Wetterdaten von Openweather mit der API 3.0 auf einem TFT anzeigen

Ziel des Projekts

Mit der API (Application Programming Interface = Programmierschnittstelle) von Openweathermap.org und den damit erhobenen Daten sollen die Wetterdaten auf einem TFT-Display mit 320×240 Pixeln, einem ESP32 2,8 Zoll TFT (CYD) und in etwas ausführlicherer Form im Seriellen Monitor angezeigt werden. Die Schriftarten werden von der Bibliothel u8g2 zur Verfügung gestellt.

Darstellung der Daten

TFT-Displays

⇒Pinbelegung verschiedener TFT-Displays 320×240 Pixel

Vorbereitung

Zunächst benötigst du einen API-Schlüssel von Openweathermap.org:

🔗 https://openweathermap.org/api

Um den Zugang zu nutzen, musst du deine Zahlungsdaten hinterlegen.

Der API-Schlüssel erlaubt 1000 Zugriffe am Tag. Das entspricht einem Zugriff alle 86,4 Sekunden.
Quelle: 🔗https://openweathermap.org/price#weather

Um sicherzugehen kannst du die Anzahl der Zugriffe beschränken:
Quelle: 🔗 https://home.openweathermap.org/subscriptions

Du kannst die Anzahl der Zugriffe feststellen:

Quelle: 🔗 https://home.openweathermap.org/statistics/onecall_30

Benötigte Bauteile

ESP32-Mikrocontroller/ESP8266-Mikrocontroller
TFT
Leitungsdrähte

Leider werden viele Namen für den ⇒SPI-Bus verwendet.

Pinbelegung der Mikrocontroller (Beispiele)

ESP32-Wroom

Nano ESP32

Wemos D1

XIAO-ESP32-C3

Board installieren

Benötigte Bibliotheken

Erläuterung zu JSON

JSON (JavaScript Object Notation) dient dem Austausch von Daten zwischen einem Server und einer Webanwendung. JSON-Daten sind eine Sammlung von Schlüssel-Wert-Paaren. Die Bibliothek filtert aus den Rohdaten diese Schlüssel-Wert-Paare heraus.

Die Daten für dt, sunrise und sunset werden im Unixformat angegeben (Anzahl der Sekunden seit 1.1.1970 0 Uhr UTC). Zu UTC müssen 3600 bzw. 7200 Sekunden addiert werden (MEZ -> eine Stunde voraus, MESZ -> zwei Stunden voraus).

Beispiel JSON-Werte beim Aufruf für Bergisch Gladbach, Schlüssel und Wert werden in eckige Klammern eingeschlossen.

Abruf der Daten von openweathermap.org

Vorbereitung

Du benötigst die Geokoordinaten (Längengrad = lon, Breitengrad = lat) des gewünschten Orts. Am einfachsten geht das mit 🔗 Openweathermap selbst.

Aufruf der API

http://api.openweathermap.org/data/3.0//onecall?&lat=50.9833&lon=7.1333&APPID=xxxxxxxx&units=metric&exclude=daily,hourly,minutely

lat, lon -> Breitengrad, Längengrad
APPID -> deine APPID
units=metric -> metrische Maßangaben, die Temperatur wird als Standard in Kelvin angezeigt
exclude=daily,hourly,minutely,alerts -> keine Daten der Wettervorhersage, keine Warnmeldungen anzeigen
lang=de -> Ausgabe der Beschreibungen auf deutsch

Manchmal werden mehrere Versuche benötigt um die Zeit zu synchronisieren und den Openweather-Server zu erreichen.

Im Webbrowser können noch weitere Daten abgerufen werden:

Wetter für historische Daten (seit 2.1.1979)

api.openweathermap.org/data/3.0/onecall/day_summary?&lat=50.9833&lon=7.1333&date=1979-01-02&appid=xxxxxxxx&units=metric

Wetterüberblick als Text (in Englisch)

api.openweathermap.org/data/3.0/onecall/overview?&lat=50.9833&lon=7.133&appid=xxxxxxxx&units=metric

Das Programm für TFT 320 ✕ 240

Einbinden der Bibliotheken und Definition der Variablen

Der einzige Unterschied zwischen den Mikrocontrollern ist die Zuordnung der SPI-Pins ab Zeile 15.
Die benötigten WiFi-Bibliotheken werden entsprechend (ESP32 oder ESP8266) ausgewählt.

#ifdef ESP32
  #include "WiFi.h"
  #include "HTTPClient.h"
#else
    #include "ESP8266WiFi.h"
    #include "ESP8266HTTPClient.h"
#endif

#include "Arduino_JSON.h"
#include "time.h"
#include "TimeLib.h"
#include "Adafruit_ILI9341.h"
#include "U8g2_for_Adafruit_GFX.h"

// Wemos D1 Mini/NodeMCU
// #define TFT_CS       D8
// #define TFT_RST      D1
// #define TFT_DC       D2
 
// XIAO
// #define TFT_CS       D7
// #define TFT_RST      D1
// #define TFT_DC       D2
 
// Arduino Nano ESP32
// #define TFT_CS       10
// #define TFT_RST       9
// #define TFT_DC        8
 
// SPI-Pins ESP32-C6
// #define TFT_CS       18
// #define TFT_RST       3
// #define TFT_DC        2
 
// ESP32-WROOM
// #define TFT_CS        5
// #define TFT_RST       4
// #define TFT_DC        2
 
// ESP32-S3
// #define TFT_CS       10
// #define TFT_RST       5
// #define TFT_DC        4

// ESP32-C6-Zero
// #define TFT_CS       18
// #define TFT_RST       3
// #define TFT_DC        2
 
// ESP32-C3 Zero/ESP32-C3 Super Mini
// #define TFT_CS         7
// #define TFT_RST        3
// #define TFT_DC         2

Adafruit_ILI9341 tft = Adafruit_ILI9341(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST);

// Objekt u8g2Schriften
U8G2_FOR_ADAFRUIT_GFX u8g2Schriften;
String ZeitLetzteMessung;
 
// Farben
#define SCHWARZ     0x0000
#define WEISS       0xFFFF
#define BLAU        0x001F
#define ROT         0xF800
#define GRUEN       0x07E0
#define CYAN        0x07FF
#define MAGENTA     0xF81F
#define GELB        0xFFE0
#define BRAUN       0x9A60
#define GRAU        0x7BEF
#define GRUENGELB   0xB7E0
#define DUNKELCYAN  0x03EF
#define ORANGE      0xFDA0
#define PINK        0xFE19
#define BORDEAUX    0xA000
#define HELLBLAU    0x867D
#define VIOLETT     0x915C
#define SILBER      0xC618
#define GOLD        0xFEA0

char Router[] = "Router_SSID";
char Passwort[] = "xxxxxxxx";

// NTP-Server aus dem Pool
#define Zeitserver "de.pool.ntp.org"

/*
  Liste der Zeitzonen
  https://github.com/nayarsystems/posix_tz_db/blob/master/zones.csv
  Zeitzone CET = Central European Time -1 -> 1 Stunde zurück
  CEST = Central European Summer Time von
  M3 = März, 5.0 = Sonntag 5. Woche, 02 = 2 Uhr
  bis M10 = Oktober, 5.0 = Sonntag 5. Woche 03 = 3 Uhr
*/
#define Zeitzone "CET-1CEST,M3.5.0/02,M10.5.0/03"

// time_t enthält die Anzahl der Sekunden seit dem 1.1.1970 0 Uhr
time_t aktuelleZeit;

/* 
  Struktur tm
  tm_hour -> Stunde: 0 bis 23
  tm_min -> Minuten: 0 bis 59
  tm_sec -> Sekunden 0 bis 59
  tm_mday -> Tag 1 bis 31
  tm_mon -> Monat: 0 (Januar) bis 11 (Dezember)
  tm_year -> Jahre seit 1900
  tm_yday -> vergangene Tage seit 1. Januar des Jahres
  tm_isdst -> Wert > 0 = Sommerzeit (dst = daylight saving time)
*/
tm Zeit;

// Daten für die API von Openweather -> muss angepasst werden
String APIKey = "6305124dd1f92d1a7cf5eaxxxxxxxxxx";

// lon = longitude = Breitengrad, lat = latitude = Längengrad
// mit Kartenprogramm oder Openweathermap bestimmen
String Koordinaten = "&lat=50.9833&lon=7.133";
String Stadt ="Bergisch Gladbach";

/*
  Aktualisierungs-Intervall
  1000 Zugriffe pro Tag kostenlos
  86.400 Sekunden = 1 Tag -> Abruf alle 86,4 Sekunden möglich
  zu Testzwecken das Intervall kurz halten und später
  auf 10 Minuten (oder länger) setzen
*/
unsigned long Intervall = 600000;

// String für die vom Server gelieferten Daten
String JSONDaten;

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#ifdef ESP32

#include "WiFi.h"

#include "HTTPClient.h"

#else

#include "ESP8266WiFi.h"

#include "ESP8266HTTPClient.h"

#endif

#include "Arduino_JSON.h"

#include "time.h"

#include "TimeLib.h"

#include "Adafruit_ILI9341.h"

#include "U8g2_for_Adafruit_GFX.h"

// Wemos D1 Mini/NodeMCU

// #define TFT_CS D8

// #define TFT_RST D1

// #define TFT_DC D2

// XIAO

// #define TFT_CS D7

// #define TFT_RST D1

// #define TFT_DC D2

// Arduino Nano ESP32

// #define TFT_CS 10

// #define TFT_RST 9

// #define TFT_DC 8

// SPI-Pins ESP32-C6

// #define TFT_CS 18

// #define TFT_RST 3

// #define TFT_DC 2

// ESP32-WROOM

// #define TFT_CS 5

// #define TFT_RST 4

// #define TFT_DC 2

// ESP32-S3

// #define TFT_CS 10

// #define TFT_RST 5

// #define TFT_DC 4

// ESP32-C6-Zero

// #define TFT_CS 18

// #define TFT_RST 3

// #define TFT_DC 2

// ESP32-C3 Zero/ESP32-C3 Super Mini

// #define TFT_CS 7

// #define TFT_RST 3

// #define TFT_DC 2

Adafruit_ILI9341 tft = Adafruit_ILI9341(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST);

// Objekt u8g2Schriften

U8G2_FOR_ADAFRUIT_GFX u8g2Schriften;

String ZeitLetzteMessung;

// Farben

#define SCHWARZ 0x0000

#define WEISS 0xFFFF

#define BLAU 0x001F

#define ROT 0xF800

#define GRUEN 0x07E0

#define CYAN 0x07FF

#define MAGENTA 0xF81F

#define GELB 0xFFE0

#define BRAUN 0x9A60

#define GRAU 0x7BEF

#define GRUENGELB 0xB7E0

#define DUNKELCYAN 0x03EF

#define ORANGE 0xFDA0

#define PINK 0xFE19

#define BORDEAUX 0xA000

#define HELLBLAU 0x867D

#define VIOLETT 0x915C

#define SILBER 0xC618

#define GOLD 0xFEA0

char Router[] = "Router_SSID";

char Passwort[] = "xxxxxxxx";

// NTP-Server aus dem Pool

#define Zeitserver "de.pool.ntp.org"

Liste der Zeitzonen

https://github.com/nayarsystems/posix_tz_db/blob/master/zones.csv

Zeitzone CET = Central European Time -1 -> 1 Stunde zurück

CEST = Central European Summer Time von

M3 = März, 5.0 = Sonntag 5. Woche, 02 = 2 Uhr

bis M10 = Oktober, 5.0 = Sonntag 5. Woche 03 = 3 Uhr

#define Zeitzone "CET-1CEST,M3.5.0/02,M10.5.0/03"

// time_t enthält die Anzahl der Sekunden seit dem 1.1.1970 0 Uhr

time_t aktuelleZeit;

Struktur tm

tm_hour -> Stunde: 0 bis 23

tm_min -> Minuten: 0 bis 59

tm_sec -> Sekunden 0 bis 59

tm_mday -> Tag 1 bis 31

tm_mon -> Monat: 0 (Januar) bis 11 (Dezember)

tm_year -> Jahre seit 1900

tm_yday -> vergangene Tage seit 1. Januar des Jahres

tm_isdst -> Wert > 0 = Sommerzeit (dst = daylight saving time)

tm Zeit;

// Daten für die API von Openweather -> muss angepasst werden

String APIKey = "6305124dd1f92d1a7cf5eaxxxxxxxxxx";

// lon = longitude = Breitengrad, lat = latitude = Längengrad

// mit Kartenprogramm oder Openweathermap bestimmen

String Koordinaten = "&lat=50.9833&lon=7.133";

String Stadt ="Bergisch Gladbach";

Aktualisierungs-Intervall

1000 Zugriffe pro Tag kostenlos

86.400 Sekunden = 1 Tag -> Abruf alle 86,4 Sekunden möglich

zu Testzwecken das Intervall kurz halten und später

auf 10 Minuten (oder länger) setzen

unsigned long Intervall = 600000;

// String für die vom Server gelieferten Daten

String JSONDaten;

Der setup-Teil

Der Fortschritt der WiFi-Verbindung und der Synchronisation der Zeit wird auf dem TFT angezeigt.
Wenn in 90 Sekunden keine Verbindung zu einem Zeitserver hergestellt werden konnte, wird das Programm beendet. Nach einem erneuten Hochladen kommt zumeist die Verbindung schnell zustande.

void setup()
{
  // Schriften von u8g2 tft zuordnen
  u8g2Schriften.begin(tft);
 
  Serial.begin(9600);
 
  tft.begin();
 
  // Rotation anpassen
  tft.setRotation(1);
  tft.fillScreen(SCHWARZ);
 
  u8g2Schriften.setFont(u8g2_font_helvB14_tf);  
  u8g2Schriften.setForegroundColor(WEISS);
  u8g2Schriften.setBackgroundColor(SCHWARZ);
  u8g2Schriften.setCursor(10, 20);
  u8g2Schriften.print("WiFi starten ...");
 
  // WiFi starten
  // Stations-Modus
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(Router, Passwort);
  Serial.println("------------------------");
 
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)
  {
    delay(200);
    Serial.print(".");
  }
 
  // Zeitzone: Parameter für die zu ermittelnde Zeit
  configTzTime(Zeitzone, Zeitserver);
  
  Serial.println();
  Serial.print("Verbunden mit ");
  Serial.println(Router);
  Serial.print("IP über DHCP: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());
  
  u8g2Schriften.setCursor(10, 80);
  u8g2Schriften.print(WiFi.localIP());
  u8g2Schriften.setCursor(10, 140);
  u8g2Schriften.print("Warte auf Zeitserver ...");
  
  // localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen
  localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);
  
  // beim Start entspricht das Datum der Unixtime: 1.1.1970
  // Datum soll erst angezeigt werden, wenn es korrekt ist
  String Jahr = String(Zeit.tm_year + 1900);
  int Zaehler = 0;

  // String Jahr nach "1970" durchsuchen
  int Suche = Jahr.indexOf("1970");        
  Serial.println("-------------------------");
  Serial.println("Datum und Zeit holen (maximal 90 Sekunden)...");
  
  // solange die Suche nicht erfolgreich ist
  while (Suche != -1)
  {
    // aktuelle Zeit holen
    time(&aktuelleZeit);
    // localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen
    localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);
    Jahr = String(Zeit.tm_year + 1900);
    
    // String Jahr nach "1970" durchsuchen
    Suche = Jahr.indexOf("1970");
 
    delay(1000);
    Zaehler ++;
    // Zeit konnte innerhalb 90 s nicht synchronisiert werden
    if (Zaehler >= 90)
    {
      Serial.println();
      Serial.println("Datum und Zeit konnte innerhalb von " + String(Zaehler) + " Sekunden nicht geholt werden");
      Serial.println("Programm wird beendet");
      u8g2Schriften.setCursor(10, 200);
      u8g2Schriften.print("Programm beendet");

      // Programm beenden
      while(1);
    }
    Serial.print(".");
  }  
  Serial.println();
  
  // Datum/Zeit erfolgreich synchronisiert
  if (Suche == -1)
  {
    Serial.println("-------------------------");
    Serial.println("Zeit erfolgreich synchronisiert ...");
    
    if (Zeit.tm_mday < 10) Serial.print("0");
    Serial.print(Zeit.tm_mday);
    Serial.print(".");
    // Monat: führende 0 ergänzen
    if (Zeit.tm_mon < 9) Serial.print("0");
    
    // Zählung beginnt mit 0 -> +1
    Serial.print(Zeit.tm_mon + 1);
    Serial.print(".");
    // Anzahl Jahre seit 1900
    Serial.println(Zeit.tm_year + 1900);
    if (Zeit.tm_hour < 10) Serial.print("0");
    Serial.print(Zeit.tm_hour);
    Serial.print(":");
      
    if (Zeit.tm_min < 10) Serial.print("0");
    Serial.println(Zeit.tm_min);
    Serial.println("-------------------------");
  }
  u8g2Schriften.setCursor(10, 200);
  u8g2Schriften.print("Zeit synchronisiert ...");
  delay(1000);
  tft.fillScreen(SCHWARZ);
}

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void setup()

{

// Schriften von u8g2 tft zuordnen

u8g2Schriften.begin(tft);

Serial.begin(9600);

tft.begin();

// Rotation anpassen

tft.setRotation(1);

tft.fillScreen(SCHWARZ);

u8g2Schriften.setFont(u8g2_font_helvB14_tf);

u8g2Schriften.setForegroundColor(WEISS);

u8g2Schriften.setBackgroundColor(SCHWARZ);

u8g2Schriften.setCursor(10, 20);

u8g2Schriften.print("WiFi starten ...");

// WiFi starten

// Stations-Modus

WiFi.mode(WIFI_STA);

WiFi.begin(Router, Passwort);

Serial.println("------------------------");

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED)

{

delay(200);

Serial.print(".");

}

// Zeitzone: Parameter für die zu ermittelnde Zeit

configTzTime(Zeitzone, Zeitserver);

Serial.println();

Serial.print("Verbunden mit ");

Serial.println(Router);

Serial.print("IP über DHCP: ");

Serial.println(WiFi.localIP());

u8g2Schriften.setCursor(10, 80);

u8g2Schriften.print(WiFi.localIP());

u8g2Schriften.setCursor(10, 140);

u8g2Schriften.print("Warte auf Zeitserver ...");

// localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen

localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

// beim Start entspricht das Datum der Unixtime: 1.1.1970

// Datum soll erst angezeigt werden, wenn es korrekt ist

String Jahr = String(Zeit.tm_year + 1900);

int Zaehler = 0;

// String Jahr nach "1970" durchsuchen

int Suche = Jahr.indexOf("1970");

Serial.println("-------------------------");

Serial.println("Datum und Zeit holen (maximal 90 Sekunden)...");

// solange die Suche nicht erfolgreich ist

while (Suche != -1)

{

// aktuelle Zeit holen

time(&aktuelleZeit);

// localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen

localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

Jahr = String(Zeit.tm_year + 1900);

// String Jahr nach "1970" durchsuchen

Suche = Jahr.indexOf("1970");

delay(1000);

Zaehler ++;

// Zeit konnte innerhalb 90 s nicht synchronisiert werden

if (Zaehler >= 90)

{

Serial.println();

Serial.println("Datum und Zeit konnte innerhalb von " + String(Zaehler) + " Sekunden nicht geholt werden");

Serial.println("Programm wird beendet");

u8g2Schriften.setCursor(10, 200);

u8g2Schriften.print("Programm beendet");

// Programm beenden

while(1);

}

Serial.print(".");

}

Serial.println();

// Datum/Zeit erfolgreich synchronisiert

if (Suche == -1)

{

Serial.println("-------------------------");

Serial.println("Zeit erfolgreich synchronisiert ...");

if (Zeit.tm_mday < 10) Serial.print("0");

Serial.print(Zeit.tm_mday);

Serial.print(".");

// Monat: führende 0 ergänzen

if (Zeit.tm_mon < 9) Serial.print("0");

// Zählung beginnt mit 0 -> +1

Serial.print(Zeit.tm_mon + 1);

Serial.print(".");

// Anzahl Jahre seit 1900

Serial.println(Zeit.tm_year + 1900);

if (Zeit.tm_hour < 10) Serial.print("0");

Serial.print(Zeit.tm_hour);

Serial.print(":");

if (Zeit.tm_min < 10) Serial.print("0");

Serial.println(Zeit.tm_min);

Serial.println("-------------------------");

}

u8g2Schriften.setCursor(10, 200);

u8g2Schriften.print("Zeit synchronisiert ...");

delay(1000);

tft.fillScreen(SCHWARZ);

}

Der loop-Teil

void loop() 
{
  tft.fillScreen(SCHWARZ);
  u8g2Schriften.setFont(u8g2_font_helvB12_tf);  
  u8g2Schriften.setForegroundColor(WEISS);
  u8g2Schriften.setBackgroundColor(SCHWARZ);
 
  u8g2Schriften.setCursor(1, 20);
 
  // aktuelle Zeit holen
  time(&aktuelleZeit);
 
  // localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen
  localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);
 
  // Tag: führende 0 ergänzen
  if (Zeit.tm_mday < 10) 
  {
    Serial.print("0");
    u8g2Schriften.print("0");
  }
  Serial.print(Zeit.tm_mday);
  Serial.print(".");
  u8g2Schriften.print(Zeit.tm_mday);
  u8g2Schriften.print(".");
 
  // Monat: führende 0 ergänzen
  if (Zeit.tm_mon < 9) 
  {
    Serial.print("0");
    u8g2Schriften.print("0");
  }
  Serial.print(Zeit.tm_mon + 1);
  Serial.print(".");
  u8g2Schriften.print(Zeit.tm_mon + 1);
  u8g2Schriften.print(".");
 
  // Anzahl Jahre seit 1900
  Serial.print(Zeit.tm_year + 1900);
  Serial.print(" ");
  u8g2Schriften.print(Zeit.tm_year + 1900);
  u8g2Schriften.print(" ");
 
  // Stunde: wenn Stunde < 10 -> 0 davor setzen
  if (Zeit.tm_hour < 10) 
  {
    Serial.print("0");
  }
  Serial.print(Zeit.tm_hour);
  Serial.print(":");
 
  // Minuten
  if (Zeit.tm_min < 10) 
  {
    Serial.print("0");
  }
  Serial.print(Zeit.tm_min);
  Serial.print(":");
 
  // Sekunden
  if (Zeit.tm_sec < 10) 
  {
    Serial.print("0");
  }
  Serial.print(Zeit.tm_sec);
  Serial.println();
 
  // Wetterdaten holen, wenn WiFi verbunden ist
  if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) 
  {
     // Name des Servers und Daten übergeben
    String OpenweatherServer = "http://api.openweathermap.org/data/3.0//onecall?" + Koordinaten;
    OpenweatherServer = OpenweatherServer + "&APPID=" + APIKey + "&units=metric&exclude=daily,hourly,minutely";
 
    // Daten vom Server abrufen
    JSONDaten = ServerAntwortHolen(OpenweatherServer.c_str());
 
    /*
        parse: Zeichenkette im JSON-Format in ein JavaScript-Objekt umzuwandeln
        damit die Daten (Schlüssel-Wert-Paare)ausgewertet werden können 
        z.B. ["current"] ["temp"]
      */
    JSONVar Objekt = JSON.parse(JSONDaten);
 
    // Stadt
    Serial.println(Stadt);
    u8g2Schriften.setCursor(1, 40);
    u8g2Schriften.println(Stadt);
    tft.drawFastHLine(1, 47, tft.width(), GRUEN);
 
    // Temperatur
    Serial.print("Temperatur: ");
    double Temperatur = Objekt["current"]["temp"];
    String AnzeigeTemperatur = String(Temperatur);
    AnzeigeTemperatur.replace(".", ",");
    Serial.print(AnzeigeTemperatur);
    Serial.println("°C");
    u8g2Schriften.setCursor(1, 70);
    u8g2Schriften.print("Temperatur: " + AnzeigeTemperatur + "°C");
 
    // Luftdruck
    Serial.print("Luftdruck: ");
    Serial.print(Objekt["current"]["pressure"]);
    Serial.println(" hPa");
    u8g2Schriften.setCursor(1, 95);
    u8g2Schriften.print("Luftdruck: ");
    u8g2Schriften.print(Objekt["current"]["pressure"]);
    u8g2Schriften.println(" hPa");
 
    // Luftfeuchtigkeit
    Serial.print("Luftfeuchtigkeit: ");
    Serial.print(Objekt["current"]["humidity"]);
    Serial.println("%");
    u8g2Schriften.setCursor(1, 120);
    u8g2Schriften.print("Luftfeuchtigkeit: ");
    u8g2Schriften.print(Objekt["current"]["humidity"]);
    u8g2Schriften.println("%");
 
    // Windgeschwindigkeit
    Serial.print("Windgeschwindigkeit: ");
    double Windgeschwindigkeit = Objekt["current"]["wind_speed"];
    String AnzeigeWindgeschwindigkeit = String(Windgeschwindigkeit);
    AnzeigeWindgeschwindigkeit.replace(".", ",");
    Serial.print(AnzeigeWindgeschwindigkeit);
    Serial.println(" m/s");
    u8g2Schriften.setCursor(1, 145);
 
    u8g2Schriften.print("Wind: " + AnzeigeWindgeschwindigkeit);
    u8g2Schriften.println(" m/s");
 
    // Windrichtung
    Serial.print("Windrichtung: ");
    Serial.print(Objekt["current"]["wind_deg"]);
    Serial.println("°");
 
    // Wetterlage
    Serial.print("Wetterlage: ");
    String Wetterlage = Objekt["current"]["weather"][0]["main"];
    u8g2Schriften.setCursor(1, 170);
    u8g2Schriften.print("Wetterlage: ");
 
    if (Wetterlage == "Clear") 
    {
      Serial.println("klarer Himmel");
      u8g2Schriften.print("klarer Himmel");
    }
 
    if (Wetterlage == "Mist") 
    {
      Serial.println("Nebel");
      u8g2Schriften.print("Nebel");
    }
 
    if (Wetterlage == "Clouds") 
    {
      Serial.println("wolkig");
      u8g2Schriften.println("wolkig");
    }
 
    if (Wetterlage == "Rain") 
    {
      Serial.println("Regen");
      u8g2Schriften.println("Regen");
    }
 
    if (Wetterlage == "Snow") 
    {
      Serial.println("Schneefall");
      u8g2Schriften.println("Schneefall");
    }
 
    if (Wetterlage == "Drizzle") 
    {
      Serial.println("Nieselregen");
      u8g2Schriften.println("Nieselregen");
    }
 
    if (Wetterlage == "Thunderstorm") 
    {
      Serial.println("Gewitter");
      u8g2Schriften.println("Gewitter");
    }
    
    long LetzeMessung = Objekt["current"]["dt"];
    setTime(LetzeMessung);
    String ZeitLetzteMessung;

    // Sommerzeit
    if(Zeit.tm_isdst > 0)
    {
      if (hour(LetzeMessung) + 2 < 10) ZeitLetzteMessung = "0";
      ZeitLetzteMessung = ZeitLetzteMessung + String(hour(LetzeMessung) + 2) + ":";
    }
 
    // Normalzeit
    else 
    {
      if (hour(LetzeMessung) + 1 < 10) ZeitLetzteMessung = "0";
      ZeitLetzteMessung = ZeitLetzteMessung + String(hour(LetzeMessung) + 1) + ":";
    }
 
    if (minute(LetzeMessung) < 10) ZeitLetzteMessung = ZeitLetzteMessung + "0";
    ZeitLetzteMessung = ZeitLetzteMessung + String(minute(LetzeMessung));
    Serial.println(ZeitLetzteMessung);

    // oder:
    // letzte Messung entspricht der gerade ermittelten Zeit
    /*
    // Stunde: wenn Stunde < 10 -> 0 davor setzen
    if (Zeit.tm_hour < 10) 
    {
      Serial.print("0");
      u8g2Schriften.print("0");
    }
 
    Serial.print(Zeit.tm_hour);
    Serial.print(":");
 
    u8g2Schriften.print(Zeit.tm_hour);
    u8g2Schriften.print(":");
    
    // Minuten
    if (Zeit.tm_min < 10) 
    {
      u8g2Schriften.print("0");
      Serial.print("0");
    }
 
    Serial.println(Zeit.tm_min);
    u8g2Schriften.print(Zeit.tm_min);
    */

    Serial.print("letzte Messung: ");
    u8g2Schriften.setCursor(1, 195);
    u8g2Schriften.print("letzte Messung: ");
    Serial.println(Zeit.tm_min);
    u8g2Schriften.print(ZeitLetzteMessung);
    
    // Sonnenaufgang als UNIX-Time
    long Sonnenaufgang = Objekt["current"]["sunrise"];
    Serial.print("Sonnenaufgang: ");
 
    // Zeit des Sonnenaufgangs setzen
    setTime(Sonnenaufgang);
    String ZeitSonnenaufgang;
 
    // Uhrzeit bestimmen
    // Sommerzeit
    if(Zeit.tm_isdst > 0)
    {
      if (hour(Sonnenaufgang) + 2 < 10) ZeitSonnenaufgang = "0";
      ZeitSonnenaufgang = ZeitSonnenaufgang + String(hour(Sonnenaufgang) + 2) + ":";
    }
 
    // Normalzeit
    else 
    {
      if (hour(Sonnenaufgang) + 1 < 10) ZeitSonnenaufgang = "0";
      ZeitSonnenaufgang = ZeitSonnenaufgang + String(hour(Sonnenaufgang) + 1) + ":";
    }
 
    if (minute(Sonnenaufgang) < 10) ZeitSonnenaufgang = ZeitSonnenaufgang + "0";
    ZeitSonnenaufgang = ZeitSonnenaufgang + String(minute(Sonnenaufgang));
    Serial.println(ZeitSonnenaufgang);
 
    // Sonnenuntergang 
    long Sonnenuntergang = Objekt["current"]["sunset"];
    Serial.print("Sonnenuntergang: ");
    setTime(Sonnenuntergang);  
    String ZeitSonnenuntergang;
 
    // Sommerzeit
    if(Zeit.tm_isdst > 0)
    {
      if (hour(Sonnenuntergang) + 2 < 10) ZeitSonnenuntergang = "0";
      ZeitSonnenuntergang = ZeitSonnenuntergang + String(hour(Sonnenuntergang) + 2) + ":";
    }
 
    // Normalzeit
    else
    {
      if (hour(Sonnenuntergang) + 1 < 10) ZeitSonnenuntergang = "0";
      ZeitSonnenuntergang = ZeitSonnenuntergang + String(hour(Sonnenuntergang) + 1) + ":";
    }
 
    if (minute(Sonnenuntergang) < 10) ZeitSonnenuntergang = ZeitSonnenuntergang + "0";
    ZeitSonnenuntergang = ZeitSonnenuntergang + String(minute(Sonnenuntergang));
    Serial.println(ZeitSonnenuntergang);
 
    Serial.println("-----------------------------");
    
    u8g2Schriften.setCursor(1, 220);
 
    // zwischen 0 und 11 Uhr -> Sonnenaufgang anzeigen
    // zwischen 12 und 23 Uhr Sonnenuntergang anzeigen
    switch (Zeit.tm_hour)
    {
      case 0 ... 11:
        u8g2Schriften.print("Sonnenaufgang: " + ZeitSonnenaufgang);
        break;
      case 12 ... 23:
        u8g2Schriften.print("Sonnenuntergang: " + ZeitSonnenuntergang);
        break;
    }
  }
 
  delay(Intervall);
}

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void loop()

{

tft.fillScreen(SCHWARZ);

u8g2Schriften.setFont(u8g2_font_helvB12_tf);

u8g2Schriften.setForegroundColor(WEISS);

u8g2Schriften.setBackgroundColor(SCHWARZ);

u8g2Schriften.setCursor(1, 20);

// aktuelle Zeit holen

time(&aktuelleZeit);

// localtime_r -> Zeit in die lokale Zeitzone setzen

localtime_r(&aktuelleZeit, &Zeit);

// Tag: führende 0 ergänzen

if (Zeit.tm_mday < 10)

{

Serial.print("0");

u8g2Schriften.print("0");

}

Serial.print(Zeit.tm_mday);

Serial.print(".");

u8g2Schriften.print(Zeit.tm_mday);

u8g2Schriften.print(".");

// Monat: führende 0 ergänzen

if (Zeit.tm_mon < 9)

{

Serial.print("0");

u8g2Schriften.print("0");

}

Serial.print(Zeit.tm_mon + 1);

Serial.print(".");

u8g2Schriften.print(Zeit.tm_mon + 1);

u8g2Schriften.print(".");

// Anzahl Jahre seit 1900

Serial.print(Zeit.tm_year + 1900);

Serial.print(" ");

u8g2Schriften.print(Zeit.tm_year + 1900);

u8g2Schriften.print(" ");

// Stunde: wenn Stunde < 10 -> 0 davor setzen

if (Zeit.tm_hour < 10)

{

Serial.print("0");

}

Serial.print(Zeit.tm_hour);

Serial.print(":");

// Minuten

if (Zeit.tm_min < 10)

{

Serial.print("0");

}

Serial.print(Zeit.tm_min);

Serial.print(":");

// Sekunden

if (Zeit.tm_sec < 10)

{

Serial.print("0");

}

Serial.print(Zeit.tm_sec);

Serial.println();

// Wetterdaten holen, wenn WiFi verbunden ist

if (WiFi.status() == WL_CONNECTED)

{

// Name des Servers und Daten übergeben

String OpenweatherServer = "http://api.openweathermap.org/data/3.0//onecall?" + Koordinaten;

OpenweatherServer = OpenweatherServer + "&APPID=" + APIKey + "&units=metric&exclude=daily,hourly,minutely";

// Daten vom Server abrufen

JSONDaten = ServerAntwortHolen(OpenweatherServer.c_str());

parse: Zeichenkette im JSON-Format in ein JavaScript-Objekt umzuwandeln

damit die Daten (Schlüssel-Wert-Paare)ausgewertet werden können

z.B. ["current"] ["temp"]

JSONVar Objekt = JSON.parse(JSONDaten);

// Stadt

Serial.println(Stadt);

u8g2Schriften.setCursor(1, 40);

u8g2Schriften.println(Stadt);

tft.drawFastHLine(1, 47, tft.width(), GRUEN);

// Temperatur

Serial.print("Temperatur: ");

double Temperatur = Objekt["current"]["temp"];

String AnzeigeTemperatur = String(Temperatur);

AnzeigeTemperatur.replace(".", ",");

Serial.print(AnzeigeTemperatur);

Serial.println("°C");

u8g2Schriften.setCursor(1, 70);

u8g2Schriften.print("Temperatur: " + AnzeigeTemperatur + "°C");

// Luftdruck

Serial.print("Luftdruck: ");

Serial.print(Objekt["current"]["pressure"]);

Serial.println(" hPa");

u8g2Schriften.setCursor(1, 95);

u8g2Schriften.print("Luftdruck: ");

u8g2Schriften.print(Objekt["current"]["pressure"]);

u8g2Schriften.println(" hPa");

// Luftfeuchtigkeit

Serial.print("Luftfeuchtigkeit: ");

Serial.print(Objekt["current"]["humidity"]);

Serial.println("%");

u8g2Schriften.setCursor(1, 120);

u8g2Schriften.print("Luftfeuchtigkeit: ");

u8g2Schriften.print(Objekt["current"]["humidity"]);

u8g2Schriften.println("%");

// Windgeschwindigkeit

Serial.print("Windgeschwindigkeit: ");

double Windgeschwindigkeit = Objekt["current"]["wind_speed"];

String AnzeigeWindgeschwindigkeit = String(Windgeschwindigkeit);

AnzeigeWindgeschwindigkeit.replace(".", ",");

Serial.print(AnzeigeWindgeschwindigkeit);

Serial.println(" m/s");

u8g2Schriften.setCursor(1, 145);

u8g2Schriften.print("Wind: " + AnzeigeWindgeschwindigkeit);

u8g2Schriften.println(" m/s");

// Windrichtung

Serial.print("Windrichtung: ");

Serial.print(Objekt["current"]["wind_deg"]);

Serial.println("°");

// Wetterlage

Serial.print("Wetterlage: ");

String Wetterlage = Objekt["current"]["weather"][0]["main"];

u8g2Schriften.setCursor(1, 170);

u8g2Schriften.print("Wetterlage: ");

if (Wetterlage == "Clear")

{

Serial.println("klarer Himmel");

u8g2Schriften.print("klarer Himmel");

}

if (Wetterlage == "Mist")

{

Serial.println("Nebel");

u8g2Schriften.print("Nebel");

}

if (Wetterlage == "Clouds")

{

Serial.println("wolkig");

u8g2Schriften.println("wolkig");

}

if (Wetterlage == "Rain")

{

Serial.println("Regen");

u8g2Schriften.println("Regen");

}

if (Wetterlage == "Snow")

{

Serial.println("Schneefall");

u8g2Schriften.println("Schneefall");

}

if (Wetterlage == "Drizzle")

{

Serial.println("Nieselregen");

u8g2Schriften.println("Nieselregen");

}

if (Wetterlage == "Thunderstorm")

{

Serial.println("Gewitter");

u8g2Schriften.println("Gewitter");

}

long LetzeMessung = Objekt["current"]["dt"];

setTime(LetzeMessung);

String ZeitLetzteMessung;

// Sommerzeit

if(Zeit.tm_isdst > 0)

{

if (hour(LetzeMessung) + 2 < 10) ZeitLetzteMessung = "0";

ZeitLetzteMessung = ZeitLetzteMessung + String(hour(LetzeMessung) + 2) + ":";

}

// Normalzeit

else

{

if (hour(LetzeMessung) + 1 < 10) ZeitLetzteMessung = "0";

ZeitLetzteMessung = ZeitLetzteMessung + String(hour(LetzeMessung) + 1) + ":";

}

if (minute(LetzeMessung) < 10) ZeitLetzteMessung = ZeitLetzteMessung + "0";

ZeitLetzteMessung = ZeitLetzteMessung + String(minute(LetzeMessung));

Serial.println(ZeitLetzteMessung);

// oder:

// letzte Messung entspricht der gerade ermittelten Zeit

// Stunde: wenn Stunde < 10 -> 0 davor setzen

if (Zeit.tm_hour < 10)

{

Serial.print("0");

u8g2Schriften.print("0");

}

Serial.print(Zeit.tm_hour);

Serial.print(":");

u8g2Schriften.print(Zeit.tm_hour);

u8g2Schriften.print(":");

// Minuten

if (Zeit.tm_min < 10)

{

u8g2Schriften.print("0");

Serial.print("0");

}

Serial.println(Zeit.tm_min);

u8g2Schriften.print(Zeit.tm_min);

Serial.print("letzte Messung: ");

u8g2Schriften.setCursor(1, 195);

u8g2Schriften.print("letzte Messung: ");

Serial.println(Zeit.tm_min);

u8g2Schriften.print(ZeitLetzteMessung);

// Sonnenaufgang als UNIX-Time

long Sonnenaufgang = Objekt["current"]["sunrise"];

Serial.print("Sonnenaufgang: ");

// Zeit des Sonnenaufgangs setzen

setTime(Sonnenaufgang);

String ZeitSonnenaufgang;

// Uhrzeit bestimmen

// Sommerzeit

if(Zeit.tm_isdst > 0)

{

if (hour(Sonnenaufgang) + 2 < 10) ZeitSonnenaufgang = "0";

ZeitSonnenaufgang = ZeitSonnenaufgang + String(hour(Sonnenaufgang) + 2) + ":";

}

// Normalzeit

else

{

if (hour(Sonnenaufgang) + 1 < 10) ZeitSonnenaufgang = "0";

ZeitSonnenaufgang = ZeitSonnenaufgang + String(hour(Sonnenaufgang) + 1) + ":";

}

if (minute(Sonnenaufgang) < 10) ZeitSonnenaufgang = ZeitSonnenaufgang + "0";

ZeitSonnenaufgang = ZeitSonnenaufgang + String(minute(Sonnenaufgang));

Serial.println(ZeitSonnenaufgang);

// Sonnenuntergang

long Sonnenuntergang = Objekt["current"]["sunset"];

Serial.print("Sonnenuntergang: ");

setTime(Sonnenuntergang);

String ZeitSonnenuntergang;

// Sommerzeit

if(Zeit.tm_isdst > 0)

{

if (hour(Sonnenuntergang) + 2 < 10) ZeitSonnenuntergang = "0";

ZeitSonnenuntergang = ZeitSonnenuntergang + String(hour(Sonnenuntergang) + 2) + ":";

}

// Normalzeit

else

{

if (hour(Sonnenuntergang) + 1 < 10) ZeitSonnenuntergang = "0";

ZeitSonnenuntergang = ZeitSonnenuntergang + String(hour(Sonnenuntergang) + 1) + ":";

}

if (minute(Sonnenuntergang) < 10) ZeitSonnenuntergang = ZeitSonnenuntergang + "0";

ZeitSonnenuntergang = ZeitSonnenuntergang + String(minute(Sonnenuntergang));

Serial.println(ZeitSonnenuntergang);

Serial.println("-----------------------------");

u8g2Schriften.setCursor(1, 220);

// zwischen 0 und 11 Uhr -> Sonnenaufgang anzeigen

// zwischen 12 und 23 Uhr Sonnenuntergang anzeigen

switch (Zeit.tm_hour)

{

case 0 ... 11:

u8g2Schriften.print("Sonnenaufgang: " + ZeitSonnenaufgang);

break;

case 12 ... 23:

u8g2Schriften.print("Sonnenuntergang: " + ZeitSonnenuntergang);

break;

}

delay(Intervall);

}

Funktion ServerAntwortHolen()

Im loop-Teil wird die Funktion ServerAntwortholen() aufgerufen. Sie holt die Wetterdaten als String, der im loop-Teil in Schlüssel-Wert-Paare umgewandelt wird.

String ServerAntwortHolen(const char* OpenweatherServer) 
{
  WiFiClient Client;
  HTTPClient httpClient;

  httpClient.begin(Client, OpenweatherServer);

  // Anfrage senden
  int AntwortCode = httpClient.GET();

  String ServerAntwort = "";

  // Antwort erhalten: Code 200
  if (AntwortCode == 200) 
  {
    // Wetter als String holen, wird später in ein JSON-Objekt umgewandelt
    ServerAntwort = httpClient.getString();

    // Rohdaten anzeigen
    // Serial.println(Serverantwort);
  }

  else 
  {
    Serial.println("Der Server ist nicht erreichbar!");
  }

  httpClient.end();
  return ServerAntwort;
}

String ServerAntwortHolen(const char* OpenweatherServer)

{

WiFiClient Client;

HTTPClient httpClient;

httpClient.begin(Client, OpenweatherServer);

// Anfrage senden

int AntwortCode = httpClient.GET();

String ServerAntwort = "";

// Antwort erhalten: Code 200

if (AntwortCode == 200)

{

// Wetter als String holen, wird später in ein JSON-Objekt umgewandelt

ServerAntwort = httpClient.getString();

// Rohdaten anzeigen

// Serial.println(Serverantwort);

}

else

{

Serial.println("Der Server ist nicht erreichbar!");

}

httpClient.end();

return ServerAntwort;

}

Ziel des Projekts

Darstellung der Daten

TFT-Displays

Vorbereitung

Benötigte Bauteile

Pinbelegung der Mikrocontroller (Beispiele)

ESP32-Wroom

Nano ESP32

Wemos D1

XIAO-ESP32-C3

Board installieren

Benötigte Bibliotheken

Erläuterung zu JSON

Abruf der Daten von openweathermap.org

Vorbereitung

Aufruf der API

Das Programm für TFT 320 ✕ 240

Einbinden der Bibliotheken und Definition der Variablen

Der setup-Teil

Der loop-Teil

Funktion ServerAntwortHolen()

Quellen

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