基于 ESP32 制造系统监控屏

此前我们介绍过「DIY 一台小方屏来显示树莓派信息」，通过在需要监控的计算机上部署一段 Python 代码，通过 MQTT 网络协议就可以实现在另一块小屏幕上显示机器的监控数据了。

本期要介绍的项目，功能与之类似。不同的是使用蓝牙来连接计算机并传输需要监控的数据（例如 CPU 温度、风扇速度、内存使用量等这些数据），在没有网络的情况下使用更为方便。

它的原理很简单，外观小巧，只需要将 ILI9488 屏幕连接到 ESP32，上传代码后，你所监控的设备将运行主机脚本数据发送至这个显示器后，你就可以随时查看数据信息了。因为它是蓝牙连接，不需要数据线，所以你把它放在办公桌上即可查看系统数据信息，是不是很方便呢！

https://v.qq.com/x/page/j3306qdfv15.html

组件清单

ESP32-WROOM-32 开发板（38 排针）X 1
ILI9488 TFT 屏幕（带 XPT2046 触摸控制器） X 1
ESP32+TFT PCB 板 X 1（可选）
烙铁 X 1
焊锡 X 1
铁钳 X 1

将 TFT 屏幕连接到 ESP32

将这两个部分连接在一起，通过以下三种方式：
1、使用面包板。
2、使用原型板。
3、使用专门定制的 PCB 板将 ILI9488 与 ESP32 DevKitC 相连。

使用面包板可以用来测试连接和屏幕比较方便。但要注意在测试时，桌面要保持水平以及接口要牢固；屏幕需要在 3.3V 下运行，5V 会造成损坏！

ESP32 -> ILI9488 进行以下连接：
3.3V -> VCC
GND -> GND
GPIO15 -> CS
GPIO4 -> RESET
GPIO2 - > DC/RS
GPIO23 -> SDI(MOSI) and T_DIN
GPIO18 -> SCK and T_CLK
GPIO32 -> LED
GPIO21 -> T_CS
GPIO19 -> T_DO
GPIO27 -> T_IRQ

注意屏幕的 SDO(MISO) 没有用到，因此在 TFT 模块上留出一个未连接的引脚。

定制的 PCB 板的文件也可以在本项目文件库中下载：
https://make.quwj.com/project/404
https://github.com/DustinWatts/ESP32_TFT_Combiner

安装 Arduino IDE 库

下载安装 Arduino IDE ESP32 内核

1、从 Arduino IDE 软件中，进入 File - Preferences
2、点击 Additional Board Managers URLs: 后面的文本框，将网址修改为：https://raw.githubusercontent.com/espressif/arduino-esp32/gh-pages/package_esp32_index.json 然后单击确定。

3、依次点击 Tools - Board: - Board Manager 并在搜索框中输入 “ESP32”。安装最新版本并单击关闭。

安装其他库
依次从 Sketch - Include Library - Manage Libraries 并搜索并安装以下库：Adafruit-GFX-Library 和 TFT_eSPI。

此外，如果你使用的是 ESP32 TouchDown，你还需要安装电容式触摸库：
打开 https://github.com/DustinWatts/FT6236 ，点击“代码”并下载 “Download .ZIP”。
在 Arduino IDE 中，依次从 Sketch - Include Library - Add .ZIP library，下载完成。

配置 TFT 屏幕

1、在编译和上传 Bluetooth-System-Monitor.ino 代码文件之前，先编辑 TFT_eSPI 库中包含 User_Setup.h 的文件。它可以在“Library”下的 Arduino sketchbook 文件夹中找到。
2、如果你还没有重命名 TFT_eSPI 库文件夹，则可以在 TFT_eSPI-master 中找到文件 User_Setup.h。
3、你需要取消注释适用于你的硬件配置的代码。你可以在“user_setup.h Examples”文件夹中下载的存储库中找到此项目所需的 user_setup.h 文件。
4、将文件 “ESP32_Dev_Kit_V1_ILI9488_Resistive.h” 复制到 “/TFT_eSPI-master/”。将已经存在的“User_Setup.h” 重命名为 “User_Setup.old”（这样可以保留原始文件以防出现问题）。
5、将 “ESP32_Dev_Kit_V1_ILI9488_Resistive.h” 重命名为 “User_Setup.h”（区分好大小写）保存并关闭文件。

如果你使用的是 ESP32 TouchDown，用同样的配置方法即可。

下载 Arduino 代码并上传到 ESP32

使用 ESP 代码数据上传工具。
本项目使用 SPIFFS（ESP32 闪存）来存储用作背景的图像。在将代码上传到 ESP32 之前，你需要将这些上传到 ESP32。因此，你需要 ESP32 代码数据上传工具。

你可在 GitHub 下载：
https://github.com/me-no-dev/arduino-esp32fs-plugin
也可在本项目文件库中下载：
https://make.quwj.com/project/404

按照 GitHub 上的说明安装该工具：
下载工具文件夹，链接为：
https://github.com/me-no-dev/arduino-esp32fs-plugin/releases/tag/1.0
如果该库不存在，在 Arduino sketchbook 库中创建该库。
将工具解压到工具库中（路径为 /Arduino/tools/ESP32FS/tool/esp32fs.jar）。
重启 Arduino IDE。
如果是 MacOS ，请在 ~/Documents/Arduino/ 中创建工具库并在那里解压文件。

上传数据目录
在将数据目录上传到 ESP32 之前，必须选择正确的分区方案。
菜单 Tools - Board 选择 ESP32 Dev Module。
在 Tools 中选择分区方案 “Default 4MB with spiffs”。

插入 ESP32。

单击 Tools 并选择 “ESP Sketch Data Upload”。

如果数据上传失败，可能是你已经打开了串行监视器。如果发生这种情况，请关闭串行监视器后再重试。

Bluetooth-System-Monitor.ino
在 Github 上，你可以找到完整的源代码：
https://github.com/DustinWatts/Bluetooth-System-Monitor
也可在本项目文件库中下载：
https://make.quwj.com/project/404

从 Bluetooth-System-Monitor GitHub 库，然后单击 “Code” 和 “Download.ZIP”
解压的文件夹并将其重命名为 "Bluetooth-System-Monitor"。这样 Arduino IDE 的文件夹和代码的名称就会不同。
如果发生这种情况，当弹出一个窗口，询问是否应该移动代码。这样就会造成只会移动代码而不是数据文件夹，就会导致上传出错！
在 Arduino IDE 中打开 Bluetooth-System-Monitor.ino 代码。

配置代码
根据你使用的电路板（电阻式触摸、电容式触摸或无触摸），你必须取消正确的注释。例如，如果你使用 ESP32 TouchDown 取消注释："#define ENABLE_CAP_TOUCH"。如果你使用带有单独 TFT 的 DevKitC，请取消注释"#define ENABLE_RES_TOUCH"。

在代码中，你可以设置一些警告级别。这可使图标下的文本变为红色。向下滚动，直到看到 Define warning levels, change this as you like。

你还可以设置图形 y 轴的比例。这是在 The scale of the Y-axis per graph 下完成的。如果这些太大或太小，数据将无法正确显示在图表上。你可能需要做一些尝试。

将代码上传到 ESP32
继续将 Bluetooth-System-Monitor.ino 代码上传到 ESP32。除分区方案外， tools 下的设置可以保留为默认值（见图）。
等待一段时间后，就可以安排所需监控的设备将数据发送到系统监视器上了。

蓝牙连接

在将蓝牙信息监视器连接到计算机前，必须先进行蓝牙连接并确保 ESP32 已通电。

在 Windows 上：
右键单击开始菜单，单击设置，然后单击设备。点击 “Add Bluetooth or other device”，选择 “Bluetooth”，等待它找到 “ESP32” 或 “MyDisplay”，点击连接。此后，你可以单击完成。

打开设备管理器（右键单击开始菜单）并单击端口旁边的箭头。现在应该有一个名为 “Standard Serial over Bluetooth link”的设备。这是下一步中使用到的 “COM” 端口。

注意：在我的设置中，出现了两个新设备。我选用第一个，但你需要再次验证。

在 MacOS 上：

打开首选项并单击 Bluetooth。它会可以显示 “ESP32” 或 “MyDisplay”，等待搜索完成，选择 “ESP32” 或 “MyDisplay”，然后点击 “Connect”。

如果要查看实际设备名称是什么，你可以打开终端并输入：“ls /dev/tty.*”，它将为你列出所有串行端口。

将数据发送到监视器的 Python 脚本

我将提供了两个 Python 脚本，它们会将数据发送到信息系统监视器。一种用于 Windows，一种用于 MacOS。两者都要求你安装最新版本的 Python。可点击下载并安装：
https://www.python.org/downloads/

Windows
为了使脚本正确运行，你需要安装一些 Python 模块。这些模块是 psutil、pyserial 和 pythonnet。你可以使用 PIP 来安装这些，以管理员身份打开命令提示符，通过单击开始菜单并键入 cmd，然后右键单击命令提示符并选择Run as Administrator。

导航到文件夹 Bluetooth-System-Monitor/host_python，即是你下载 Sketch 的文件夹，在这里安装所需的 Python 模块：

pip install pyserial
pip install psutil
pip install pythonnet

正确安装模块后，在你喜欢的代码编辑器中打开 “windows_host.py”。我喜欢使用 VSCode，但 SublimeText 或其它也可以。



在这里，你必须至少编辑一行代码。

connection = serial.Serial('COM16')

如图所示，这是脚本将向其发送数据的 COM 端口。确保它在引号之间并使用大写字母。你可以将驱动器号更改为另一个驱动器以报告其可用空间。但这一步是可选的。保存更改，你就完成了！

确保无论你从何处运行此脚本，所包含的 .dll 文件都位于同一文件夹中。你需要以管理员身份运行此脚本。

MacOS
MacOs 比 Windows 更容易一些。你不需要更改 COM 端口，因为所有 Mac 的名称都相同，因此无需编辑脚本。如果你想，你可以更改硬盘报告可用空间，并且编辑轮询时间。

在 Windows 上，需要一个 .dll 来读取信息，但在 MacOS 上，可以用 Python 完成。你只需要安装两个模块即可。打开终端并导航到 Python 脚本所在的文件夹。安装以下两个模块：

pip install pyserial
pip install psutil

在 macOS 上，使用 sudo python macos_host.py 来运行，同时需要以管理员身份运行此脚本。

3D 打印外壳

这款外壳设计为压入式。最后使用强力胶将顶部牢固地连接到底部即可。

3D 打印外壳文件链接为：
https://www.thingiverse.com/thing:4661069
也可以在本项目文件库中下载：
https://make.quwj.com/project/404

我的外壳采用 PLA 打印，层高为 0.2mm。如果正面朝下打印，顶部不需要支撑。如果你是开口朝下打印，底部则需要一些很小的支撑。当然你可以根据自己的喜好设计外壳。

关于 ESP32 TouchDown，你还可参考以下链接：
https://github.com/DustinWatts/esp32-touchdown/tree/main/Case

最后，组装完成就可以使用啦！