Wetterdaten von Openweather mit der API 4.0 auf einem TFT anzeigen – Projekte für Arduino und ESP32-Mikrocontroller

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 und einem ESP32 2,8 Zoll TFT (CYD) angezeigt werden. Die Schriftarten werden von der Bibliothel u8g2 zur Verfügung gestellt.

Darstellung der Daten

ESP32 2,8 Zoll TFT (CYD) 320×240 Pixel Kurzversion

Info

⇒Pinbelegung verschiedener TFT-Displays 320×240 Pixel

Vorbereitung

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

⤷https://openweathermap.org/api/one-call-4?collection=one_call_api#concept

Achtung

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

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

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_40

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

TFT 320×240 Pixel/ESP32 CYD 320×240 Pixel

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).

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

https://api.openweathermap.org/data/4.0/onecall/current?lat=50.9833&lon=7.133&units=metric&lang=en&appid=6305124dd1f92d1a7cf5eaxxxxxxxxxx&lang=de

1	https://api.openweathermap.org/data/4.0/onecall/current?lat=50.9833&lon=7.133&units=metric&lang=en&appid=6305124dd1f92d1a7cf5eaxxxxxxxxxx&lang=de

lat, lon -> Breitengrad, Längengrad
APPID -> deine APPID
units=metric -> metrische Maßangaben, die Temperatur wird als Standard in Kelvin angezeigt
lang=de -> Ausgabe der Beschreibungen auf deutsch

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 21.
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 "WiFi.h"
#include "HTTPClient.h"
#include "ArduinoJson.h"
#include "NTP3.h"
#include "TimeLib.h"
#include "Adafruit_ILI9341.h"
#include "U8g2_for_Adafruit_GFX.h"
#include "WiFiMulti.h"

WiFiMulti WiFiNetzwerke;
WiFiUDP wifiUdp;
NTP3 ntp(wifiUdp);

// u8g2Schriften
U8G2_FOR_ADAFRUIT_GFX u8g2Schriften;
 
// 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 

// ESP32-S3 Super Mini
// #define TFT_CS        10
// #define TFT_RST        2
// #define TFT_DC         3

// ESP32-C5 Zero
// #define TFT_CS         6
// #define TFT_RST        5
// #define TFT_DC         4

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


// 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 "WiFi.h"

#include "HTTPClient.h"

#include "ArduinoJson.h"

#include "NTP3.h"

#include "TimeLib.h"

#include "Adafruit_ILI9341.h"

#include "U8g2_for_Adafruit_GFX.h"

#include "WiFiMulti.h"

WiFiMulti WiFiNetzwerke;

WiFiUDP wifiUdp;

NTP3 ntp(wifiUdp);

// u8g2Schriften

U8G2_FOR_ADAFRUIT_GFX u8g2Schriften;

// 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

// ESP32-S3 Super Mini

// #define TFT_CS 10

// #define TFT_RST 2

// #define TFT_DC 3

// ESP32-C5 Zero

// #define TFT_CS 6

// #define TFT_RST 5

// #define TFT_DC 4

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

// 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

// 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

void setup()
{
  // Schriften von u8g2 tft zuordnen
  u8g2Schriften.begin(tft);
 
  Serial.begin(9600);
  
  // Stations-Modus
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.setSleep(false);
  WiFi.setAutoReconnect(true);
 
  /*
    Zeitzone
    CEST: Central European Summertime
    Beginn europäische Sommerzeit letzter Sonntag im März 2 Uhr GMT + 2 Stunden
  */
  ntp.ruleDST("CEST", Last, Sun, Mar, 2, 120);
 
  // CET: Central European Time
  // Beginn Normalzeit letzter Sonntag im Oktober 3 Uhr GMT + 1 Stunde
  ntp.ruleSTD("CET", Last, Sun, Oct, 3, 60);
 
  // ntp starten Zeitserver deutscher NTP-Pool
  // Standard: pool.ntp.org
  ntp.begin("de.pool.ntp.org");
  ntp.updateInterval(10000);
 
  // verfügbare WiFi-Netzwerke
  WiFiNetzwerke.addAP("Router_SSID", "xxxxxxx");
  WiFiNetzwerke.addAP("Repeater_1", "xxxxxxxx");
  WiFiNetzwerke.addAP("Repeater_2", "xxxxxxxx");
 
  if (WiFiNetzwerke.run() == WL_CONNECTED)
  {  
    Serial.println("WiFi verbunden ...");  
  }

  tft.begin();
  tft.fillScreen(SCHWARZ);
  
  // Rotation anpassen
  tft.setRotation(1);
  tft.fillScreen(SCHWARZ);

  delay(2000);
  u8g2Schriften.setFont(u8g2_font_helvB14_tf);  
  u8g2Schriften.setForegroundColor(WEISS);
  u8g2Schriften.setBackgroundColor(SCHWARZ);

  u8g2Schriften.setCursor(1, 20);
  u8g2Schriften.print(WiFi.SSID());
  u8g2Schriften.setCursor(1, 60);
  u8g2Schriften.print(WiFi.localIP());
  u8g2Schriften.setCursor(1, 100);
  u8g2Schriften.print("Signal: " + String(WiFi.RSSI()));
 
  if (ntp.update())
  {
    u8g2Schriften.setCursor(1, 140);
    u8g2Schriften.print(ntp.formattedTime("%H:%M:%S"));
  }
  delay(3000);
}

void setup()

{

// Schriften von u8g2 tft zuordnen

u8g2Schriften.begin(tft);

Serial.begin(9600);

// Stations-Modus

WiFi.mode(WIFI_STA);

WiFi.setSleep(false);

WiFi.setAutoReconnect(true);

Zeitzone

CEST: Central European Summertime

Beginn europäische Sommerzeit letzter Sonntag im März 2 Uhr GMT + 2 Stunden

ntp.ruleDST("CEST", Last, Sun, Mar, 2, 120);

// CET: Central European Time

// Beginn Normalzeit letzter Sonntag im Oktober 3 Uhr GMT + 1 Stunde

ntp.ruleSTD("CET", Last, Sun, Oct, 3, 60);

// ntp starten Zeitserver deutscher NTP-Pool

// Standard: pool.ntp.org

ntp.begin("de.pool.ntp.org");

ntp.updateInterval(10000);

// verfügbare WiFi-Netzwerke

WiFiNetzwerke.addAP("Router_SSID", "xxxxxxx");

WiFiNetzwerke.addAP("Repeater_1", "xxxxxxxx");

WiFiNetzwerke.addAP("Repeater_2", "xxxxxxxx");

if (WiFiNetzwerke.run() == WL_CONNECTED)

{

Serial.println("WiFi verbunden ...");

}

tft.begin();

tft.fillScreen(SCHWARZ);

// Rotation anpassen

tft.setRotation(1);

tft.fillScreen(SCHWARZ);

delay(2000);

u8g2Schriften.setFont(u8g2_font_helvB14_tf);

u8g2Schriften.setForegroundColor(WEISS);

u8g2Schriften.setBackgroundColor(SCHWARZ);

u8g2Schriften.setCursor(1, 20);

u8g2Schriften.print(WiFi.SSID());

u8g2Schriften.setCursor(1, 60);

u8g2Schriften.print(WiFi.localIP());

u8g2Schriften.setCursor(1, 100);

u8g2Schriften.print("Signal: " + String(WiFi.RSSI()));

if (ntp.update())

{

u8g2Schriften.setCursor(1, 140);

u8g2Schriften.print(ntp.formattedTime("%H:%M:%S"));

}

delay(3000);

}

Der loop-Teil

void loop()
{
  String ZeitSonnenaufgang;
  String ZeitSonnenuntergang;
 
  tft.fillScreen(SCHWARZ);
  u8g2Schriften.setFont(u8g2_font_helvB12_tf);  
  u8g2Schriften.setForegroundColor(WEISS);
  u8g2Schriften.setBackgroundColor(SCHWARZ);
  u8g2Schriften.setCursor(1, 20);
  if (ntp.update())
  {
    u8g2Schriften.print(ntp.formattedTime("%d.%m:%Y"));
  }
  // Wetterdaten holen, wenn WiFi verbunden ist
  if (WiFi.status() == WL_CONNECTED)
  {
     // Name des Servers und Daten übergeben
    String OpenweatherServer = "http://api.openweathermap.org/data/4.0//onecall/current?" + Koordinaten;
    OpenweatherServer = OpenweatherServer + "&APPID=" + APIKey + "&units=metric&lang=de";
  
    HTTPClient http;
    http.begin(OpenweatherServer);
    int httpCode = http.GET();
    if (httpCode > 0)
    {
      String ServerAntwort = http.getString();
      JsonDocument JSONDaten;
      deserializeJson(JSONDaten, ServerAntwort);

      // Stadt
      u8g2Schriften.setCursor(1, 40);
      u8g2Schriften.println(Stadt);
      tft.drawFastHLine(1, 47, tft.width(), GRUEN);

      // Temperatur
      double Temperatur = JSONDaten["data"][0]["temp"];
      String AnzeigeTemperatur = String(Temperatur);
      AnzeigeTemperatur.replace(".", ",");
      u8g2Schriften.setCursor(1, 70);
      u8g2Schriften.print("Temperatur: " + AnzeigeTemperatur + "°C");
 
      // Luftdruck
      u8g2Schriften.setCursor(1, 95);
      u8g2Schriften.print("Luftdruck: ");
      u8g2Schriften.print(String(JSONDaten["data"][0]["pressure"]));
      u8g2Schriften.println(" hPa");
      u8g2Schriften.setCursor(1, 120);
      u8g2Schriften.print("Luftfeuchtigkeit: ");
      u8g2Schriften.print(String(JSONDaten["data"][0]["humidity"]));
      u8g2Schriften.println("%");

      // Windgeschwindigkeit
      double Windgeschwindigkeit = JSONDaten["data"][0]["wind_speed"];
      String AnzeigeWindgeschwindigkeit = String(Windgeschwindigkeit);
      AnzeigeWindgeschwindigkeit.replace(".", ",");
      u8g2Schriften.setCursor(1, 145);
      u8g2Schriften.print("Wind: " + AnzeigeWindgeschwindigkeit);
      u8g2Schriften.println(" m/s");
 
      // Wetterlage
      u8g2Schriften.setCursor(1, 170);
      u8g2Schriften.print("Wetterlage: " + String(JSONDaten["data"][0]["weather"][0]["description"]));
    
      // Sonnenaufgang als UNIX-Time
      unsigned long Sonnenaufgang = JSONDaten["data"][0]["sunrise"];
      int StundeSonnenaufgang = hour(Sonnenaufgang);
 
       // Sommerzeit
       if(ntp.isDST() == 1)
       {
         StundeSonnenaufgang += 2;
       }
 
       // Normalzeit
       else
       {
         StundeSonnenaufgang += 1;
      }
      
      int MinuteSonnenaufgang = minute(Sonnenaufgang);
      if(StundeSonnenaufgang > 9) ZeitSonnenaufgang = "0";
      ZeitSonnenaufgang += String(StundeSonnenaufgang) + ":";
      if(MinuteSonnenaufgang < 9) ZeitSonnenaufgang += "0";
      ZeitSonnenaufgang += String(MinuteSonnenaufgang);
      
      // Sonnenuntergang als UNIX-Time
      unsigned long Sonnenuntergang = JSONDaten["data"][0]["sunset"];
      int StundeSonnenuntergang = hour(Sonnenuntergang);
 
      // Sommerzeit
      if(ntp.isDST() == 1)
      {
        StundeSonnenuntergang += 2;
      }
 
      // Normalzeit
      else
      {
        StundeSonnenuntergang += 1;
      }
      
      int MinuteSonnenuntergang = minute(Sonnenuntergang);
      if(StundeSonnenuntergang < 9) ZeitSonnenuntergang = "0";
      ZeitSonnenuntergang += String(StundeSonnenuntergang) + ":";
      if(MinuteSonnenuntergang < 9) ZeitSonnenuntergang += "0";
      ZeitSonnenuntergang += String(MinuteSonnenuntergang);
 
      u8g2Schriften.setCursor(1, 195);

      // zwischen 0 und 11 Uhr -> Sonnenaufgang anzeigen
      // zwischen 12 und 23 Uhr Sonnenuntergang anzeigen
      switch (ntp.hours())
      {
        case 0 ... 11:
          u8g2Schriften.print("Sonnenaufgang: " + ZeitSonnenaufgang);
          break;
        case 12 ... 23:
          u8g2Schriften.print("Sonnenuntergang: " + ZeitSonnenuntergang);
          break;
      }
      // letzte Messung entspricht der gerade ermittelten Zeit
      u8g2Schriften.setCursor(1, 220);
      u8g2Schriften.print("letzte Messung: ");
    
      if (ntp.update())
      {
        u8g2Schriften.print(ntp.formattedTime("%H:%M:%S"));
      }
    }
  
    else
    {
      if (WiFiNetzwerke.run() == WL_CONNECTED)
      {  
        Serial.println("WiFi verbunden ...");  
      }  
    }
  }
  delay(Intervall);
}

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void loop()

{

String ZeitSonnenaufgang;

String ZeitSonnenuntergang;

tft.fillScreen(SCHWARZ);

u8g2Schriften.setFont(u8g2_font_helvB12_tf);

u8g2Schriften.setForegroundColor(WEISS);

u8g2Schriften.setBackgroundColor(SCHWARZ);

u8g2Schriften.setCursor(1, 20);

if (ntp.update())

{

u8g2Schriften.print(ntp.formattedTime("%d.%m:%Y"));

}

// Wetterdaten holen, wenn WiFi verbunden ist

if (WiFi.status() == WL_CONNECTED)

{

// Name des Servers und Daten übergeben

String OpenweatherServer = "http://api.openweathermap.org/data/4.0//onecall/current?" + Koordinaten;

OpenweatherServer = OpenweatherServer + "&APPID=" + APIKey + "&units=metric&lang=de";

HTTPClient http;

http.begin(OpenweatherServer);

int httpCode = http.GET();

if (httpCode > 0)

{

String ServerAntwort = http.getString();

JsonDocument JSONDaten;

deserializeJson(JSONDaten, ServerAntwort);

// Stadt

u8g2Schriften.setCursor(1, 40);

u8g2Schriften.println(Stadt);

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

// Temperatur

double Temperatur = JSONDaten["data"][0]["temp"];

String AnzeigeTemperatur = String(Temperatur);

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

u8g2Schriften.setCursor(1, 70);

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

// Luftdruck

u8g2Schriften.setCursor(1, 95);

u8g2Schriften.print("Luftdruck: ");

u8g2Schriften.print(String(JSONDaten["data"][0]["pressure"]));

u8g2Schriften.println(" hPa");

u8g2Schriften.setCursor(1, 120);

u8g2Schriften.print("Luftfeuchtigkeit: ");

u8g2Schriften.print(String(JSONDaten["data"][0]["humidity"]));

u8g2Schriften.println("%");

// Windgeschwindigkeit

double Windgeschwindigkeit = JSONDaten["data"][0]["wind_speed"];

String AnzeigeWindgeschwindigkeit = String(Windgeschwindigkeit);

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

u8g2Schriften.setCursor(1, 145);

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

u8g2Schriften.println(" m/s");

// Wetterlage

u8g2Schriften.setCursor(1, 170);

u8g2Schriften.print("Wetterlage: " + String(JSONDaten["data"][0]["weather"][0]["description"]));

// Sonnenaufgang als UNIX-Time

unsigned long Sonnenaufgang = JSONDaten["data"][0]["sunrise"];

int StundeSonnenaufgang = hour(Sonnenaufgang);

// Sommerzeit

if(ntp.isDST() == 1)

{

StundeSonnenaufgang += 2;

}

// Normalzeit

else

{

StundeSonnenaufgang += 1;

}

int MinuteSonnenaufgang = minute(Sonnenaufgang);

if(StundeSonnenaufgang > 9) ZeitSonnenaufgang = "0";

ZeitSonnenaufgang += String(StundeSonnenaufgang) + ":";

if(MinuteSonnenaufgang < 9) ZeitSonnenaufgang += "0";

ZeitSonnenaufgang += String(MinuteSonnenaufgang);

// Sonnenuntergang als UNIX-Time

unsigned long Sonnenuntergang = JSONDaten["data"][0]["sunset"];

int StundeSonnenuntergang = hour(Sonnenuntergang);

// Sommerzeit

if(ntp.isDST() == 1)

{

StundeSonnenuntergang += 2;

}

// Normalzeit

else

{

StundeSonnenuntergang += 1;

}

int MinuteSonnenuntergang = minute(Sonnenuntergang);

if(StundeSonnenuntergang < 9) ZeitSonnenuntergang = "0";

ZeitSonnenuntergang += String(StundeSonnenuntergang) + ":";

if(MinuteSonnenuntergang < 9) ZeitSonnenuntergang += "0";

ZeitSonnenuntergang += String(MinuteSonnenuntergang);

u8g2Schriften.setCursor(1, 195);

// zwischen 0 und 11 Uhr -> Sonnenaufgang anzeigen

// zwischen 12 und 23 Uhr Sonnenuntergang anzeigen

switch (ntp.hours())

{

case 0 ... 11:

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

break;

case 12 ... 23:

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

break;

}

// letzte Messung entspricht der gerade ermittelten Zeit

u8g2Schriften.setCursor(1, 220);

u8g2Schriften.print("letzte Messung: ");

if (ntp.update())

{

u8g2Schriften.print(ntp.formattedTime("%H:%M:%S"));

}

else

{

if (WiFiNetzwerke.run() == WL_CONNECTED)

{

Serial.println("WiFi verbunden ...");

}

delay(Intervall);

}

ESP32 2,8 Zoll TFT (CYD) 320×240 Pixel

Kurzversion in größerer Schrift

#include "WiFi.h"
#include "HTTPClient.h"
#include "ArduinoJson.h"
#include "NTP3.h"
#include "Adafruit_ILI9341.h"
#include "U8g2_for_Adafruit_GFX.h"
#include "WiFiMulti.h"

WiFiMulti WiFiNetzwerke;
WiFiUDP wifiUdp;
NTP3 ntp(wifiUdp);

// JSONDaten u8g2Schriften
U8G2_FOR_ADAFRUIT_GFX u8g2Schriften;
 
#define TFT_BL   21
#define TFT_CS   15
#define TFT_DC    2
#define TFT_MISO 12
#define TFT_MOSI 13
#define TFT_SCLK 14
#define TFT_RST  -1
 
Adafruit_ILI9341 tft = Adafruit_ILI9341(TFT_CS, TFT_DC, TFT_MOSI, TFT_SCLK, TFT_RST, TFT_MISO);
 
// 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

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

// 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;

void setup()
{
  // Schriften von u8g2 tft zuordnen
  u8g2Schriften.begin(tft);
 
  Serial.begin(9600);
  
  // Stations-Modus
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.setSleep(false);
  WiFi.setAutoReconnect(true);
 
  /*
    Zeitzone
    CEST: Central European Summertime
    Beginn europäische Sommerzeit letzter Sonntag im März 2 Uhr GMT + 2 Stunden
  */
  ntp.ruleDST("CEST", Last, Sun, Mar, 2, 120);
 
  // CET: Central European Time
  // Beginn Normalzeit letzter Sonntag im Oktober 3 Uhr GMT + 1 Stunde
  ntp.ruleSTD("CET", Last, Sun, Oct, 3, 60);
 
  // ntp starten Zeitserver deutscher NTP-Pool
  ntp.begin("de.pool.ntp.org");
  ntp.updateInterval(10000);
 
  // verfügbare WiFi-Netzwerke
  WiFiNetzwerke.addAP("Router_SSID", "xxxxxxxx");
  WiFiNetzwerke.addAP("Repeater_1", "xxxxxxxx");
  WiFiNetzwerke.addAP("Repeater_2", "xxxxxxxx");
 
  if (WiFiNetzwerke.run() == WL_CONNECTED)
  {  
    Serial.println("WiFi verbunden ...");  
  }
 
  // Backlight einschalten
  pinMode(TFT_BL, OUTPUT);
  digitalWrite(TFT_BL, HIGH);
  tft.begin();
  tft.setRotation(1);
  tft.fillScreen(SCHWARZ);
  
  delay(2000);
  u8g2Schriften.setFont(u8g2_font_helvB14_tf);  
  u8g2Schriften.setForegroundColor(WEISS);
  u8g2Schriften.setBackgroundColor(SCHWARZ);
  tft.fillScreen(SCHWARZ);
  u8g2Schriften.setCursor(1, 20);
  u8g2Schriften.print(WiFi.SSID());
  u8g2Schriften.setCursor(1, 60);
  u8g2Schriften.print(WiFi.localIP());
  u8g2Schriften.setCursor(1, 100);
  u8g2Schriften.print("Signal: " + String(WiFi.RSSI()));
 
  if (ntp.update())
  {
    u8g2Schriften.setCursor(1, 140);
    u8g2Schriften.print(ntp.formattedTime("%H:%M:%S"));
  }
  delay(3000);
}

void loop() 
{
  tft.fillScreen(SCHWARZ);
  u8g2Schriften.setFont(u8g2_font_helvB12_tf);  
  u8g2Schriften.setForegroundColor(WEISS);
  u8g2Schriften.setBackgroundColor(SCHWARZ);
 
  u8g2Schriften.setCursor(1, 20);

  if (ntp.update()) 
  {
    u8g2Schriften.print(ntp.formattedTime("%d.%m:%Y"));
  }
 
  // Wetterdaten holen, wenn WiFi verbunden ist
  if (WiFi.status() == WL_CONNECTED) 
  {
     // Name des Servers und Daten übergeben
    String OpenweatherServer = "http://api.openweathermap.org/data/4.0//onecall/current?" + Koordinaten;
    OpenweatherServer = OpenweatherServer + "&APPID=" + APIKey + "&units=metric&lang=de";;
 
    HTTPClient http;
    http.begin(OpenweatherServer);
    int httpCode = http.GET();
    if (httpCode > 0) 
    {
      String ServerAntwort = http.getString();
      Serial.println(ServerAntwort);
      JsonDocument JSONDaten;
      deserializeJson(JSONDaten, ServerAntwort);
 
     // Stadt
      u8g2Schriften.setCursor(1, 40);
      u8g2Schriften.println(Stadt);
      tft.drawFastHLine(1, 47, tft.width(), GRUEN);

      u8g2Schriften.setFont(u8g2_font_helvB18_tf);  

      // Temperatur
      double Temperatur = JSONDaten["data"][0]["temp"];
      String AnzeigeTemperatur = String(Temperatur);
      AnzeigeTemperatur.replace(".", ",");

      u8g2Schriften.setCursor(1, 75);
      u8g2Schriften.print("Temperatur: " + AnzeigeTemperatur + "°C");
 
      // Luftdruck
      u8g2Schriften.setCursor(1, 115);
      u8g2Schriften.print("Luftdruck: ");
      u8g2Schriften.print(String(JSONDaten["data"][0]["pressure"]));
      u8g2Schriften.println(" hPa");
 
      // Luftfeuchtigkeit
      u8g2Schriften.setCursor(1, 155);
      u8g2Schriften.print("Luftfeuchtigkeit: ");
      u8g2Schriften.print(String(JSONDaten["data"][0]["humidity"]));
      u8g2Schriften.println("%");
 
      // Wetterlage
      u8g2Schriften.setCursor(1, 195);
      u8g2Schriften.print(String(JSONDaten["data"][0]["weather"][0]["description"]));
    
      // letzte Messung entspricht der gerade ermittelten Zeit
      u8g2Schriften.setCursor(1, 235);
      u8g2Schriften.print("letzte Messung: ");
 
      if (ntp.update()) 
      {
        u8g2Schriften.print(ntp.formattedTime("%H:%M:%S"));
      }
    }

    else 
    {
      if (WiFiNetzwerke.run() == WL_CONNECTED) 
      {  
        Serial.println("WiFi verbunden ...");  
      }  
    }
  }

  delay(Intervall);
}

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#include "WiFi.h"

#include "HTTPClient.h"

#include "ArduinoJson.h"

#include "NTP3.h"

#include "Adafruit_ILI9341.h"

#include "U8g2_for_Adafruit_GFX.h"

#include "WiFiMulti.h"

WiFiMulti WiFiNetzwerke;

WiFiUDP wifiUdp;

NTP3 ntp(wifiUdp);

// JSONDaten u8g2Schriften

U8G2_FOR_ADAFRUIT_GFX u8g2Schriften;

#define TFT_BL 21

#define TFT_CS 15

#define TFT_DC 2

#define TFT_MISO 12

#define TFT_MOSI 13

#define TFT_SCLK 14

#define TFT_RST -1

Adafruit_ILI9341 tft = Adafruit_ILI9341(TFT_CS, TFT_DC, TFT_MOSI, TFT_SCLK, TFT_RST, TFT_MISO);

// 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

// NTP-Server aus dem Pool

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

// 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;

void setup()

{

// Schriften von u8g2 tft zuordnen

u8g2Schriften.begin(tft);

Serial.begin(9600);

// Stations-Modus

WiFi.mode(WIFI_STA);

WiFi.setSleep(false);

WiFi.setAutoReconnect(true);

Zeitzone

CEST: Central European Summertime

Beginn europäische Sommerzeit letzter Sonntag im März 2 Uhr GMT + 2 Stunden

ntp.ruleDST("CEST", Last, Sun, Mar, 2, 120);

// CET: Central European Time

// Beginn Normalzeit letzter Sonntag im Oktober 3 Uhr GMT + 1 Stunde

ntp.ruleSTD("CET", Last, Sun, Oct, 3, 60);

// ntp starten Zeitserver deutscher NTP-Pool

ntp.begin("de.pool.ntp.org");

ntp.updateInterval(10000);

// verfügbare WiFi-Netzwerke

WiFiNetzwerke.addAP("Router_SSID", "xxxxxxxx");

WiFiNetzwerke.addAP("Repeater_1", "xxxxxxxx");

WiFiNetzwerke.addAP("Repeater_2", "xxxxxxxx");

if (WiFiNetzwerke.run() == WL_CONNECTED)

{

Serial.println("WiFi verbunden ...");

}

// Backlight einschalten

pinMode(TFT_BL, OUTPUT);

digitalWrite(TFT_BL, HIGH);

tft.begin();

tft.setRotation(1);

tft.fillScreen(SCHWARZ);

delay(2000);

u8g2Schriften.setFont(u8g2_font_helvB14_tf);

u8g2Schriften.setForegroundColor(WEISS);

u8g2Schriften.setBackgroundColor(SCHWARZ);

tft.fillScreen(SCHWARZ);

u8g2Schriften.setCursor(1, 20);

u8g2Schriften.print(WiFi.SSID());

u8g2Schriften.setCursor(1, 60);

u8g2Schriften.print(WiFi.localIP());

u8g2Schriften.setCursor(1, 100);

u8g2Schriften.print("Signal: " + String(WiFi.RSSI()));

if (ntp.update())

{

u8g2Schriften.setCursor(1, 140);

u8g2Schriften.print(ntp.formattedTime("%H:%M:%S"));

}

delay(3000);

}

void loop()

{

tft.fillScreen(SCHWARZ);

u8g2Schriften.setFont(u8g2_font_helvB12_tf);

u8g2Schriften.setForegroundColor(WEISS);

u8g2Schriften.setBackgroundColor(SCHWARZ);

u8g2Schriften.setCursor(1, 20);

if (ntp.update())

{

u8g2Schriften.print(ntp.formattedTime("%d.%m:%Y"));

}

// Wetterdaten holen, wenn WiFi verbunden ist

if (WiFi.status() == WL_CONNECTED)

{

// Name des Servers und Daten übergeben

String OpenweatherServer = "http://api.openweathermap.org/data/4.0//onecall/current?" + Koordinaten;

OpenweatherServer = OpenweatherServer + "&APPID=" + APIKey + "&units=metric&lang=de";;

HTTPClient http;

http.begin(OpenweatherServer);

int httpCode = http.GET();

if (httpCode > 0)

{

String ServerAntwort = http.getString();

Serial.println(ServerAntwort);

JsonDocument JSONDaten;

deserializeJson(JSONDaten, ServerAntwort);

// Stadt

u8g2Schriften.setCursor(1, 40);

u8g2Schriften.println(Stadt);

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

u8g2Schriften.setFont(u8g2_font_helvB18_tf);

// Temperatur

double Temperatur = JSONDaten["data"][0]["temp"];

String AnzeigeTemperatur = String(Temperatur);

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

u8g2Schriften.setCursor(1, 75);

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

// Luftdruck

u8g2Schriften.setCursor(1, 115);

u8g2Schriften.print("Luftdruck: ");

u8g2Schriften.print(String(JSONDaten["data"][0]["pressure"]));

u8g2Schriften.println(" hPa");

// Luftfeuchtigkeit

u8g2Schriften.setCursor(1, 155);

u8g2Schriften.print("Luftfeuchtigkeit: ");

u8g2Schriften.print(String(JSONDaten["data"][0]["humidity"]));

u8g2Schriften.println("%");

// Wetterlage

u8g2Schriften.setCursor(1, 195);

u8g2Schriften.print(String(JSONDaten["data"][0]["weather"][0]["description"]));

// letzte Messung entspricht der gerade ermittelten Zeit

u8g2Schriften.setCursor(1, 235);

u8g2Schriften.print("letzte Messung: ");

if (ntp.update())

{

u8g2Schriften.print(ntp.formattedTime("%H:%M:%S"));

}

else

{

if (WiFiNetzwerke.run() == WL_CONNECTED)

{

Serial.println("WiFi verbunden ...");

}

delay(Intervall);

}

Quellen

Ziel des Projekts

Darstellung der Daten

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

ESP32 2,8 Zoll TFT (CYD) 320×240 Pixel

Kurzversion in größerer Schrift

Quellen

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