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