连接器 (REST, ADC, GPIOs): 这些连接到各种组件，如TFT显示器，确保适当的通信。<h4>2. USB至串行 (CH340C)</h4><h4> </h4><img src="https://pcbwayfile.s3.us-west-2.amazonaws.com/project/25/01/08/1731093836ebdfe8ec3e044569f05aa87fa1ed3a26622.jpg" alt="" width="1059">CH340C (U4):此芯片处理USB至串行通信，允许通过USB编程和调试ESP-12F。电容器 (C4, 0.1 µF): 为CH340C的操作提供稳定性。电阻 (R1, 200 Ω): 限制电流以保护CH340C。晶体管 (Q1和Q2): 用于在编程或调试期间重置ESP-12F模块。电阻 (R2和R3): 控制晶体管的基底以启用重置功能。<h4>3. 电源输入 (USB Type-C)</h4><h4> </h4><img src="https://pcbwayfile.s3.us ready for use!电源输入（5V）电源部分由以下元件构成：U2（Type-C 连接器）：为电路提供电源输入。R4、R5（电阻）：配置 Type-C 端口按照 USB PD（电源传送）标准提供 5V 输出。C8（22 μF）、C9（10 μF）（电容）：稳定输入电压，确保顺畅运行。4. 电压调节器（5V 转 3.3V）U3（AMS1117-3.3）：电压调节器，将 USB Type-C 连接器的 5V 输入转换为 ESP-12F 和其他组件所需的 3.3V。C8、C9、C1（电容）：为电压调节器提供输入和输出稳定，最小化电压波动。5. 显示器（1.54 英寸 TFT）U5（ST7789 TFT）：带有 ST7789 驱动的 1.54 英寸 TFT 显示模块，用于显示天气信息。R14（电阻）：配置显示器的背光控制。Q3、AO3401（MOSFET）：用于控制 TFT 显示器的电源或背光。C6、C7（电容）：作为解耦电容，稳定供应给显示器的电源。SCK、MOSI、DC、CS、RESET、SDA、SCL（连接器）：这些引脚连接 ESP-12F 和 TFT，用于 SPI/I2C 通信和控制。电路的目的这个天气站通过 Wi-Fi（使用 ESP-12F）收集天气数据，并在 1.54 英寸 TFT 屏幕上显示。USB 至串行部分确保你可以轻松编程和调试 ESP-12F。电源输入和电压调节器确保电路稳定供电，将 USB Type-C 输入转换为适当的电压。显示部分使得显示天气详情的图形输出成为可能，使得站点在视觉上具有交互性。PCB 布局这个 Weather Sync PCB 集成了 ESP-12F Wi-Fi 模块，1.54 英寸 TFT 显示连接器，USB Type-C 电源输入，CH340C USB-to-serial 转换器，和 AMS1117 电压调节器。它紧凑、高效，专业设计用于构建时尚、现代的天气站。固件上传要将固件上传至此天气站，你需要一个 USB-C 数据线和 ESP8266FLASHER.exe 软件。请按照以下步骤操作：1.运行软件：在你的电脑上打开 ESP8266FLASHER.exe。2.调整高级设置：点击 Advanced 标签页，将设置配置如下：波特率：921600Flash 大小：4MByteFlash 速度：80MHzSPI 模式：DOUT3.选择二进制文件：导航至 Config 标签页。点击齿轮图标，选择你想要上传的固件二进制文件。4.开始刷新过程：返回 Operation 标签页。选择你设备的正确 COM 端口。点击 Flash 开始上传固件。此过程可能需要几分钟。5.完成过程：一旦固件成功上传，关闭软件。重新启动天气站以完成过程。你的天气站现在已经可以使用了！ 现已更新新的固件。 进行WEB配置的时间开启气象站后，大约需要30秒钟才能显示动画和品牌文字。此后，如果Wi-Fi连接失败，将会出现一条信息，并显示SSID DIY TECHOS。设置气象站请按照以下步骤操作：<h4>1. 连接到Wi-Fi并配置Wi-Fi：</h4><img src="https://pcbwayfile.s3.us-west-2.amazonaws.com/project/25/01/19/014315359669d812941ef4d00a9c0ea7d9d1c44ea3435.png" alt="" width="3103" > 在您的手机上，打开Wi-Fi设置，寻找一个名为DIY TECHOS的网络。连接到DIY TECHOS，它将自动打开web配置门户。点击配置Wi-Fi，将出现一个设置菜单。选择你的Wi-Fi网络并输入密码。你也可以选择手动添加你的Wi-Fi详细信息。<h4>3. 输入城市代码：</h4><img src="https://pcbwayfile.s3.us-west-2.amazonaws.com/project/25/01/19/0154063044cc8d6363b7444bbba9b42011711de655678.png" alt="" width="600" >找到您的城市代码：打开浏览器，访问OpenWeatherMap。在搜索栏中使用正确的拼写搜索你的城市。该网站将显示你的天气数据。检查顶部的URL；城市代码将在超链接的末尾。在web配置门户的城市代码字段中输入这个城市代码。<h4>4. 设置国家UTC：</h4>确定您的国家的UTC：打开浏览器，在Google上搜索[您的国家]的UTC。在国家UTC字段中输入检索到的UTC值。5. 调整其他设置：设置LCD亮度等级（在10和100之间）。选择天气更新间隔（在10和60分钟之间）。6. 保存和更新：点击保存以应用设置。根据您的互联网速度，气象站将需要5-8秒钟的时间来显示更新的天气信息。<h4>好消息：</h4>在断电的情况下，您不需要重新配置设置，因为所有的设置都保存在EEPROM中，以便持久存储。

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