ESP32와 Api를 이용한 실시간 일기 디스플레이

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ESP32에 대해서 공부하던 도중 ESP32 모듈이 있는걸 확인하고 이를 이용해서 실시간 업데이트 가능한 모듈을 제작해봤다. 본래라면 MCP2515 같은 칩으로 컨트롤러를 따로 만들어 만능기판을 이용해서 설계 해야하지만 운 좋게 모듈을 찾아 손쉽게 설계가 가능했네요

근데 왜 ESP 32를 사용했나?

저렴한 가격+고성능 와이파이 칩인걸 이 시점에서 처음 알게 되어 사용하게 되었습니다

사용 툴은 아두이노로 ESP32를 설치하여 사용하였습니다

설계 계기

사실 사무실 밖에 풍경이 옆 건물에 가려 보여지지 않아 개인적인 궁금증으로 밖에 비가 오나 안오나 궁금했는데 우연찮은 계기로 추천받게 되어서 (완성도를 생각하고 설계 시작) 만들게 되었습니다

최초 도안

사용한 부품 리스트

ESP32-DevKitS

ESP32-WROOM-32

20*4 I2C LCD

사용한 코드

#include <Wire.h>
#include <hd44780.h>                         // main hd44780 header
#include <hd44780ioClass/hd44780_I2Cexp.h>   // i2c expander i/o class header
#include <WiFi.h>
#include <HTTPClient.h>
#include <ArduinoJson.h>
#include <time.h>

// WiFi 설정
const char* ssid = "여기에 와이파이 이름 입력";  // WiFi SSID 입력
const char* password = "여기에 와이파이 비번 입력";  // WiFi 비밀번호 입력

// OpenWeatherMap API 설정
const char* apiKey = "회원 가입 하시고 OpenWeatherMap API 키 입력";  // OpenWeatherMap API 키 입력
const char* location = "Seoul,KR";  // 위치 설정
const char* weatherApiUrl = "http://api.openweathermap.org/data/2.5/weather?q=Seoul&appid=이 한글자리 지우시고 api 입력하세용&units=metric";

// NTP 서버 설정
const char* ntpServer = "pool.ntp.org";
const long gmtOffset_sec = 3600 * 9;  // 서울 시간대(GMT+9)
const int daylightOffset_sec = 0;

hd44780_I2Cexp lcd; // Declare lcd object: auto locate & auto config expander chip

void setup() {
  // 시리얼 통신 시작
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("Weather Station");

  // LCD 초기화 (20 columns and 4 rows)
  lcd.begin(20, 4);
  lcd.backlight();

  // WiFi 연결 시도
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Connecting to WiFi");

  WiFi.begin(ssid, password);
  int retry_count = 0;
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED && retry_count < 30) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
    lcd.setCursor((retry_count % 20), 1);
    lcd.print(".");
    retry_count++;
  }

  if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) {
    Serial.println("Connected to WiFi");
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Connected to WiFi");

    // NTP 시간 설정
    configTime(gmtOffset_sec, daylightOffset_sec, ntpServer);
    delay(2000);  // 시간 동기화를 위해 약간의 지연을 추가합니다.
  } else {
    Serial.println("Failed to connect to WiFi");
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("WiFi Connect Fail");
  }
}

String getFormattedTime() {
  struct tm timeinfo;
  if (!getLocalTime(&timeinfo)) {
    Serial.println("Failed to obtain time");
    return "Time error";
  }
  char timeString[20];
  strftime(timeString, sizeof(timeString), "%Y-%m-%d %H:%M", &timeinfo);
  return String(timeString);
}

void loop() {
  if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) {
    HTTPClient http;
    http.begin(weatherApiUrl);

    int httpResponseCode = http.GET();
    if (httpResponseCode > 0) {
      String payload = http.getString();
      Serial.println(payload);
      
      // JSON 파싱
      StaticJsonDocument<1024> doc;
      deserializeJson(doc, payload);
      float temp = doc["main"]["temp"];
      float humidity = doc["main"]["humidity"];
      float cloudiness = doc["clouds"]["all"];  // 구름량을 강수 확률로 사용
      float rain = doc["rain"]["1h"];  // 지난 1시간 동안의 강수량

      // 결과 출력
      Serial.print("Temperature: ");
      Serial.print(temp);
      Serial.println(" C");
      Serial.print("Humidity: ");
      Serial.print(humidity);
      Serial.println(" %");
      Serial.print("Cloudiness: ");
      Serial.print(cloudiness);
      Serial.println(" %");
      Serial.print("Rain: ");
      Serial.print(rain);
      Serial.println(" mm");

      // LCD에 결과 표시
      lcd.clear();
      lcd.setCursor(0, 0);
      lcd.print("Seoul Temp: ");
      lcd.print(temp);
      lcd.print("C");
      lcd.setCursor(0, 1);
      lcd.print("Humidity: ");
      lcd.print(humidity);
      lcd.print("%");
      lcd.setCursor(0, 2);
      lcd.print("Cloudiness: ");
      lcd.print(cloudiness);
      lcd.print("%");
      lcd.setCursor(0, 3);
      lcd.print("Rain: ");
      lcd.print(rain);
      lcd.print(" mm");
    } else {
      Serial.print("Error code: ");
      Serial.println(httpResponseCode);
    }
    http.end();
  } else {
    Serial.println("WiFi Disconnected");
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("WiFi Disconnected");
  }

  delay(600000); // 10분 대기 (600000 밀리초)
}

실제 동작

SDA: GPIO 21, SCL: GPIO 22 연결

와이파이 연결에 성공 했을 시

와이파이 연결 실패 시

 

ESP32_DEVKITS_회로도.pdf

0.43MB

번외

아두이노로 컴파일,업로드 시 2분이라는 시간이 소요된다 (왜?) - 24.07.16

VSCODE로 업데이트 하다가 하루종일 걸려 실패해서 던지고 포기했는데

다행히 유저 친화(?)적인 아두이노로 쉽게 헤더파일을 넣어서 쉽게 쉽게 갔던 것 같다