互聯(lián)網(wǎng)時鐘采用16x2 LCD和ESP32
你知道網(wǎng)絡時鐘的精度是0.02到0.10秒嗎?在這個項目中,我們將制作一個基于ESP32的互聯(lián)網(wǎng)時鐘,用于在16x2 LCD顯示器上顯示互聯(lián)網(wǎng)時間。在互聯(lián)網(wǎng)上同步時間最常用和最流行的協(xié)議是NTP(網(wǎng)絡時間協(xié)議)。參考時間取自連接的無線電時鐘或原子鐘。
在這里,我們將使用ESP32控制器從互聯(lián)網(wǎng)獲取時間數(shù)據(jù)。ESP32是流行的ESP8266 Wi-Fi模塊的繼承者,具有許多先進的功能,例如該模塊是一個雙核32位CPU,內(nèi)置Wi-Fi和雙模藍牙。我們將使用Arduino IDE將代碼上傳到ESP32,并使用I2C連接器將16x2 LCD與ESP32接口。
什么是NTP (Network Time Protocol)?
NTP是一種TCP/IP協(xié)議,用于系統(tǒng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡之間的時間同步。為了以極高的精度同步計算機時鐘時間NTP使用協(xié)調(diào)世界時,在較小的網(wǎng)絡上提供更高的準確性-在局域網(wǎng)中低至單毫秒。NTP依賴于主機來解釋時區(qū)。
使用NTP的一些優(yōu)點包括:
?NTP可以很容易地部署在承載不同服務的服務器上。
?NTP需要較少的資源開銷。
?NTP對帶寬要求最低。
?NTP可以同時處理數(shù)百個客戶端,CPU使用率最低
組件的要求
?ESP32
?16*2液晶顯示
?I2C LCD控制器
?跳線
?電路試驗板
線路圖
下面給出了LCD與ESP32接口的連接
?將I2C模塊的引腳1-16連接到LCD顯示器的引腳1-16。
?I2C模塊的SDA引腳-> ESP32的SDA引腳即D21
?I2C模塊的SCL引腳-> ESP32的SCL引腳即D22
我已經(jīng)將ESP32的3v連接到I2C的Vcc引腳僅用于演示,但我們需要5V電源供I2C模塊清晰顯示數(shù)據(jù)。因為ESP32只能提供3.3伏,這對于I2C模塊來說很低,數(shù)據(jù)不會清晰可見。所以,最好使用外接5V電源。
編程代碼說明
本文最后給出了ESP32網(wǎng)絡時鐘的完整代碼。這里我們將解釋代碼的幾個重要部分。
在編譯代碼之前,我們需要在Arduino IDE中安裝3個庫,第一個庫用于I2C LCD。第二個庫用于NTPClient,該庫將ESP32 WiFi連接到時間服務器,時間服務器將時間信息發(fā)送給模塊。最后一個是Arduino Time庫,這個庫將Unix時間戳(Unix epoch)轉(zhuǎn)換為:秒,分,小時,星期,日,月和年。
基本上,時間服務器以需要轉(zhuǎn)換的Unix epoch格式發(fā)送時間。
現(xiàn)在,從包含代碼中的所有庫開始:
配置I2C LCD,地址為0x27, 16列2行,代碼如下:
連接時間服務器使用NTPClient.h庫,發(fā)送和接收UDP消息使用WiFiUdp.h庫。
UDP也是一個協(xié)議,它發(fā)送和接收短消息從我們的系統(tǒng)到NTP服務器。因此,為了從Internet獲取時間,我們必須在程序中為NTP定義三個變量。
NTP_OFFSET -定義您所在國家的時區(qū)
NTP_INTERVAL—NTP更新時間所需的時間。
NTP_ADDRESS -定義您所在國家的NTP服務器。
現(xiàn)在,在下面的代碼中,‘time.nist.gov’(默認服務器)使用+1小時偏移量(3600秒)60秒(60000毫秒)更新間隔
在setup Function中,通過定義用于I2C通信的SDA和DCL引腳來初始化I2C LCD模塊,(SDA = GPIO21, SCL = GPIO22)
在循環(huán)函數(shù)中,我們使用了timeClient.update()函數(shù)以字符串的形式從NTP獲取更新的時間,并將其存儲在formattedTime變量中
在16x2 I2C LCD上顯示互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)
獲取完整的代碼,并使用Arduino IDE將其上傳到ESP32。
然后,打開串行監(jiān)視器來檢查我們是否在那里獲得互聯(lián)網(wǎng)時間。串行監(jiān)視器應該看起來像下面給出的圖像:
如果工作正常,你肯定會在16x2 I2C顯示器上獲得互聯(lián)網(wǎng)時間,硬件應該是這樣的
因此,我們已經(jīng)成功地使用ESP32從互聯(lián)網(wǎng)服務器獲取互聯(lián)網(wǎng)時間。
本文編譯自iotdesignpro