„OLED I2C“ekranas „Arduino“/„NodeMCU“pamoka: 15 žingsnių

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Pati pirmoji programa, kurią rašote pradėję mokytis a

nauja programavimo kalba yra: „Labas pasaulis!“.

Pati programa nieko nedaro, tik spausdina „Hello World“tekstą ekrane.

Taigi, kaip priversti „Arduino“rodyti „Labas pasaulis!“?

Šiame vaizdo įraše aš jums parodysiu, kaip pradėti naudotis mažais 0,91 (128x32) ir 0,96 (128x64) I2C OLED ekranais.

Žiniatinklyje yra šimtai vadovėlių, paaiškinančių tą patį dalyką įvairiais būdais, tačiau neradau tos, kuri man pasakytų viską apie OLED ekraną ir kaip jį naudoti įvairiais atvejais. Prireikė šiek tiek laiko, kol viską išsiaiškinau. Taigi, pagalvojau, kad turėčiau sukurti vadovėlį apie tai, ką išmokau, ir sujungti visas funkcijas ir būdus, kaip OLED ekranai gali būti naudojami mūsų projektuose.

1 žingsnis: dalykų, kuriuos šiandien mokysimės

Šiame vaizdo įraše mes kalbėsime apie:

- Kas yra OLED ekranas?

- Tada atidžiau pažvelgsime į 0,91 (128x32) ir 0,96 (128x64) I2C OLED ekranus

- Toliau kalbėsime apie „Adafruit“bibliotekos įdiegimą jūsų „Arduino IDE“

- Tada prijungsime „NodeMCU“ir „Arduino“prie OLED ekrano

- Toliau mes pažvelgsime į kodą ir parodysime jame grafiką ir tekstą

- Taip pat kalbėsime apie pasirinktinių šriftų taikymą ir vaizdų rodymą

- Tada mes prijungsime kelis OLED prie mikrovaldiklio naudodami „I2C Multiplexer“

- Galiausiai pakalbėsime apie keletą dažniausiai pasitaikančių klaidų, kurias žmonės daro naudodamiesi OLED ekranais

2 žingsnis: aparatinės įrangos reikalavimas

Šiai pamokai mums reikia:

- Duonos lenta

- 0,91 colio (128x32) ir 0,96 colio (128x64) I2C OLED ekranai

- „Arduino UNO/NANO“(kas patogu)

- „NodeMCU“

- TCA9548A I2C multipleksorius

- Keletas jungiamųjų kabelių

- ir USB laidas, skirtas įkelti kodą

3 žingsnis: Kas yra OLED ekranas?

OLED arba organinis šviesos diodas yra šviesą skleidžiantis

diodas (LED), kuriame spinduliuojantis elektroliuminescencinis sluoksnis yra organinio junginio plėvelė (milijonai mažų LED lempučių), skleidžianti šviesą reaguojant į elektros srovę.

OLED naudojami skaitmeniniams ekranams kurti tokiuose įrenginiuose kaip televizoriaus ekranai, kompiuterių monitoriai, nešiojamosios sistemos, tokios kaip mobilieji telefonai, rankinės žaidimų konsolės ir PDA. OLED ekranas veikia be foninio apšvietimo, nes skleidžia matomą šviesą.

4 žingsnis:

Yra daug OLED ekranų tipų

rinka remiantis jų

- Dydžiai

- Spalva

- Prekių ženklai

- Protokolas

- SPI (serijinė periferinė sąsaja) arba I2C

-Pasyvios matricos (PMOLED) arba aktyviosios matricos (AMOLED) valdymo schema

Šioje pamokoje aš kalbėsiu apie prijungimą

mėlyna spalva 0,91 (128x32 OLED) ir 0,96 (128x64 OLED) I2C OLDE rodomi „Arduino NANO“ir „NodeMCU“. I2C magistralės technologija naudoja tik 2 MCU kaiščius, todėl turime krūvas kitiems jutikliams.

5 žingsnis: atidžiau pažvelkite

Leiskite susipažinti arčiau šių dviejų ekranų.

Šių ekranų gale yra sumontuotos SMD kondensatorių ir rezistorių krūvos; bet kadangi tai yra I2C įrenginys, mums rūpi tik šie 2 kaiščiai (SCL ir SDA)

Ekranas prijungiamas prie „Arduino“naudojant tik keturis laidus - du maitinimo šaltiniams (VCC ir GND) ir du duomenims (serijinis laikrodis SCL ir

serijos duomenys SDA), todėl laidai yra labai paprasti. Duomenų ryšys yra I2C (I²C, IIC arba integruota grandinė), o ši sąsaja taip pat vadinama TWI (dviejų laidų sąsaja).

- Borto kaiščiai gali būti skirtingos eilės, todėl prieš prijungdami prie projekto visada patikrinkite tris kartus.

- Darbinė įtampa yra nuo 3 V iki 5 V, tačiau geriausia vadovautis gamintojo duomenų lape nurodymais.

- Kartais projektuose turime naudoti 2 ekranus. Taigi, kaip mes galime tai pasiekti?

Apgaulė yra tai, kad jūsų ekrane yra konfigūruojamas adresas. Šio įrenginio konfigūruojamas adresas yra nuo 0x78 iki 0x7A. Tiesiog išlydę 0Ohm rezistorių iš vienos pusės ir pakabinę jį į kitą pusę arba tiesiog įdėję visuotinį lituoklį, galime pakeisti adresą. Mes apie tai išsamiai kalbėsime, kai prijungsime kelis ekranus prie „Arduino“vėlesniame šios pamokos skyriuje.

Nuotraukoje šie ekranai atrodo labai dideli. Tačiau praktiškai jie yra maži. Jie pagaminti iš 128 x 32/64 atskirų OLED pikselių ir jiems nereikia jokio foninio apšvietimo. Tiesiog pažiūrėkite į tai ir pamatykite, koks jis mažas. Nors jie yra nedideli, jie gali būti labai naudingi atliekant bet kokius elektroninius projektus.

6 žingsnis: biblioteka

Yra keletas bibliotekų, kurios gali jas valdyti

rodo. Anksčiau naudojau „u8glib“biblioteką, tačiau manau, kad „AdaFruit“biblioteką labai lengva suprasti ir naudoti mūsų projektuose. Taigi šioje pamokoje naudosiu „AdaFruit“biblioteką.

Norėdami valdyti OLED ekraną, jums reikės bibliotekos „adafruit_GFX.h“ir bibliotekos „adafruit_SSD1306.h“.

Yra du būdai, kaip atsisiųsti ir įdiegti biblioteką į „Arduino IDE“.

1 metodas

Eikite į „Bibliotekos tvarkyklę“ir ieškokite „adafruit_SSD1306“ir „adafruit_gfx“

Pasirinkite naujausią versiją ir spustelėkite mygtuką Įdiegti.

Įdiegę šias programas galite naudoti savo programoje.

2 metodas

Šias dvi bibliotekas taip pat galima atsisiųsti iš „github“(jums reikia abiejų):

Pateiksiu nuorodas žemiau esančiame aprašyme.

Rodymo biblioteka:

GFX biblioteka:

Atsisiuntę nukopijuokite „Adafruit_SSD1306“pagrindinį aplanką iš atsisiųsto suspausto failo į „Arduino“bibliotekų aplanką. Šis aplankas paprastai randamas „Windows“sistemų dokumentuose> „Arduino“> bibliotekose. „Linux“jis paprastai randamas namų aplanke> „Arduino“> bibliotekose. Galiausiai „Arduino“bibliotekos aplanke pervadinkite „Adafruit_SSD1306“pagrindinį aplanką į „Adafruit_SSD1306“. Net jei nepervardysite, tai gerai.

7 žingsnis:

Dabar pažvelkime į „Adafruit_SSD1306.h“

failą

Du dalykai, kuriuos turime žinoti šioje bibliotekoje:

1. Jei norite naudoti mažesnį ekraną, naudokite numatytąjį 128_32, kitaip didesniam ekranui komentuokite 128_32 ir atmeskite 128_64

2. Jei lentoje lituote 0x7A adresą (apie kurį kalbėsime vėliau), didesniems ekranams naudokite 7 bitų 0x3D adresą, kitaip naudokite numatytąjį 0x3C adresą. Mažesniems ekranams adresas yra 0x3C.

8 žingsnis: 128 X 64/32 OLED laidų prijungimas

Pradėkime prijungdami „NodeMCU“prie ekrano.

Pirmas ir svarbiausias dalykas, į kurį reikia atkreipti dėmesį, yra tai, kad kai kuriuose ekranuose gali būti keičiami GND ir VCC maitinimo kaiščiai. Patikrinkite savo ekraną, kad įsitikintumėte, jog jis sutampa su vaizdu. Jei kaiščiai yra pakeisti, būtinai pakeiskite „Arduino“arba „NodeMCU“jungtis.

- „NodeMCU OLED“laidai

OLED VCC - „NodeMCU 3.3V“

OLED GND - mazgasMCU GND

OLED SCL - „NodeMCU D1“

OLED SDA - „NodeMCU D2“

- „Arduino Uno“OLED laidai

OLED VCC - „Arduino 5V“

OLED GND - „Arduino GND“

OLED SCL - „Arduino Uno A5“

OLED SDA - „Arduino Uno A4“

- Arduino MEGA 2560 OLED laidai

OLED VCC - „Arduino 5V“

OLED GND - „Arduino GND“

OLED SCL - „Arduino MEGA 2560“kaištis 21

OLED SDA - „Arduino MEGA 2560“kaištis 20

9 žingsnis: kodas

„Adafruit“bibliotekoje yra tikrai gerų pavyzdžių abiem

128x32 ir 128x64 ekranai.

Biblioteka yra skyriuje „Failas“> „Pavyzdžiai“> „Adafruit SSD1306“>, tada rodomas „Arduino IDE“tipas.

Mes naudosime 128x32 I2C pavyzdį ir pakeisime jį taip, kad jis veiktų tiek su 128x64, tiek su 128x32 ekranų kumščiais, prijungus jį prie „Arduino“, o tada prie „NodeMCU“plokštės.

Kodas prasideda įtraukiant abi „Adafruit“bibliotekas. Šioje pamokoje aš pabrėšiu tik tas kodo dalis, kurias mums reikia įkelti tiek į plokštes, tiek į ekranus. Jei norite sužinoti daugiau apie kodą, parašykite komentarą mano tinklaraštyje arba žemiau esančiame komentarų skyriuje ir aš stengiuosi su jumis susisiekti.

- Pirmiausia įkeliame kodą į „Arduino Nano“, prijungtą prie 128x32 ekrano.

Mes galime naudoti kodą tokį, koks yra, be jokių pakeitimų.

128x32 naudoja 0x3C adresą, todėl šis bitas čia atrodo gerai, leidžia dar kartą patikrinti antraščių biblioteką, taip, taip pat naudojant 0x3C adresą, o ekrano tipas yra 128x32.

- Dabar leiskite prijungti 128x64 ekraną. Kaip žinome, jis pagal nutylėjimą naudoja 0x3C adresą, todėl mums nereikia atnaujinti nei kodo, nei bibliotekos adreso.

Mums tereikia pakomentuoti 128_32 ir panaikinti 128_64 komentarus antraštės bibliotekoje ir pakeisti kodo LCDHEIGHT į 64.

- Dabar norėdami paleisti tą patį kodą „NodeMCU“, turime pakeisti dar vieną kodo eilutę.

Likusi kodo dalis „#define OLED_RESET 4“> „#define OLED_RESET LED_BUILTIN“yra tokia pati kaip „Arduino“

Beveik norint parodyti viską, ko mums pirmiausia reikia išvalyti ankstesnį ekraną naudojant

display.clearDisplay (); // Išvalykite buferį

Tada nupieškite objektą

testdrawline (); // Nubrėžkite liniją

Parodykite tai aparatinėje įrangoje

display.display (); // Padarykite juos matomus ekrano aparatūroje!

Prieš rodydami kitą elementą, palaukite šiek tiek laiko.

vėlavimas (2000 m.); // Palaukite 2 sekundes

Šiame pavyzdyje rodome keletą elementų, tokių kaip tekstas, eilutės, apskritimai, slenkantis tekstas, trikampiai ir dar daugiau. Eik į priekį ir pasitelk savo vaizduotę ir šiuose mažuose ekranėliuose rodyk viską, ko nori.

10 veiksmas: teksto tinkinimas ir vaizdų pridėjimas

Kartais jūsų kode reikia rodyti pasirinktinius šriftus ir

vaizdai. Jei labai gerai mokate bitų atvaizdavimą, tiesiog sukurkite baitų masyvus, įjungdami arba išjungdami mažus ekrano šviesos diodus, kad sukurtumėte pasirinktinius šriftus ir vaizdus.

Tačiau aš nelabai moku atlikti šiuos susiejimus ir nenoriu praleisti valandų kurdamas bitų žemėlapių lenteles.

Taigi, kokios mano galimybės? Aš paprastai naudoju dvi svetaines, norėdamas sukurti tinkintus šriftus ir vaizdus. Nuorodos pateikiamos žemiau esančiame aprašyme.

Pasirinktiniai šriftai

Eikite į šriftų keitiklio svetainę, pasirinkite šriftų šeimą, stilių, dydį, bibliotekos versiją kaip „Adafruit GFX Font“ir paspauskite mygtuką „Create“. Dešinėje šio puslapio pusėje galite pamatyti, kaip jūsų šriftas atrodys tikrame ekrane.

Remiantis jūsų pasirinkimu, tinklalapis sugeneruoja šriftų antraštės failą. Sukurkite failą pavadinimu „modifikuotas_font.h“tame pačiame aplanke, kuriame yra jūsų kodas, ir nukopijuokite bei išsaugokite jame sukurtą kodą. Tada jums tereikia į savo kodą įtraukti antraštės failą, kad galėtumėte naudoti pasirinktinį šriftą.

#include "modifikuotas_font.h"

Tada jums tiesiog reikia nustatyti šriftą prieš rodant tekstą ir pritaikyti jam pasirinktinį šriftą.

display.setFont (& Your_Fonts_Name);

Šrifto pavadinimą galite gauti iš antraštės failo, kurį ką tik pridėjote prie savo projekto. Tai va, lengva.

Naudojant pasirinktinius šriftus atmintis visada kelia susirūpinimą, todėl visada atsižvelkite į baitus, kuriuos sunaudos atmintis. Tik atminkite, kad „Arduino UNO“turi tik 32 tūkst.

Pasirinktiniai vaizdai

Kad ekrane būtų rodomas bitų žemėlapio vaizdas, pirmiausia turite sukurti 128 x 64/32 dydžio vaizdą.

Aš naudoju seną gerą „MS Paint“, norėdamas sukurti 128 x 64 bitų žemėlapio vaizdą, kurį tada įkelsiu į šią vaizdo keitiklio svetainę. Svetainė konvertuoja vaizdus į baitų eilutes, kurias galima naudoti su „Arduino“ir OLED ekranais.

Pradėkite įkeliant vaizdą į svetainę. Tada pažymėkite žymės langelį „Apversti vaizdo spalvas“ir pakeiskite „Išvesties kodo formatas“į „Arduino kodas“, tada pasirinkite orientaciją ir paspauskite mygtuką „Generuoti kodą“, kad sukurtumėte baitų masyvą. Skyriuje „Peržiūra“rodoma, kaip jūsų vaizdas atrodys realiame ekrane.

Kartu su šia pamoka įtraukiau kodą, kurį galite naudoti vaizdams rodyti. Jums tereikia pakeisti mano kodo masyvą tuo, kurį ką tik sukūrėte, ir įkelti jį į „Arduino“.

11 veiksmas: 2 ekranų prijungimas

Prie projekto lengva prijungti du 128 x 64 ekranus.

Jums tereikia atsukti 0Ohm rezistorių iš 0x78 adreso ir įdėti jį į 0x7A, o tada naudoti 0x3D adresą savo kode, o ne numatytąjį 0x3C.

Jums tikriausiai įdomu, kodėl mes naudojame 0x3C ir 0x3D adresus, o ne faktinius 0x78 ir 0x7A. „Arduino“priima 7 bitų, o ne 8 bitų aparatinės įrangos adresus. Taigi, pirmiausia turime konvertuoti 8 bitų adresą į dvejetainį, o tada nupjauti mažiausiai reikšmingą bitą, kad gautume 7 bitus. Tada konvertuokite 7 bitus į HEX, kad gautumėte 0x3C arba 0x3D adresus, kuriuos įvedėte savo kode.

Pirmiausia inicijuokite ekraną, suteikdami jam unikalų pavadinimą:

„Adafruit_SSD1306“ekranas1 (OLED_REST);

„Adafruit_SSD1306“ekranas2 (OLED_REST);

Tada savo kode naudokite ekraną 1 ir ekraną 2, kad iškviestumėte pradžios sakinius su įrenginių adresais:

display1.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); // rodyti 1 op adresą 0x3C

display2.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3D); // rodyti 2 op adresą 0x3D

Štai ir viskas, dabar galite eiti į priekį ir daryti viską, ką norite, naudodami 1 ekraną arba 2 ekraną likusiame kode. Pateikiau pavyzdį su šia pamoka.

Elektros instaliacija yra tokia pati kaip ir tai, ką mes darėme anksčiau, jums tiesiog reikia pridėti kitą ekraną prie tų pačių „Arduino“arba „NodeMCU“I2C kaiščių. Remdamasis adresais, MCU siunčia duomenis I2C duomenų eilutėje.

12 veiksmas: daugiau nei 2 ekranų prijungimas

Ką daryti, jei norite prijungti daugiau nei 2 ekranus?

„Arduino“turi ribotą skaičių smeigtukų, todėl prie jo negalite pritvirtinti daugiau nei tam tikro dydžio skydų. Be to, jis turi tik vieną porą I2C autobusų.

Taigi, kaip prie „Arduino“prijungti daugiau nei 2 „I2C“ekranus? Triukas yra naudoti TCA9548 multiplekserį.

TCA9548 leidžia vienam mikrovaldikliui bendrauti su iki „64 jutiklių“, turinčių tą patį arba skirtingą I2C adresą, priskiriant unikalų kanalą kiekvienam jutiklio antriniam magistraliui.

Kai mes kalbame apie duomenų siuntimą dviem laidais į kelis įrenginius, mums reikia būdo juos spręsti. Tas pats, kaip paštininkas, atėjęs vienu keliu ir numetęs pašto paketus į skirtingus namus, nes ant jų parašyti skirtingi adresai.

„Multiplexer“jungiasi prie mikrovaldiklio 3V3, GND, SDA ir SCL linijų. Vergi jutikliai yra prijungti prie vieno iš aštuonių plokštės SCL/SDA vergų prievadų. Kanalai parenkami siunčiant TCA9548A jos I2C adresą (0x70 {numatytasis} - 0x77), po kurio nurodomas kanalo numeris (0b00000001 - 0b10000000). Galite valdyti ne daugiau kaip 8 iš šių multiplekserių, sujungtų 0x70-0x77 adresais, kad galėtumėte valdyti 64 tas pačias I2C adresuotas dalis. Prijungę tris adresų bitus A0, A1 ir A2 prie VIN, galite gauti skirtingą adresų derinį. Aš tai išsamiai paaiškinsiu kitoje pamokoje apie TCA9548A pertraukos plokštę. Kol kas tiesiog prijunkite prie šios plokštės 8 OLED ir greitai peržiūrėkite kodą.

Ryšys:

VIN iki 5V (arba 3.3V)

GND į žemę

Laikrodis nuo SCL iki I2C

SDA – I2C duomenys

Tada prijunkite jutiklius prie VIN, GND ir naudokite vieną iš SCn / SDn multipleksuotų magistralių

Dabar „Int“kodą galima pradėti įtraukiant „Wire“biblioteką ir nustatant multiplekserių adresą.

#įtraukti „Wire.h“

#įtraukti

#define MUX_Address 0x70 // TCA9548A Kodavimo adresas

Tada turime pasirinkti prievadą, su kuriuo norime bendrauti, ir siųsti duomenis apie jį naudodami šią funkciją:

void tcaselect (uint8_t i) {

jei (i> 7) grįžti;

Wire.beginTransmission (MUX_Address);

Wire.write (1 << i);

Wire.endTransmission ();

}

Toliau inicijuosime ekraną sąrankos skiltyje, paskambinę „u8g.begin ();“kiekvienam ekranui, prijungtam prie MUX "tcaselect (i);"

Kai inicijuojame, tada galime daryti viską, ką norime, tiesiog paskambinę funkcijai „tcaselect (i);“kur „i“yra multipleksuotos magistralės vertė, o tada atitinkamai siunčiami duomenys ir laikrodis.

13 žingsnis: privalumai ir trūkumai

OLED vaizdas yra gražus. Tačiau OLED taip pat turi

trūkumus. Kadangi OLED ekranuose yra organinių medžiagų, jų tarnavimo laikas yra trumpesnis nei LCD ekranų. Be to, daugelis OLED ekranų ilgą laiką rodomi tą patį vaizdą. Po įdegio vaizdas lieka ekrane net ir parodžius kitą vaizdą. Taigi būtinai atnaujinkite ekraną kas kelias sekundes. Vanduo gali akimirksniu sugadinti šių ekranų organines medžiagas.

Privalumai

Foninio apšvietimo nereikia

Ekranai yra labai ploni ir lengvi

Mažos energijos sąnaudos

Žiūrėjimo kampai yra platesni nei LCD

Ryškumas ir kontrastas yra puikus

Didelis greitis ir mažas atsako laikas

Giliai juoda spalva

Trūkumai

Brangi technologija

Trumpas gyvavimo ciklas

Labiau tikėtina, kad OLEDS sudegs

Vandens žala

14 žingsnis: Dažnos klaidos

Pabaigoje pamoka leidžia kalbėti apie keletą dažniausiai pasitaikančių klaidų

žmonės daro naudodami šiuos ekranus:

- Visada tris kartus patikrinkite kaiščius prieš naudodami jį savo projekte

- Paimkite tinkamą bibliotekos adresą antraštės faile ir savo kode

#define SSD1306_I2C_ADDRESS 0x3C // „Adafruit_SSD1306.h“

ir

display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); // jūsų kode

Jei adresas neteisingas, OLED nieko nerodys

- Kad būtų galima naudoti, ekrano dydis turi būti pakeistas tvarkyklėje. Jei jis nebus pakeistas, bandydami patvirtinti kodą gausite klaidos pranešimą

#error ("Netinkamas ūgis, pataisykite Adafruit_SSD1306.h!");

- Jei naudojate „NodeMCU“, būtinai pakeiskite OLED_RESET iš 4 į LED_BUILTIN

#define OLED_RESET LED_BUILTIN

Turiu scenos žmonių, kurie daro įvairius dalykus naudodamiesi šiuo OLED ekranu. Kai kurie netgi sukūrė vaizdo žaidimus ir viskas. Man tikrai neįdomu kurti vaizdo žaidimą naudojant šį mažą ekraną. Tačiau dabar paliksiu jus tyrinėti savo vaizduotę ir sugalvoti nuostabių idėjų.

15 žingsnis: nuorodos

- Dienoraštis:

- Pridėti vaizdą:

- Tinkintas tekstas:

- „Adafruit“rodymo biblioteka:

-„Adafruit GFX“biblioteka:

- „u8glib“biblioteka: https://code.google.com/archive/p/u8glib/ arba

Jei norite naudoti mažesnį ekraną, naudokite numatytąjį 128_32, jei norite didesnio ekrano, komentuokite 128_32 ir atmeskite 128X64 NO_ACK kodą (tiesiog nekomentuokite naudojamo ekrano tipo) (šriftai yra šriftų bibliotekoje)