OLED I2C дисплейі Arduino/NodeMCU оқулығы: 15 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Сіз үйренуді бастаған кезде жазатын ең алғашқы бағдарлама

жаңа программалау тілі: «Сәлем Әлем!».

Бағдарламаның өзі экранда «Сәлем әлемі» мәтінін басып шығарудан басқа ештеңе жасамайды.

Сонымен, біздің Arduino «Сәлем әлемі!» Көрсетуге қалай қол жеткіземіз?

Бұл бейнеде мен сізге 0.91 (128x32) және 0.96 (128x64) I2C OLED шағын дисплейлерінен қалай бастау керектігін көрсетемін.

Интернетте бір нәрсені әр түрлі түсіндіретін 100 -ден астам оқулықтар бар, бірақ мен OLED дисплейі туралы және оны әр түрлі сценарийлерде қалай қолдану керектігін айтатын біреуін таба алмадым. Мен бәрін шешуге біраз уақыт кетті. Сонымен, мен білгенім бойынша оқулық жасауым керек және OLED дисплейлерін біздің жобаларда қолдануға болатын барлық мүмкіндіктер мен әдістерді біріктіру керек деп ойладым.

1 -қадам: Біз бүгін үйренетін нәрселер

Бұл бейнеде біз мыналар туралы сөйлесетін боламыз:

- OLED дисплей дегеніміз не?

- Содан кейін біз 0.91 (128x32) және 0.96 (128x64) I2C OLED дисплейлерін мұқият қарастырамыз.

- Келесіде Adafruit кітапханасын Arduino IDE -ге орнату туралы сөйлесетін боламыз

- Содан кейін біз NodeMCU мен Arduino -ны OLED дисплейіне қосамыз

- Келесіде біз кодты қарастырамыз және оған бірнеше графика мен мәтінді шығарамыз

- Біз сондай -ақ реттелетін қаріптерді қолдану және кескіндерді көрсету туралы сөйлесетін боламыз

- Содан кейін біз I2C мультиплексоры арқылы микроконтроллерге бірнеше OLED қосамыз

- Ақырында, біз OLED дисплейлерін пайдалану кезінде адамдардың жиі жіберетін қателіктері туралы айтатын боламыз

2 -қадам: Жабдыққа қойылатын талап

Бұл оқулық үшін бізге қажет:

- Нан тақтасы

- 0.91 «(128x32) және 0.96» (128x64) I2C OLED дисплейлері

- Arduino UNO/NANO (не қажет болса да)

- NodeMCU

- TCA9548A I2C мультиплексоры

- Бірнеше қосылатын кабельдер

- және кодты жүктеу үшін USB кабелі

3 -қадам: OLED дисплей дегеніміз не?

OLED немесе органикалық жарық шығаратын диод-жарық шығаратын

диод (жарықдиодты), онда эмиссиялық электролюминесцентті қабат - бұл электр тогына жауап ретінде жарық шығаратын органикалық қосылыстың пленкасы (миллиондаған шағын жарықдиодты шамдар).

OLED-лер теледидар экраны, компьютер мониторы, ұялы телефондар, портативті ойындар мен PDA сияқты портативті жүйелер сияқты құрылғыларда цифрлық дисплейлер жасау үшін қолданылады. OLED дисплейі артқы жарығы жоқ жұмыс істейді, себебі ол көрінетін жарық шығарады.

4 -қадам:

OLED дисплейінің көптеген түрлері бар

олардың негізінде нарық

- Өлшемдері

- Түс

- Брендтер

- Хаттама

- SPI (сериялық перифериялық интерфейс) немесе I2C

-Пассивті-матрицалық (PMOLED) немесе активті-матрицалық (AMOLED) басқару схемасы

Бұл оқулықта мен оны қосу туралы сөйлесетін боламын

көк түс 0.91 (128x32 OLED) және 0.96 (128x64 OLED) I2C OLDE Arduino NANO мен NodeMCU дисплейінде көрсетіледі. I2C шиналық технологиясы MCU -ның тек 2 түйреуішін қолданады, сондықтан бізде басқа сенсорлар үшін үйме бар.

5 -қадам: жақынырақ қарау

Осы екі дисплейге жақынырақ қарайық.

Бұл дисплейлердің артында SMD конденсаторлары мен бортта дәнекерленген резисторлар бар; бірақ I2C құрылғысы болғандықтан, біз тек осы 2 түйреуішке ғана мән береміз (SCL және SDA)

Дисплей Arduino -ға тек төрт сым арқылы қосылады - екеуі қуат үшін (VCC және GND) және екеуі деректер үшін (сериялық сағат SCL және

сериялық деректер SDA), сымды өте қарапайым етеді. Деректер байланысы I2C (I²C, IIC немесе интегралды схема) болып табылады және бұл интерфейс TWI (Екі сымды интерфейс) деп те аталады.

- Борттық түйреуіштер әр түрлі тәртіпте болуы мүмкін, сондықтан оны жобаңызға қоспас бұрын әрқашан үш рет тексеріңіз.

- Жұмыс кернеуі 3 -тен 5В -қа дейін, бірақ өндірушінің деректер кестесіндегі нұсқауларды қолданған дұрыс.

- Кейде біз өз жобаларымызда 2 дисплейді қолдануымыз қажет. Сонымен, біз бұған қалай қол жеткізе аламыз?

Дисплейде конфигурацияланатын мекен -жай болуы керек. Бұл құрылғыда 0x78 мен 0x7A аралығында конфигурацияланатын мекенжай бар. 0Ohm резисторын бір жақтан ажыратып, екінші жағына бұрау арқылы немесе жаһандық дәнекерлеу арқылы біз мекенжайды өзгерте аламыз. Бұл оқулықтың кейінгі бөлімінде Arduino -ға бірнеше дисплейлерді қосқан кезде біз бұл туралы тереңірек айтатын боламыз.

Суретте бұл дисплейлер өте үлкен көрінеді. Бірақ іс жүзінде олар кішкентай. Олар 128 x 32/64 жеке OLED пиксельдерінен жасалған және артқы жарығын қажет етпейді. Бұған қарап, оның қаншалықты кішкентай екенін көріңіз. Кішкене болса да, олар кез келген электронды жобаларда өте пайдалы болуы мүмкін.

6 -қадам: Кітапхана

Оларды бақылау үшін бірнеше кітапханалар бар

көрсетеді. Бұрын мен «u8glib кітапханасын» қолдандым, бірақ мен AdaFruit кітапханасын біздің жобаларда түсінуге және қолдануға оңай деп санаймын. Сонымен, мен бұл оқулықта AdaFruit кітапханасын қолданамын.

OLED дисплейін басқару үшін сізге «adafruit_GFX.h» кітапханасы мен «adafruit_SSD1306.h» кітапханасы қажет.

Кітапхананы Arduino IDE -ге жүктеудің және орнатудың екі әдісі бар.

1 -әдіс

«Кітапхана менеджеріне» өтіп, «adafruit_SSD1306» мен «adafruit_gfx» іздеңіз.

Соңғы нұсқаны таңдап, Орнату түймесін басыңыз.

Орнатқаннан кейін сіз бұл кітапханаларды бағдарламаңызда пайдалана аласыз.

2 -әдіс

Бұл екі кітапхананы github -дан жүктеуге болады (екеуі де қажет):

Мен төмендегі сипаттамадағы сілтемелерді беремін.

Дисплей кітапханасы:

GFX кітапханасы:

Жүктелгеннен кейін, Adafruit_SSD1306-master қалтасын жүктелген қысылған файлдан Arduino кітапханалары қалтасына көшіріңіз. Бұл қалта әдетте Windows жүйесіндегі Құжаттар> Arduino> кітапханаларында болады. Linux жүйесінде ол әдетте үй қалтасында> Arduino> кітапханаларда болады. Ақырында Arduino кітапхана қалтасында Adafruit_SSD1306-master қалтасын Adafruit_SSD1306 деп өзгертіңіз. Атауын өзгертпесеңіз де жақсы.

7 -қадам:

Енді «Adafruit_SSD1306.h» -ге назар аударайық.

файл

Бұл кітапханада біз білуіміз керек екі нәрсе:

1. Егер сіз кішірек дисплейді қолданғыңыз келсе, әдепкі 128_32 пайдаланыңыз, әйтпесе үлкен дисплейге 128_32 түсініктемесін беріңіз және 128_64 белгісін өшіріңіз.

2. Егер сіз 0x7A мекен -жайын тақтаға дәнекерлеген болсаңыз (ол туралы кейінірек айтатын боламыз), онда үлкенірек дисплейлер үшін 7 биттік 0x3D мекен -жайын пайдаланыңыз, әйтпесе әдепкі 0x3C мекенжайын қолданыңыз. Кішірек дисплейлер үшін мекенжай 0x3C.

8 -қадам: 128 X 64/32 OLED сымдарын қосу

NodeMCU дисплейге қосудан бастайық.

Бірінші және ең маңызды нәрсе - кейбір дисплейлерде GND және VCC қуат түйреуіштері ауыстырылуы мүмкін. Дисплейдің суретке ұқсас екеніне көз жеткізіңіз. Егер түйреуіштер ауыстырылса, Arduino немесе NodeMCU қосылымдарын өзгертіңіз.

- NodeMCU OLED сымдары

OLED VCC - NodeMCU 3.3V

OLED GND - NodeMCU GND

OLED SCL - NodeMCU D1

OLED SDA - NodeMCU D2

- Arduino Uno OLED сымдары

OLED VCC - Arduino 5V

OLED GND - Arduino GND

OLED SCL - Arduino Uno A5

OLED SDA - Arduino Uno A4

- Arduino MEGA 2560 OLED сымдары

OLED VCC - Arduino 5V

OLED GND - Arduino GND

OLED SCL - Arduino MEGA 2560 істікшесі 21

OLED SDA - Arduino MEGA 2560 істікшесі 20

9 -қадам: код

Adafruit кітапханасы екеуіне де жақсы мысалдармен келеді

128x32 және 128x64 дисплейлер.

Кітапхана Файл> Мысалдар> Adafruit SSD1306> астында, содан кейін Arduino IDE дисплейінде орналасқан.

Біз 128x32 I2C мысалын қолданамыз және оны 128x64 және 128x32 дисплейлерімен жұмыс істеу үшін Arduino -ға, содан кейін NodeMCU тақтасына қосу арқылы өзгертеміз.

Код Adafruit екі кітапханасын қосудан басталады. Бұл оқулықта мен тек тақтаға да, дисплейге де жүктеуге қажетті кодтың бөліктеріне ғана тоқталамын. Егер сіз код туралы көбірек білгіңіз келсе, менің блогыма немесе төмендегі түсініктемелер бөліміне түсініктеме қалдырыңыз, мен сізге қайтып оралуға тырысамын.

- Алдымен біз кодты 128x32 дисплейге қосылған Arduino Nano -ға жүктейміз.

Біз кодты өзгеріссіз қолдана аламыз.

128x32 0x3C мекенжайын қолданады, сондықтан бұл жерде бәрі жақсы көрінеді, тақырыптар кітапханасын екі рет тексеруге мүмкіндік береді, иә ол 0x3C мекенжайын қолданады және дисплей түрі 128x32.

- Енді 128x64 дисплейге қосылуға рұқсат етіңіз. Біз білетініміздей, ол 0x3C мекенжайын әдепкі бойынша қолданады, сондықтан мекенжайды кодта да, кітапханада да жаңартудың қажеті жоқ.

Бізге 128_32 -ге түсініктеме беру және тақырыптар кітапханасындағы 128_64 -ті өшіру және біздің кодтағы LCDHEIGHT -ті 64 -ке өзгерту қажет.

- Енді сол кодты NodeMCU -де іске қосу үшін біздің кодтағы тағы бір жолды өзгерту керек.

«#Deleine OLED_RESET 4»> «#deleine OLED_RESET LED_BUILTIN» кодының қалған бөлігі Arduino сияқты.

Алдымен алдыңғы экранды тазарту үшін қажет нәрсені көрсету үшін жеткілікті

display.clearDisplay (); // Буферді тазалаңыз

Содан кейін объектіні сызыңыз

testdrawline (); // Сызық сызыңыз

Оны жабдықта көрсетіңіз

display.display (); // Оларды дисплейдің аппараттық құралында көрінетін етіп жасаңыз!

Келесі элементті көрсету үшін біраз уақыт күтіңіз.

кешіктіру (2000); // 2 секунд күтіңіз

Бұл мысалда біз мәтін, сызықтар, шеңберлер, айналдыру мәтіні, үшбұрыш және тағы басқалар сияқты бірнеше элементтерді көрсетеміз. Кішкене дисплейде өзіңіздің қиялыңызды қолданыңыз және қалағаныңызды көрсетіңіз.

10 -қадам: Мәтінді реттеу және суреттерді қосу

Кейде сіздің кодыңызда реттелетін қаріптерді көрсету қажет болады

суреттер. Егер сіз битті салыстыруда өте жақсы болсаңыз, онда сізге қаріптер мен кескіндерді жасау үшін дисплейдің кішкентай жарық диодтарын қосу немесе өшіру арқылы байт массивтерін құру қажет.

Дегенмен, мен бұл карталарды жасауда өте жақсы емеспін және биттік карта кестелерін құруға бірнеше сағат жұмсағым келмейді.

Сонымен, менің нұсқаларым қандай? Мен әдетте қаріптер мен кескіндерді жасау үшін екі веб -сайтты қолданамын. Сілтемелер төмендегі сипаттамада берілген.

Арнаулы қаріптер

Қаріптерді түрлендіретін веб -сайтқа өтіңіз, қаріптер тобын, стилін, өлшемін, кітапхана нұсқасын «Adafruit GFX қарпі» ретінде таңдаңыз, содан кейін «Жасау» түймесін басыңыз. Бұл беттің оң жағында қаріптің нақты дисплейде қалай көрінетінін көруге болады.

Сіздің таңдауыңыз бойынша веб -бет қаріптердің тақырыптық файлын жасайды. Сіздің кодыңыз бар қалтада «modified_font.h» деп аталатын файл жасаңыз және оған жасалған кодты көшіріңіз және сақтаңыз. Содан кейін реттелетін қаріпті қолдану үшін тақырып файлын кодқа қосу қажет.

#«өзгертілген_қаріп.h» қосыңыз

Содан кейін, мәтінді көрсетпес бұрын, оған қаріпті қолдану үшін қаріпті орнату қажет.

display.setFont (& Your_Fonts_Name);

Сіз қаріп атауын жобаңызға жаңа қосылған тақырып файлынан ала аласыз. Міне, оңай.

Қолданбалы қаріптерді пайдалану кезінде жады әрқашан алаңдаушылық туғызады, сондықтан әрқашан жад тұтынатын байттарды ескеріңіз. Есіңізде болсын, Arduino UNO -да тек 32K жады бар.

Арнайы суреттер

Экранға нүктелік кескінді көрсету үшін алдымен 128 x 64/32 өлшемді кескін жасау қажет.

Мен ескі «MS Paint» бағдарламасын 128 х 64 разрядты суретті жасау үшін қолданамын, содан кейін оны сурет түрлендіруші веб -сайтына жүктеймін. Веб-сайт суреттерді байт жолына түрлендіреді, оны Arduino және OLED дисплейлерінде қолдануға болады.

Суретті веб -сайтқа жүктеуден бастаңыз. Содан кейін «Кескін түстерін аудару» құсбелгісін қойыңыз және «Шығу коды форматын» «Arduino коды» етіп өзгертіңіз, содан кейін бағдарды таңдаңыз және байт массивін жасау үшін «Код жасау» түймесін басыңыз. «Алдын ала қарау» бөлімі сіздің кескініңіз нақты дисплейде қалай болатынын көрсетеді.

Мен осы оқулықпен бірге суретті көрсету үшін қолдануға болатын кодты қостым. Сізге менің кодымдағы массивті жаңадан жасағаннан ауыстыру керек, содан кейін оны Arduino -ға жүктеу керек.

11 -қадам: 2 дисплейді қосу

Жобаға 128 x 64 көлеміндегі екі дисплейді қосу оңай.

Сізге 0Ohm резисторын 0x78 адресінен ажыратып, оны 0x7A -ға қою керек, содан кейін 0x3C орнына әдепкі 0x3D адресін кодта қолдану керек.

Сіз неліктен 0x78 және 0x7A емес, 0x3C және 0x3D мекен -жайын қолданамыз деп ойлануыңыз керек. Arduino 8 биттік аппараттық адрестерді емес, 7 биттік адрестерді қабылдайды. Сонымен, біз алдымен 8 биттік адресті екілікке түрлендіруіміз керек, содан кейін 7 бит алу үшін ең маңызды битті кесіп тастауымыз керек. Содан кейін кодты енгізетін 0x3C немесе 0x3D мекенжайларын алу үшін 7 битті HEX -ке түрлендіріңіз.

Алдымен дисплейге бірегей атау беру арқылы инициализациялаңыз:

Adafruit_SSD1306 display1 (OLED_REST);

Adafruit_SSD1306 display2 (OLED_REST);

Содан кейін сіздің кодыңызда құрылғы адрестері бар бастапқы мәлімдемелерді шақыру үшін дисплей 1 мен дисплей 2 пайдаланыңыз:

display1.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); // 0x3C 1 адресті көрсету

display2.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3D); // 0x3D 2 опциясын көрсетіңіз

Міне, енді сіз кодтың қалған бөлігінде Display 1 немесе Display 2 көмегімен қалаған нәрсені жасай аласыз. Мен бұл оқулықпен мысал келтірдім.

Сымдар біз бұрын жасағанмен бірдей, тек Arduino немесе NodeMCU I2C түйреуіштеріне басқа дисплей қосу керек. Мекенжайларға сүйене отырып, MCU деректерді I2C деректер жолына жібереді.

12 -қадам: 2 дисплейден көп қосу

Енді, егер сіз 2 дисплейден көп қосқыңыз келсе ше?

Arduino -да түйреуіштердің саны шектеулі, сондықтан сізде қалқанның белгілі бір мөлшерінен аспауы керек. Оның үстіне I2C автобустарының тек бір жұбы бар.

Сонымен, Arduino -ға 2 -ден астам I2C дисплейлерін қалай қоса аламыз? Айла - TCA9548 мультиплексорын қолдану.

TCA9548 бір микроконтроллерге сенсорлық қосалқы шинаның барлығына бірегей арна тағайындау арқылы I2C адресі бірдей немесе әр түрлі «64 датчиктермен» байланысуға мүмкіндік береді.

Деректерді 2 сым арқылы бірнеше құрылғыға жіберу туралы айтатын болсақ, онда оларды шешу әдісі қажет. Почтальонның жалғыз жолмен келе жатқаны және әр түрлі үйлерге пошталық пакеттерді тастағанымен бірдей, себебі оларда әр түрлі мекен -жайлар жазылған.

Мультиплексор микроконтроллердің 3V3, GND, SDA және SCL желілеріне қосылады. Сенсорлар тақтадағы SCL/SDA сегіз қосалқы портының біріне қосылған. Арналар TCA9548A оның I2C адресін (0x70 {әдепкі} - 0x77), содан кейін арна нөмірін (0b00000001 - 0b10000000) жіберу арқылы таңдалады. Сіз сол мультиплексорлардың максимум 8-де 0x70-0x77 адрестеріне қосылуға болады, сол I2C адрестелген 64 бөлікті басқару үшін. A0, A1 және A2 үш адрестік биттерді VIN -ге қосу арқылы сіз адрестердің әр түрлі комбинациясын ала аласыз. Мен мұны TCA9548A тарату тақтасындағы келесі оқулықта түсіндіремін. Әзірге осы тақтаға 8 OLED қосуға және кодты жылдам қарауға мүмкіндік береді.

Қосылу:

VIN - 5В (немесе 3.3В)

GND жерге

SCL - I2C сағаты

SDA - I2C деректері

Содан кейін сенсорларды VIN, GND -ге жалғаңыз және SCn / SDn мультиплексті шиналарының бірін қолданыңыз

Енді Int коды «Wire» кітапханасын қосудан және мультиплексорлардың мекен -жайын анықтаудан басталады.

#«Wire.h» қосыңыз

#қосу

#анықтаңыз MUX_Address 0x70 // TCA9548A Encoders адресін

Содан кейін біз байланысатын портты таңдап, ондағы деректерді осы функция арқылы жіберуіміз керек:

жарамсыз tcaselect (uint8_t i) {

егер (i> 7) қайтарылса;

Wire.beginTransmission (MUX_Address);

Wire.write (1 << i);

Wire.endTransmission ();

}

Содан кейін дисплейді орнату бөлімінде «u8g.begin ();» деп шақырамыз. MUX -ке бекітілген әрбір дисплей үшін «tcaselect (i);»

Инициализацияланғаннан кейін біз «tcaselect (i);» функциясын шақыру арқылы қалағанымызды жасай аламыз. мұнда «i» - мультиплексті шинаның мәні, содан кейін сәйкесінше деректер мен сағатты жібереді.

13 -қадам: Артықшылықтары мен кемшіліктері

OLED бейнесі әдемі. Алайда, OLED -де де бар

кемшіліктер. OLED экрандарында органикалық материалдар болғандықтан, олардың қызмет ету мерзімі СКД дисплейлеріне қарағанда қысқа. Сонымен қатар, көптеген OLED дисплейлері бір суретті ұзақ уақыт көрсеткеннен кейін жазылады. Жазудан кейін сурет басқа кескінді көрсеткеннен кейін де экранда қалады. Сондықтан экранды әр секунд сайын жаңартып отырғаныңызға көз жеткізіңіз. Су бұл дисплейлердің органикалық материалдарын бірден зақымдауы мүмкін.

Артықшылықтары

Артқы жарық қажет емес

Дисплейлер өте жұқа және жеңіл

Қуатты аз тұтыну

СКД қарағанда көру бұрыштары кеңірек

Жарықтық пен контраст керемет

Жоғары жылдамдық пен жауап беру уақыты төмен

Терең қара түс

Кемшіліктері

Қымбат технология

Қысқа өмірлік цикл

OLEDS күйіп қалу ықтималдығы жоғары

Судың зақымдануы

14 -қадам: Жалпы қателер

Оқу құралын аяқтау үшін бірнеше қарапайым қателер туралы айтуға болады

адамдар осы дисплейлерді пайдалану кезінде жасайды:

- Жобада қолданар алдында түйреуіштерді әрқашан үш есе тексеріңіз

- Тақырып файлында және сіздің кодыңызда кітапхананың дұрыс мекенжайын таңдаңыз

#SSD1306_I2C_ADDRESS 0x3C // Adafruit_SSD1306.h ішінде анықтаңыз

және

display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); // сіздің кодыңызда

Егер мекен -жай қате болса, OLED ештеңені көрсетпейді

- Қолданар алдында драйверде дисплей өлшемін өзгерту қажет. Егер ол өзгертілмесе, кодты тексеру кезінде қате туралы хабар аласыз

#қате («Биіктігі дұрыс емес, Adafruit_SSD1306.h түзетіңіз!»);

- Егер NodeMCU қолданылса, OLED_RESET параметрін 4 -тен LED_BUILTIN -ге ауыстырғаныңызға көз жеткізіңіз.

#OLED_RESET LED_BUILTIN анықтаңыз

Менде бұл OLED дисплейі арқылы әр түрлі нәрселер жасайтын адамдар бар. Кейбіреулер тіпті бейне ойындар да жасады. Мен бұл кішкентай дисплей арқылы бейне ойын жасауға қызығушылық танытпадым. Дегенмен, мен сізді қиялыңызды зерттеп, таңғажайып идеялармен шығуға қалдырамын.

15 -қадам: Сілтемелер

- Блог:

- Сурет қосу:

- Жеке мәтін:

- Adafruit дисплей кітапханасы:

-Adafruit GFX кітапханасы:

- u8glib кітапханасы: https://code.google.com/archive/p/u8glib/ немесе

Егер сіз кішірек дисплейді қолданғыңыз келсе, әдепкі 128_32 пайдаланыңыз, әйтпесе үлкен дисплейге 128_32 түсініктемесін беріңіз және кодыңыздағы 128X64 NO_ACK түсініктемесін өшіріңіз (сіз қолданатын экран түрін түсіндірмеңіз) (қаріптер қаріптер кітапханасында)