关于利用ESP-WROOM-02和天气API制作发光的圣诞节雪人教程讲解

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”。

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

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。

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

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。

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。

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。

图9.   http://openweathermap.org/

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。

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。

图11  全彩LED

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

图13  全彩LED控制电路图

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。

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。

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！

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