月相跟蹤器是一種小巧的半便攜式設備，允許你收集有關月球的重要信息。該設備報告了諸如可見光照，相位，月亮升高和設定時間等參數。

此設備對于對科學或天文學感興趣并提供出色的桌面辦公室裝飾的任何人都是必不可少的。

該項目相當簡單，需要連接互聯網的設備，如ESP32，但您可以隨時調整代碼，使用WiFi屏蔽，以太網屏蔽或任何其他互聯網連接您可能擁有的設備。 Lunar Phase Tracker設計用于處理鋰聚合物電池和非常省電的電子墨水顯示屏，它不僅可以提供精彩的屏幕，而且即使斷電也可以保留最后的圖像！

第1步：注冊天文信息

這一步絕對必要（雖然很無聊）因為我們正在使用在線API收集我們的信息。雖然可以計算月相，照明等，但這樣做是一項繁瑣的工作。我們使用的API提供來自實時氣象站和監測系統的最新信息，因此我們收到的數據是真實世界的結果，而不是計算值的結果。

前往Weather Underground，點擊“注冊”并填寫您的所有信息。該帳戶完全免費，您的API調用也是如此，只要您每分鐘不要求太多結果或每天超過500個請求。請務必將此頁面添加為書簽，您可以隨時返回并使用API進行天氣統計和其他重要信息。創建帳戶后，轉到API站點，單擊“購買密鑰”并選擇免費計劃，您只需輸入一些詳細信息，您就會遇到devoloper 密鑰ID的問題。 此ID對您而言是唯一的，應保密。我在示例Arduino代碼中提供了我的密鑰，稍后我們將對此進行介紹。我們非常歡迎您使用我的密鑰ID進行測試，但我強烈建議您自己注冊。

獲得您的唯一ID后，您可以繼續查看Astronomy API信息，即老實說非常光鮮您將找到一個如下所示的簡單示例：

http：//api.wunderground.com/api/8c6dc2e5c6f36de9/a 。..

此URL非常重要，因為這個是我們提供制作項目所需的所有信息的原因。來吧，點擊鏈接，你會看到悉尼的結果，如月相，照明和其他好的信息。看一下URL，我們將看到悉尼，澳大利亞以及以“8c6dcwe 。..”開頭的長代碼。該代碼是我們之前提到的密鑰ID。使用您的唯一ID更改該代碼并查看其工作原理，您應該得到完全相同的結果。嘗試游玩地點。對于我自己在南非，我使用約翰內斯堡和ZA。

第2步：組件

所以現在有趣的東西。我們需要一些組件，而不是很多組件，并且它們都不是非常昂貴的，我已經為我使用的組件提供了Amazon鏈接。請記住，如果您喜歡編程，請隨意使用您可用的任何顯示器或互聯網設備。對于我的構建，我使用了以下內容：

Waveshare E-Ink SPI 4.2“SPI顯示器

ESP32開發板（通用）

Adafruit Power Boost 500

5000mAh Lipo電池組

Stripboard（Protoboard）

您將需要基本工具，例如：

烙鐵

焊料

萬用表

卡尺

鉆頭用于分隔原型板上的軌道

電線

線夾

膠水（熱膠將起作用）

安裝了Arduino IDE的筆記本電腦

唯一的高級您可能需要的工具是制作外殼的3D打印機。如果您沒有，那就好了，用木頭和手鋸或任何可用的東西制作外殼。是的，我的3D打印機老了，塵土飛揚。/p》

第3步：計算機軟件

在我們開始研究電路和編程之前，我們首先需要最新版本的Arduino IDE，可以在這里找到。

由于我們使用帶有Arduino核心的ESP32，w e需要在Arduino IDE上安裝此核心。按照Github的這個簡單指南，它向您展示了您需要使用的軟件和配置，以便在Arduino IDE中使用您的ESP32開發板。

我們還需要兩個額外的庫來使我們的系統正常工作。第一個是Arduino JSON庫，它允許我們讀取和解析JSON請求，這正是我們從Weather Underground獲得的。您可以從我的個人Dropbox或下面的下載這兩個庫。獲得文件后，將其解壓縮并放入Arduino庫文件夾中。它通常位于C： Users YOUR_NAME Documents Arduino libraries。確保你重新啟動你的IDE，否則Arduino不會拿起新的添加。主要的Arduino SRC代碼也在該文件夾中。該庫還包含Waveshare顯示提供的樣本的修改版本。這些文件已被改變為在ESP32模塊上運行其GPIO，我已經實現了一個新的“字體”，其中包含了月亮各個階段的所有圖像。

第4步：電路

好的，所以這個電路非常簡單，只需要幾個元件和電線。

一般的想法是我們有一個Lipo充電器電路，一個升壓轉換器給我們5V，然后是ESP32開發套件，它將電壓降至3.3V。此3.3V也用于Waveshare電子墨水顯示屏。是的，由于升壓然后用線性穩壓器降壓，但效率稍低，但ESP32工作在非常可怕的電壓范圍內。大約2.5 - 3.6V。這不適用于電池項目，特別是那些使用鋰聚合物電池的項目。

基本接線如下：

升壓轉換器 5V輸出 - 》 Vin ESP32開發套件上的＆GND

ESP32 3.3V - 》 3.3V＆GND 電子墨水顯示器

ESP32 PIN 18 - 》 CLK 電子墨水顯示器

ESP32 PIN 23 - 》 DIN/MOSI 電子墨水顯示器

ESP32 PIN 5 - 》 CS/SS 電子墨水顯示器

ESP32 PIN 32 - 》 DC 電子墨水顯示器

ESP32 PIN 33 - 》 RST 電子墨水顯示

ESP32 PIN34 - 》忙》 電子墨水顯示

你可以看到接線非常簡單，我的DIY板只需要大約15分鐘的時間來構建。在供電之前一定要用萬用表檢查是否有短路。

我還從我的ESP32和Lipo升壓板上取下了LED，以便在睡眠模式下節省大約40mA的電量。這將有助于電池持續更長時間。如果您愿意，可以實現電源開關，省電電路，自動斷開等。您可以擴展此項目并使其盡可能復雜。

第5步：代碼

可以在步驟3 期間在提供的文件夾中找到代碼，也可以從下面下載.ino文件。您將需要安裝步驟3中提到的關聯庫，以使所有內容協同工作。由于代碼是在工作條件下提供的，因此對于此步驟沒有太多要說的。確保在測試程序之前輸入您的SSID和網絡密碼，您始終可以運行ESP32 WiFi掃描以檢測附近的任何無線網絡，但在我的程序中，網絡信息僅在代碼和代碼中設置。也許你可以修改它來詢問你想要連接到哪個網絡：）

代碼非常簡單，我會花一些時間在接下來的幾周內對它進行評論和改進。我們基本上連接到網絡，在我的情況下，我的家庭網絡。然后，我們嘗試連接到Weather Underground并從網頁接收JSON文本。然后使用ArduinoJSON庫進行提取。或者將JSON代碼解析為char數組或字符串，允許我們在將值顯示給用戶之前對其進行操作。最后一段代碼嚴格用于編程GUI，并通過反復試驗完成。我查看了顯示，增加或減少了資產位置并再次運行代碼，直到我對字體大小，布局和圖像的外觀感到滿意為止。

我為ESP32實施了深度睡眠例程以節省電力。默認值為60秒，但我建議您將值更改為一小時或兩小時，因為更新不會發生至少幾個小時。該示例接受秒數，因此請確保正確執行轉換。

我還使用The Dot Factory程序為新字體生成十六進制數組。該字體用于生成月相的“圖像”。如果您想編輯字體文件，請確保使用上述程序進行生成。這有點令人困惑，因為E-Ink庫沒有很好地記錄，我的大部分成功歸功于試驗和錯誤。當我花更多時間使用此代碼時，我將更新Instructable以提供有關我的發現的更多信息。

用于月相的字體必須按照標準的ASCII布局進行。如果在EPD-master文件夾中打開font24，則可以看到第一個圖形由空格標識的布局，第二個是“！”。 （感嘆號）等。您將看到我在代碼的最后一位（函數getLunarChar）中使用數字3或主題標簽符號拉出相關字體。這是因為Arduino期望ASCII標準從32到127.因為我們使用的字體與實際字體無關，而是與月相圖形矩陣無關，我們需要確保ASCII字符引用我們選擇的月相圖像。這意味著使用了！我們的月相字體顯示了該列表中的第二個月相圖形。如果你看一下月相字體，你會看到一大堆月相，都有不同的照度。將來我會添加更多代碼來使用我們實現的所有圖形。目前我們只使用了一些，但是圖形已經在月相字體中實現，只需要在代碼中實現就可以使用它。

第6步：最終匯編

構建的最后一部分最令人滿意的是裝配過程。我設計并3D打印了一個適合我的電路板的外殼。該項目非常DIY，沒有專業的PCB或單一的標準布局。在大多數情況下，我使用的盒子足夠大，可容納您選擇使用的任何脂肪充電器或升壓轉換器。只要它們提供與本Instructable中提到的相同的基本功能，那么你應該沒問題。

我用4個螺絲將機箱的頂部和底部一半固定在一起，用熱膠粘住我的DIY電路。我用了一些很小的膠水來裝電池，但如果我有更多的時間，我會為所有的電子產品定制支架。

我還決定為背面的鎖定按鈕打個洞。這會將電池與升壓轉換器斷開連接，如果您不打算24/7全天候運行設備，這將非常有用。不幸的是，即使您的ESP32處于深度睡眠模式，升壓轉換器仍會使用電源。

總體而言，我對結果非常滿意。我在使用ESP32的過程中學到了很多東西，并且可以看到自己將來將它用于各種項目。