OLED I2C תצוגת Arduino/NodeMCU הדרכה: 15 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

התוכנית הראשונה שאתה כותב כאשר אתה מתחיל ללמוד א

שפת התכנות החדשה היא: "שלום עולם!".

התוכנית עצמה לא עושה יותר מהדפסת טקסט "שלום עולם" על המסך.

אם כן, כיצד אנו גורמים לארדואינו להציג את "שלום העולם!"?

בסרטון זה אראה לך כיצד להתחיל עם תצוגות ה- OLED הקטנות של 0.91 (128x32) ו- 0.96 (128x64) I2C.

ישנם מאה הדרכות באינטרנט המסבירות את אותו הדבר בדרכים שונות, אך לא הצלחתי למצוא אחת שמספרת לי על תצוגת OLED וכיצד להשתמש בה בתרחישים שונים. לקח לי זמן לפתור את הכל. לכן, חשבתי שעלי ליצור מדריך על מה שלמדתי ולשלב את כל התכונות והדרכים בהן ניתן להשתמש במסכי OLED בפרויקטים שלנו.

שלב 1: דברים שאנחנו הולכים ללמוד היום

בסרטון זה נדבר על:

- מהו תצוגת OLED?

- אז נבחן מקרוב את תצוגות OLED של 0.91 (128x32) ו- 0.96 (128x64) I2C OLED

- בשלב הבא נדבר על התקנת ספריית Adafruit ל- IDE שלך Arduino

- אז נחבר את NodeMCU וארדואינו לתצוגת OLED

- לאחר מכן נבחן את הקוד ונציג עליו גרפיקה וטקסט

- נדבר גם על החלת גופנים מותאמים אישית והצגת תמונות

- אז נחבר מספר OLED לבקר מיקרו באמצעות מרבב I2C

- לבסוף, נדבר על כמה טעויות נפוצות שאנשים עושים בעת השימוש במסכי OLED

שלב 2: דרישת חומרה

להדרכה זו אנו צריכים:

- לוח לחם

- תצוגות I2C OLED בגודל 0.91 אינץ '(128x32) ו- 0.96 אינץ' (128x64)

- Arduino UNO/NANO (מה שנוח)

- NodeMCU

- מרבב TCA9548A I2C

- כמה כבלים מחוברים

- וכבל USB להעלאת הקוד

שלב 3: מהו תצוגת OLED?

דיודה פולטת אור אורגנית או אורגנית היא פולטת אור

דיודה (LED) שבה השכבה האלקטרו -אלומינסנטית הנפלטת היא סרט של תרכובת אורגנית (מיליוני נורות LED קטנות) הפולטת אור בתגובה לזרם חשמלי.

מכשירי OLED משמשים ליצירת תצוגות דיגיטליות במכשירים כגון מסכי טלוויזיה, צגי מחשב, מערכות ניידות כגון טלפונים ניידים, קונסולות משחק ביד ומחשבי כף יד. צג OLED פועל ללא תאורה אחורית מכיוון שהוא פולט אור גלוי.

שלב 4:

ישנם סוגים רבים של מסכי OLED הזמינים ב-

שוק המבוסס על שלהם

- מידות

- צבע

- מותגים

- נוהל

- SPI (ממשק היקפי סידורי) או I2C

-תוכנית בקרה של מטריצה פסיבית (PMOLED) או מטריצה פעילה (AMOLED)

במדריך זה, אני עומד לדבר על חיבור ה-

צבע כחול 0.91 (128x32 OLED) ו- 0.96 (128x64 OLED) I2C OLDE מציג ל- NANO Arduino ו- NodeMCU. טכנולוגיית האוטובוסים I2C משתמשת רק בשני סיכות של ה- MCU כך שיש לנו ערמות זמינות לחיישנים אחרים.

שלב 5: מבט מקרוב

בואו נתקרב לשתי התצוגות הללו.

בחלק האחורי של הצגים הללו יש ערימות של קבלים ונגד נגדים מולחמים על הלוח; אבל מכיוון שמדובר במכשיר I2C אכפת לנו רק משני הפינים האלה (SCL ו- SDA)

התצוגה מתחברת לארדואינו באמצעות ארבעה חוטים בלבד - שניים עבור מתח (VCC ו- GND) ושניים עבור נתונים (שעון טורי SCL ו-

נתונים סדרתיים SDA), מה שהופך את החיווט לפשוט מאוד. חיבור הנתונים הוא I2C (I²C, IIC או מעגל אינטגרלי) וממשק זה נקרא גם TWI (Two Wire Interface).

- סיכות הלוח יכולות להיות בסדר שונה, לכן תמיד בדוק משולש לפני חיבורו לפרויקט שלך.

- מתח ההפעלה הוא בין 3 וולט עד 5 וולט, אך עדיף להשתמש בהנחיות מתוך גליון הנתונים של היצרן.

- לפעמים עלינו להשתמש בשתי תצוגות בפרויקטים שלנו. אם כן, כיצד נוכל להשיג זאת?

הטריק הוא להציג כתובת הניתנת להגדרה בתצוגה. ליחידה זו יש כתובת הניתנת להגדרה בין 0x78 ל- 0x7A. רק על ידי הפסקת הנגד 0Ohm מצד אחד וחיבוקו לצד השני או פשוט על ידי הצבת הלחמה גלובלית נוכל לשנות את הכתובת. נדבר על זה לעומק כאשר נחבר מספר תצוגות ל- Arduino בחלק המאוחר יותר של הדרכה זו.

בתמונה הצגים האלה נראים גדולים מאוד. אבל, למעשה, הם זעירים. הם עשויים 128 x 32/64 פיקסלים OLED בודדים ואינם דורשים תאורה אחורית. רק תסתכל על זה ותראה כמה הוא קטן. למרות שהם קטנים הם יכולים להיות מאוד שימושיים בכל פרויקטים אלקטרוניים.

שלב 6: ספרייה

ישנן מספר ספריות הזמינות לשלוט בהן

מציג. בעבר השתמשתי ב"ספריית u8glib "אבל אני מוצא את הספרייה של AdaFruit מאוד קלה להבנה ולשימוש בפרויקטים שלנו. לכן, אני הולך להשתמש בספריית AdaFruit במדריך זה.

כדי לשלוט על תצוגת OLED תזדקק לספריית "adafruit_GFX.h" ולספריית "adafruit_SSD1306.h".

ישנן שתי דרכים להוריד ולהתקין את הספרייה ל- Arduino IDE שלך.

שיטה 1

עבור אל "מנהל הספרייה" וחפש "adafruit_SSD1306" ו- "adafruit_gfx"

בחר את הגירסה העדכנית ביותר ולחץ על כפתור ההתקנה.

לאחר ההתקנה תוכל להשתמש בספריות אלה בתוכנית שלך.

שיטה 2

ניתן להוריד את שתי הספריות האלה גם מ- github (אתה צריך את שתיהן):

אני אביא את הקישורים בתיאור שלהלן.

ספריית התצוגה:

ספריית GFX:

לאחר ההורדה, העתק את תיקיית ה- Adafruit_SSD1306-master מהקובץ שהורחק לתוך התיקיה ספריות Arduino. תיקייה זו נמצאת בדרך כלל בספריות Documents> Arduino> במערכות Windows. על לינוקס זה נמצא בדרך כלל בתיקיית הבית> ארדואינו> ספריות. לבסוף בתיקיית ספריית Arduino, שנה את שם התיקיה Adafruit_SSD1306-master ל- Adafruit_SSD1306. גם אם לא תשנה שם זה בסדר.

שלב 7:

כעת, נסתכל על "Adafruit_SSD1306.h"

קוֹבֶץ

שני דברים שעלינו לדעת בספרייה זו:

1. אם ברצונך להשתמש בתצוגה הקטנה יותר השתמש בברירת המחדל של 128_32 אחרת עבור הערת התצוגה הגדולה יותר, 128_32 ואל תגיב ב- 128_64

2. אם הלחמת את כתובת 0x7A בלוח (עליה נדבר מאוחר יותר) אז השתמש בכתובת 7 סיביות 0x3D עבור הצגים הגדולים יותר, אחרת השתמש בכתובת ברירת המחדל של 0x3C. עבור התצוגות הקטנות יותר הכתובת היא 0x3C.

שלב 8: חיווט 128 X 64/32 OLED

נתחיל בחיבור ה- NodeMCU לתצוגה.

הדבר הראשון והחשוב ביותר שיש לשים לב לכך הוא שבחלק מהתצוגות ייתכן שהסיכות החשמל GND ו- VCC הוחלפו. בדוק את התצוגה שלך כדי לוודא שהיא זהה לתמונה. אם הפינים מוחלפים, הקפד לשנות את החיבורים ל- Arduino או NodeMCU.

- חיווט NodeMCU OLED

OLED VCC - NodeMCU 3.3V

OLED GND - NodeMCU GND

OLED SCL - NodeMCU D1

OLED SDA - NodeMCU D2

- חיווט Arduino Uno OLED

OLED VCC - Arduino 5V

OLED GND - ארדואינו GND

OLED SCL - Arduino Uno A5

OLED SDA - Arduino Uno A4

- חיווט Arduino MEGA 2560 OLED

OLED VCC - Arduino 5V

OLED GND - ארדואינו GND

OLED SCL - Arduino MEGA 2560 pin 21

OLED SDA - Arduino MEGA 2560 pin 20

שלב 9: קוד

ספריית Adafruit מגיעה עם דוגמאות ממש טובות לשניהם

תצוגות 128x32 ו 128x64.

הספרייה נמצאת תחת קובץ> דוגמאות> Adafruit SSD1306> ולאחר מכן את סוג התצוגה ב- Arduino IDE.

אנו הולכים להשתמש בדוגמה של 128x32 I2C ונשנה אותה לעבודה עם אגרוף תצוגות 128x64 ו -128x32 על ידי חיבורו ל- Arduino ולאחר מכן ללוח NodeMCU.

הקוד מתחיל בכך שהוא כולל את שתי ספריות Adafruit. במדריך זה אני הולך להדגיש רק את החלקים בקוד הדרושים לנו להעמיס על לוחות ותצוגות כאחד. אם אתה רוצה לדעת יותר על הקוד אנא שלח הערה בבלוג שלי או בקטע ההערות למטה ואני משתדל לחזור אליך.

- ראשית אנו עומדים לטעון את הקוד ל- Arduino Nano המחובר לתצוגת 128x32.

אנו יכולים להשתמש בקוד כפי שהוא ללא כל שינוי.

128x32 משתמש בכתובת 0x3C כך שהביט הזה נראה כאן טוב, מאפשר לבדוק שוב את ספריית הכותרת, כן הוא משתמש בכתובת 0x3C וסוג התצוגה הוא 128x32.

- כעת ניתן לחבר את המסך 128x64. כידוע, הוא משתמש בכתובת 0x3C כברירת מחדל, כך שלא נצטרך לעדכן את הכתובת לא בקוד או בספרייה.

אנחנו רק צריכים להגיב על 128_32 ולבטל את ה- 128_64 בספריית הכותרת ולשנות את LCDHEIGHT ל- 64 בקוד שלנו.

- עכשיו כדי להריץ את אותו קוד ב- NodeMCU עלינו לשנות שורה נוספת בקוד שלנו.

שאר הקוד "#define OLED_RESET 4"> "#define OLED_RESET LED_BUILTIN" זהה ל- Arduino

די להציג את כל מה שאנחנו צריכים קודם כל כדי לנקות את המסך הקודם באמצעותו

display.clearDisplay (); // נקה את המאגר

לאחר מכן צייר את האובייקט

testdrawline (); // צייר קו

תראה את זה בחומרה

display.display (); // הפוך אותם לגלויים בחומרת התצוגה!

המתן זמן מה לפני הצגת הפריט הבא.

עיכוב (2000); // המתן 2 שניות

בדוגמה זו אנו מציגים מעט פריטים כמו טקסט, קווים, עיגולים, טקסט גלילה, משולשים ועוד. קדימה, השתמש בדמיון שלך והצג מה שאתה רוצה בתצוגות הזעירות האלה.

שלב 10: התאמה אישית של טקסט והוספת תמונות

לפעמים הקוד שלך צריך להציג גופנים מותאמים אישית ו

תמונות. אם אתה טוב מאוד במיפוי סיביות, אתה רק צריך ליצור מערכי בתים על ידי הפעלה או כיבוי של נוריות LED הזעירות של התצוגה כדי ליצור גופנים ותמונות מותאמים אישית.

עם זאת, אני לא כל כך טוב בביצוע המיפויים האלה ואיני רוצה להשקיע שעות ביצירת טבלאות מפת הסיביות.

אז מהן האפשרויות שלי? בדרך כלל אני משתמש בשני אתרים ליצירת גופנים ותמונות מותאמים אישית. הקישורים מסופקים בתיאור שלהלן.

גופנים מותאמים אישית

עבור לאתר ממיר הגופנים, בחר את משפחת הגופנים, הסגנון, הגודל, גרסת הספרייה כ"גופן Adafruit GFX "ולאחר מכן לחץ על כפתור" צור ". בצד ימין של דף זה אתה יכול לראות כיצד הגופן שלך ייראה בתצוגה בפועל.

בהתבסס על הבחירה שלך דף האינטרנט יוצר את קובץ הכותרת של הגופנים. צור קובץ בשם "modified_font.h" באותה תיקייה שבה נמצא הקוד שלך והעתק ושמור את הקוד שנוצר לתוכו. אז אתה רק צריך לכלול את קובץ הכותרת בקוד שלך כדי להשתמש בגופן המותאם אישית.

#כלול "modified_font.h"

לאחר מכן, עליך רק להגדיר את הגופן לפני הצגת הטקסט כדי להחיל עליו את הגופן המותאם אישית.

display.setFont (& Your_Fonts_Name);

אתה יכול לקבל את שם הגופן מקובץ הכותרת שהוספת זה עתה לפרויקט שלך. זהו, קל.

זיכרון הוא תמיד דאגה בעת שימוש בגופנים מותאמים אישית, לכן שקול תמיד את הבייטים שיצרוך הזיכרון. זכור כי ל- Arduino UNO יש זיכרון של 32K בלבד.

תמונות בהתאמה אישית

כדי להציג תמונת מפת סיביות על המסך, תחילה עליך ליצור תמונה בגודל 128 על 64/32.

אני משתמש ב- "MS Paint" הישן והטוב ליצירת תמונת מפת 128 סיביות 64 אשר לאחר מכן אעלה לאתר ממיר התמונה. האתר ממיר תמונות למחרוזות בתים, שניתן להשתמש בהן עם תצוגות Arduino ו- OLED.

התחל בהעלאת התמונה לאתר. לאחר מכן סמן את תיבת הסימון "הפוך צבעי תמונה" ושנה את "פורמט קוד הפלט" ל- "קוד Arduino" ולאחר מכן בחר את הכיוון ולחץ על כפתור "צור קוד" כדי ליצור את מערך הבייט. הקטע "תצוגה מקדימה" מראה לך כיצד תראה התמונה שלך בתצוגה בפועל.

צירפתי את הקוד יחד עם הדרכה זו בה תוכל להשתמש להצגת התמונות שלך. אתה רק צריך להחליף את המערך בקוד שלי לזה שיצרת זה עתה ולאחר מכן לטעון אותו לארדואינו שלך.

שלב 11: חיבור 2 תצוגות

חיבור שני תצוגות 128 על 64 לפרויקט שלך קל.

אתה רק צריך להסיר את הנגד 0Ohm מכתובת 0x78 ולשים אותו על 0x7A ולאחר מכן להשתמש בכתובת 0x3D בקוד שלך במקום בברירת המחדל 0x3C.

אתם בוודאי תוהים מדוע אנו משתמשים בכתובת 0x3C ו- 0x3D ולא ב- 0x78 וב- 0x7A בפועל. Arduino מקבלת כתובת של 7 סיביות ולא את כתובות החומרה של 8 סיביות. לכן, ראשית עלינו להמיר את כתובת ה 8 סיביות לבינארית, ולאחר מכן לנתק את הנתח הפחות משמעותי כדי לקבל את 7 הסיביות. לאחר מכן המר את 7 הביטים ל- HEX כדי לקבל את כתובות 0x3C או 0x3D אותן אתה מזין בקוד שלך.

ראשית, אתחל את התצוגה על ידי מתן שם ייחודי:

תצוגה Adafruit_SSD13061 (OLED_REST);

תצוגה Adafruit_SSD13062 (OLED_REST);

לאחר מכן בקוד שלך השתמש במסך 1 ובתצוגה 2 כדי לקרוא את הצהרות התחל עם כתובות המכשיר בתוכן:

display1.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); // להציג כתובת אופ 1 אחת 0x3C

תצוגה 2. מתחילים (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3D); // להציג 2 כתובת אופ 0x3D

זהו, עכשיו אתה יכול לעשות מה שאתה רוצה באמצעות תצוגה 1 או תצוגה 2 בשאר הקוד שלך. הבאתי דוגמא להדרכה זו.

החיווט זהה לחלוטין למה שעשינו בעבר, פחות או יותר אתה רק צריך להוסיף תצוגה נוספת לאותם סיכות I2C של Arduino או NodeMCU. בהתבסס על הכתובות, MCU שולח את הנתונים על שורת הנתונים I2C.

שלב 12: חיבור יותר מ -2 תצוגות

עכשיו, מה אם אתה רוצה לחבר יותר משני תצוגות?

לארדואינו יש מספר סיכות מוגבל ומכאן שלא תוכל לחבר אליו יותר מכמות מסוימת של מגנים. יתר על כן, יש לה רק זוג אוטובוסים I2C אחד.

אם כן, כיצד נוכל לחבר יותר מ -2 תצוגות I2C לארדואינו? הטריק הוא להשתמש במרבב TCA9548.

TCA9548 מאפשר למיקרו-בקר יחיד לתקשר עם עד '64 חיישנים 'כולם עם אותה כתובת I2C שונה או שונה על ידי הקצאת ערוץ ייחודי לכל תת-אוטובוס של חיישן עבדים.

כשאנחנו מדברים על שליחת נתונים על פני 2 חוטים למספר מכשירים אז אנחנו צריכים דרך לטפל בהם. זהה לזה של הדוור שבא על כביש יחיד והוריד את מנות הדואר לבתים שונים כי כתובות שונות כתובות עליהן.

המרבב מתחבר לקווי 3V3, GND, SDA ו- SCL של בקר הבקרה. חיישני העבדים מחוברים לאחת משמונה יציאות העבדות SCL/SDA בלוח. הערוצים נבחרים על ידי שליחת ה- TCA9548A כתובת I2C שלה (0x70 {default} - 0x77) ואחריה מספר הערוץ (0b00000001 - 0b10000000). יכול להיות שבמקסימום 8 של מרבבים אלה מחוברים יחדיו בכתובות 0x70-0x77 על מנת לשלוט על 64 מאותם חלקים ממוקדים I2C. על ידי חיבור שלושת סיביות הכתובת A0, A1 ו- A2 ל- VIN אתה יכול לקבל שילוב אחר של הכתובות. אסביר זאת לעומק במדריך הבא שלי בנושא לוח פריצה TCA9548A. לעת עתה, ניתן לחבר 8 OLEDs ללוח זה ולהסתכל במהירות על הקוד.

חיבור:

VIN עד 5V (או 3.3V)

GND לקרקע

שעון SCL עד I2C

נתוני SDA ל- I2C

לאחר מכן העבירו את החיישנים ל- VIN, GND והשתמשו באחד האוטובוסים המורבבים SCn / SDn

כעת, Int הקוד מאפשר להתחיל על ידי הכללת ספריית "Wire" ובהגדרת כתובת המרבבים.

#כלול "Wire.h"

#לִכלוֹל

#define MUX_Address 0x70 // TCA9548A address encoders

לאחר מכן עלינו לבחור את היציאה שאליה ברצוננו לתקשר ולשלוח את הנתונים עליה באמצעות פונקציה זו:

בטל tcaselect (uint8_t i) {

אם (i> 7) חזור;

שידור Wire.beginTransmission (MUX_Address);

Wire.write (1 << i);

Wire.endTransmission ();

}

לאחר מכן נאתחל את התצוגה בקטע ההתקנה על ידי קריאה "u8g.begin ();" עבור כל תצוגה המצורפת ל- MUX "tcaselect (i);"

לאחר האתחול, נוכל לעשות מה שאנחנו רוצים רק על ידי קריאת הפונקציה "tcaselect (i);" כאשר "i" הוא הערך של האוטובוס המרובה ולאחר מכן שליחת הנתונים והשעון בהתאם.

שלב 13: יתרונות וחסרונות

התמונה של OLED יפה. עם זאת, גם ל- OLED יש

חסרונות. מכיוון שמסכי OLED מכילים חומר אורגני, אורך חייהם קצר יותר ממסכי LCD. בנוסף, מסכי OLED רבים מקבלים צריבה לאחר הצגת אותה תמונה במשך זמן רב. לאחר צריבה התמונה נשארת על המסך גם לאחר הצגת תמונה נוספת. אז הקפד להמשיך לרענן את המסך כל כמה שניות. מים עלולים לפגוע באופן מיידי בחומרים האורגניים של תצוגות אלה.

יתרונות

אין צורך בתאורה אחורית

התצוגות דקות מאוד וקלות משקל

צריכת חשמל נמוכה

זוויות צפייה רחבות יותר ממסכי LCD

בהירות וניגודיות מצוינים

מהירות גבוהה וזמן תגובה נמוך

צבע שחור עמוק

חסרונות

טכנולוגיה יקרה

מחזור חיים קצר

סביר יותר שה- OLEDS יישרף

נזקי מים

שלב 14: שגיאות נפוצות

לסיום ההדרכה מאפשרת לדבר על כמה טעויות נפוצות

אנשים יוצרים תוך שימוש במסכים הבאים:

- בדוק תמיד את הסיכות משולשת לפני השימוש בה בפרויקט שלך

- אסוף את כתובת הספרייה הנכונה בקובץ הכותרת ובקוד שלך

#define SSD1306_I2C_ADDRESS 0x3C // ב- Adafruit_SSD1306.h

ו

display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); // בקוד שלך

אם הכתובת שגויה OLED לא יציג כלום

- יש לשנות את גודל התצוגה במנהל ההתקן לפני שניתן יהיה להשתמש בו. אם הוא לא השתנה תקבל הודעת שגיאה בעת ניסיון לאמת את הקוד

#error ("הגובה לא נכון, אנא תקן את Adafruit_SSD1306.h!");

- אם אתה משתמש ב- NodeMCU הקפד להחליף את OLED_RESET מ- 4 ל- LED_BUILTIN

#הגדר OLED_RESET LED_BUILTIN

יש לי אנשי סצנה שמכינים כל מיני דברים בעזרת תצוגת OLED זו. חלקם אפילו יצרו משחקי וידיאו והכל. אני ממש לא מעוניין ליצור משחק וידאו באמצעות התצוגה הזעירה הזו. עם זאת, כעת אעזוב אותך לחקור את דמיונך ולצאת עם רעיונות מדהימים.

שלב 15: קישורים

- בלוג:

- הוסף תמונה:

- טקסט מותאם אישית:

- ספריית התצוגה של Adafruit:

-ספריית AdFruit GFX:

- ספריית u8glib: https://code.google.com/archive/p/u8glib/ או

אם ברצונך להשתמש בתצוגה הקטנה יותר השתמש בברירת המחדל של 128_32 אחרת עבור הערת התצוגה הגדולה יותר, הבה את 128_32 ותבטל את ה- 128X64 NO_ACK בקוד שלך (פשוט בטל את התגובה על סוג המסך שבו אתה משתמש) (גופנים נמצאים בספריית הגופנים)