Лента-индикатор погоды: данные из Serial

Прогноз в телефоне каждый раз заставляет разблокировать экран, найти виджет и прочитать цифру — три шага в ботинках у двери. Лента в прихожей отвечает на тот же вопрос одним взглядом: тёплый жёлтый — ясно, серо-голубая — куртка, синяя — зонт в руку. Никакого экрана: индикатор висит на виду и красится сам, ещё до того, как вы дотянулись до телефона.

В этом уроке лента учится краситься по коду из Serial: 1 — солнце, 2 — облака с просветами, 3 — дождь. Числа читает Serial.parseInt, сценарии рисуют fill_solid и покраской секциями. Слова-команды вроде raduga и kometa, которые набирает человек, мы уже делали в уроке про выбор эффекта по Serial — здесь другой случай: коды шлёт машина, и протокол ради этого сжимается до одного байта смысла.

И честная карта проекта: в симуляторе вы печатаете коды руками и смотрите, как красится лента; в настоящем приборе эти коды будет отдавать вторая плата — ESP32, вытащившая прогноз из API погоды. Приёмник на Arduino при этом не меняется ни на байт: в этом и смысл разделять «добычу данных» и «рисовку».

Почему числа, а не слова: когда по линии общается машина, каждая буква — расход. Строка solnce — шесть символов, код 1 — один; разбор у чисел проще, опечататься в цифре сложнее, а главное — parseInt не требует буферизации и терминатора: механику parseInt с таймаутом мы разбирали в отдельном уроке. Три кода покрывают бытовой прогноз: 1 — ясно, 2 — облака, 3 — дождь. Протокол растёт без перестройки: 4 — гроза, 5 — снег, и старый приёмник их просто отклонит с подсказкой, пока вы не научите его новым веткам.

Головное правило протокола: на каждое валидное число — подтверждение в порт, на невалидное — подсказка со списком. Молчащий приёмник превращает настройку в угадайку: отправитель не понимает, дошло ли вообще что-то. Это тот же принцип, что в уроке про командный парсер: отвечай всегда, даже когда отвечать нечем.

Три детали, на которых держится приёмник. Первая: читаем только после Serial.available() > 0 — иначе parseInt будет по тысяче миллисекунд ждать в каждом проходе loop(), и лента отзовётся с секундным лагом. Вторая: parseInt по таймауту возвращает 0, поэтому ноль — не код погоды, а знак «цифр не нашёл»; проверка диапазона 1-3 отрезает его вместе со всем мусором. Третья: подтверждение code= в порт стоит две строки и экономит вечера — глядя на монитор, вы всегда знаете, что приёмник услышал именно 2, а не 22 от дрогнувшей руки.

Цвета сценариев я держу как CRGB-тройки, а не оттенки HSV: погодная палитра постоянна, её не нужно крутить и анимировать, а тройка (255, 200, 40) выглядит одинаково и в коде, и на ленте. Просветы в облаках — покраска секцией: после fill_solid базовым цветом цикл от середины ленты перекрашивает пиксели светлым; так собираются любые «зоны» — закат у горизонта, полоса грозы, территория под окном. Оба инструмента разобраны в уроке про CRGB и fill_solid и уроке про HSV-колесо.

В настоящем приборе цепочка выглядит так: ESP32 раз в десять-пятнадцать минут стучится HTTP-запросом в API погоды, разбирает ответ библиотекой ArduinoJson и печатает в Serial одно число — код сценария. Обе половины уже расписаны в курсе: урок про OpenWeatherMap и LCD собирает запрос и разбор JSON, а разбор GET-ответа по частям показывает, что реально лежит в строке ответа сервера. У OpenWeatherMap коды сгруппированы: 800 — ясно, 801-804 — облака, 500-599 — дождь (нумерацию проверяйте по актуальной документации API — она нумерует погодные условия группами). Ваша задача — ужать группу до одного байта сценария: любая 5xx превращается в тройку.

Между платами — три провода UART на 9600 бод, как в уроке про связь двух Arduino: TX одной в RX другой, земля общая. Одна грабля на стыке: ESP32 — плата на 3,3 В, а ленте WS2812 для уверенной единицы подавай пять; без согласования уровней картинка начинается с рваных цветов на первых пикселях. Подробно — в уроке про согласование 3,3 В и 5 В.

И почему не наоборот — почему не Uno тянет API. На Uno нет Wi-Fi из коробки, а с Ethernet-шилдом HTTPS-запрос всё равно не выйдет: криптографии для TLS в двух килобайтах оперативки не хватает. Разделение труда честное: ESP32 добывает, Arduino рисует — у каждой платы работа по силам, и интерфейс между ними остаётся одним байтом.

Расширять сценарии тут одно удовольствие, потому что протокол уже держит рамку. Код 4 — гроза: тёмно-синий фон fill_solid и случайная белая вспышка на двух-трёх пикселях раз в несколько сотен миллисекунд. Код 5 — снег: тусклые белые пиксели, которые медленно ползут вниз по ленте сдвигом. А вторым числом можно передавать интенсивность: 31 — морось, 32 — ливень, и лента красит не только «что», но и «сколько» — ровно так растут настоящие протоколы: комната за комнатой, без перестройки фундамента.