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基于Arduino的迷你桌面助手

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3D 打印迷你氣象站：打造你的桌面智能小助手

在當(dāng)今數(shù)字化時(shí)代，人們對(duì)于獲取信息的需求越來(lái)越高，尤其是那些能夠?qū)崟r(shí)提供生活相關(guān)數(shù)據(jù)的設(shè)備。今天，我將為大家介紹一個(gè)非常有趣的 DIY 項(xiàng)目——3D 打印迷你氣象站。這個(gè)項(xiàng)目不僅能夠滿足你對(duì)實(shí)時(shí)天氣信息的需求，還能展示時(shí)間、日期以及你最喜歡的名言警句。更重要的是，它是一個(gè)完全由你自己動(dòng)手制作的桌面小裝置，充滿了科技感和個(gè)性化的魅力。
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項(xiàng)目簡(jiǎn)介

這個(gè)迷你氣象站是由 ROBO HUB 在 Instructables 上分享的，它是一個(gè)基于 Arduino 的桌面小工具，能夠顯示時(shí)間、日期、溫度等重要信息，并且可以通過 Wi-Fi 實(shí)時(shí)更新天氣數(shù)據(jù)。整個(gè)項(xiàng)目結(jié)合了 3D 打印技術(shù)和電子元件，非常適合有一定電子基礎(chǔ)的愛好者嘗試。即使你是初學(xué)者，按照教程也能輕松完成。

所需材料

在開始制作之前，我們需要準(zhǔn)備以下材料和工具：

電子元件

  • Wemos D1 Mini：這是一個(gè)基于 ESP8266 的開發(fā)板，具有 Wi-Fi 功能，適合用于物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目。
  • ST7735 TFT 顯示屏：這是一個(gè)小型的彩色液晶顯示屏，能夠清晰地顯示各種信息。
  • USB 數(shù)據(jù)線：用于給氣象站供電。
  • 跳線：用于連接各個(gè)電子元件。
  • 面包板：方便我們搭建電路，無(wú)需焊接。
  • 熱熔膠或雙面膠：用于固定元件。
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3D 打印材料

  • PLA 耗材（黑色和白色）：用于打印氣象站的外殼。
  • 3D 打印機(jī)：用于打印外殼部件。
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軟件工具

  • Arduino IDE：用于編寫和上傳代碼到 Wemos D1 Mini。
  • Ultimaker Cura 切片軟件：用于將 3D 模型文件轉(zhuǎn)換為打印機(jī)可以識(shí)別的 G-code 文件。

設(shè)計(jì)與 3D 打印

設(shè)計(jì)思路

這個(gè)氣象站的設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)潔，主要由上下兩部分組成：底座和頂蓋。設(shè)計(jì)時(shí)考慮到了元件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，確保所有的電子元件都能完美地放置在其中。整個(gè)模型沒有復(fù)雜的懸垂結(jié)構(gòu)，因此在打印時(shí)不需要使用支撐結(jié)構(gòu)，大大簡(jiǎn)化了打印過程。

3D 打印過程

  1. 模型設(shè)計(jì)：使用 Tinkercad 軟件設(shè)計(jì)了氣象站的外殼模型。Tinkercad 是一個(gè)非常易用的在線 3D 建模工具，適合初學(xué)者快速上手。你可以根據(jù)自己的需求調(diào)整模型的尺寸和形狀。
  2. 切片設(shè)置：將設(shè)計(jì)好的模型文件導(dǎo)出為 STL 格式，然后導(dǎo)入到 Ultimaker Cura 切片軟件中。在切片軟件中，你可以設(shè)置打印參數(shù)，如層高、填充密度等。建議使用默認(rèn)的打印參數(shù)，以確保打印質(zhì)量。
  3. 打印過程：將 PLA 耗材裝入 3D 打印機(jī)，開始打印。整個(gè)打印過程大約需要 50 分鐘，具體時(shí)間取決于你的打印機(jī)性能和設(shè)置的打印參數(shù)。打印完成后，檢查模型是否有瑕疵，如有需要可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的清理。

如果你沒有 3D 打印機(jī)，也可以使用硬紙板按照設(shè)計(jì)尺寸制作外殼，并用膠水固定，雖然效果可能沒有 3D 打印的那么精致，但同樣可以完成項(xiàng)目。

電路搭建與代碼上傳

電路連接

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在搭建電路之前，我們需要先將代碼上傳到 Wemos D1 Mini 開發(fā)板。以下是詳細(xì)的連接步驟：

  1. 連接顯示屏與開發(fā)板：
    • 顯示屏的 VCC 引腳連接到 Wemos D1 Mini 的 3.3V 引腳。
    • 顯示屏的 GND 引腳連接到 Wemos D1 Mini 的 GND 引腳。
    • 顯示屏的 CS 引腳連接到 Wemos D1 Mini 的 D8 引腳。
    • 顯示屏的 RST 引腳連接到 Wemos D1 Mini 的 D4 引腳。
    • 顯示屏的 DC 引腳連接到 Wemos D1 Mini 的 D2 引腳。
    • 顯示屏的 SDA（MOSI）引腳連接到 Wemos D1 Mini 的 D7 引腳。
    • 顯示屏的 SCK（時(shí)鐘）引腳連接到 Wemos D1 Mini 的 D5 引腳。
  2. 連接電源：
    • 將 USB 數(shù)據(jù)線的一端連接到 Wemos D1 Mini 的 USB 接口，另一端連接到電腦或其他 USB 電源設(shè)備。
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代碼上傳

  1. 安裝 Arduino IDE：從 Arduino 官方網(wǎng)站下載并安裝 Arduino IDE。
  2. 安裝 ESP8266 板管理器：在 Arduino IDE 中，打開“文件”->“首選項(xiàng)”，然后打開“工具”->“開發(fā)板”->“開發(fā)板管理器”，搜索并安裝 ESP8266。
  3. 安裝所需庫(kù)：在 Arduino IDE 中，打開“草圖”->“包含庫(kù)”->“管理庫(kù)”，搜索并安裝以下庫(kù)：
    • Adafruit GFX Library
    • Adafruit ST7735 Library
    • ESP8266WiFi
  4. 上傳代碼：將提供的代碼復(fù)制到 Arduino IDE 中，選擇正確的開發(fā)板類型（Wemos D1 Mini）和 COM 端口，然后點(diǎn)擊“上傳”按鈕。

以下是代碼示例（部分代碼）：

#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_ST7735.h>
#include <SPI.h>
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <WiFiClient.h>
#include <ESP8266HTTPClient.h>

#define TFT_CS 8
#define TFT_RST 4
#define TFT_DC 2

Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST);

const char* ssid = "your_SSID";
const char* password = "your_PASSWORD";

void setup() {
  tft.initR(INITR_BLACKTAB);
  tft.setRotation(1);
  tft.fillScreen(ST7735_BLACK);

  WiFi.begin(ssid, password);

  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
  }

  tft.setTextColor(ST7735_GREEN);
  tft.setCursor(0, 0);
  tft.println("Connected to WiFi");
}

void loop() {
  // 獲取天氣數(shù)據(jù)
  // 顯示時(shí)間、日期和天氣信息
}

添加電源

為了讓這個(gè)氣象站成為一個(gè)即插即用的設(shè)備，我們使用 USB 電源供電。將 USB 數(shù)據(jù)線的一端連接到 Wemos D1 Mini 的 USB 接口，另一端連接到電腦或其他 USB 電源設(shè)備。你也可以將 USB 數(shù)據(jù)線剪斷，將電源線直接連接到面包板上的電源輸入引腳，并用熱熔膠固定接頭，以防止松動(dòng)。

將所有電子元件放入底座中，并用熱熔膠或雙面膠固定，確保它們不會(huì)在使用過程中移動(dòng)。最后，將頂蓋安裝到底座上，使用熱熔膠密封，確保整個(gè)裝置的穩(wěn)定性。

使用方法

這個(gè)氣象站的使用非常簡(jiǎn)單。只需將其連接到任何 USB 電源設(shè)備（如充電寶或電腦的 USB 接口），并確保 Wi-Fi 處于開啟狀態(tài)。設(shè)備連接到電源后，屏幕會(huì)短暫變?yōu)榭瞻?，然后開始搜索 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)。連接成功后，屏幕上會(huì)顯示“WiFi connected”的狀態(tài)。幾秒鐘后，你將看到實(shí)時(shí)的天氣信息，包括時(shí)間、日期、溫度等。

此外，這個(gè)氣象站還預(yù)留了一個(gè)空白區(qū)域，你可以根據(jù)自己的需求添加其他功能，如濕度顯示、名言警句等。你可以通過修改代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)這些功能，讓氣象站更加個(gè)性化。
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項(xiàng)目擴(kuò)展

這個(gè)項(xiàng)目不僅是一個(gè)實(shí)用的桌面小工具，還可以根據(jù)你的需求進(jìn)行擴(kuò)展和定制。以下是一些擴(kuò)展建議：

  1. 添加濕度傳感器：你可以添加一個(gè) DHT11 或 DHT22 濕度傳感器，通過修改代碼將濕度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在屏幕上。
  2. 顯示新聞?lì)^條：通過調(diào)用新聞 API，將實(shí)時(shí)新聞?lì)^條顯示在氣象站的屏幕上。
  3. 添加語(yǔ)音播報(bào)功能：使用一個(gè)語(yǔ)音模塊，如 ESP32-C3，為氣象站添加語(yǔ)音播報(bào)功能，定時(shí)播報(bào)天氣信息和時(shí)間。
  4. 美化外殼：你可以使用噴漆或貼紙來(lái)美化 3D 打印的外殼，使其更加符合你的個(gè)人風(fēng)格。

總結(jié)

這個(gè) 3D 打印迷你氣象站項(xiàng)目是一個(gè)非常有趣且實(shí)用的 DIY 項(xiàng)目，它不僅能夠滿足你對(duì)實(shí)時(shí)天氣信息的需求，還能展示時(shí)間、日期以及你最喜歡的名言警句。通過這個(gè)項(xiàng)目，你可以學(xué)習(xí)到 3D 打印、電子電路搭建和 Arduino 編程的基礎(chǔ)知識(shí)。更重要的是，你可以根據(jù)自己的需求對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行擴(kuò)展和定制，讓它成為你獨(dú)一無(wú)二的桌面小助手。

希望這篇文章能夠激發(fā)你的創(chuàng)造力，讓你動(dòng)手制作屬于自己的迷你氣象站。如果你在制作過程中遇到任何問題，歡迎在評(píng)論區(qū)留言，我會(huì)盡力為你解答。如果你已經(jīng)完成了這個(gè)項(xiàng)目，也歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的作品，讓我們一起交流和學(xué)習(xí)！

最后，感謝 ROBO HUB 在 Instructables 上分享這個(gè)精彩的項(xiàng)目，讓我們有機(jī)會(huì)制作出如此實(shí)用的桌面小工具。如果你喜歡這個(gè)項(xiàng)目，別忘了點(diǎn)贊和關(guān)注，我們下次再見！

希望你喜歡這個(gè)項(xiàng)目，并在構(gòu)建過程中找到樂趣！如果你有任何問題或需要幫助，歡迎在評(píng)論區(qū)交流。

作者：Svan.

注意：本博文為不得在未經(jīng)本人同意進(jìn)行轉(zhuǎn)載或者二次創(chuàng)作，違者必究?。?！

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