OLED I2C displejs Arduino/NodeMCU apmācība: 15 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Pati pirmā programma, kuru rakstāt, kad sākat mācīties a

jauna programmēšanas valoda ir: "Sveika pasaule!".

Pati programma nedara neko citu kā drukāt ekrānā tekstu “Sveika pasaule”.

Tātad, kā panākt, lai mūsu Arduino parādītu “Sveika pasaule!”?

Šajā videoklipā es jums parādīšu, kā sākt darbu ar mazajiem 0.91 (128x32) un 0.96 (128x64) I2C OLED displejiem.

Tīmeklī ir 100 apmācības, kas vienu un to pašu paskaidro dažādos veidos, bet es nevarēju atrast tādu, kas man pastāstītu visu par OLED displeju un to, kā to izmantot dažādos scenārijos. Man vajadzēja kādu laiku, lai to visu atrisinātu. Tātad, es domāju, ka man vajadzētu izveidot apmācību par to, ko esmu iemācījies, un apvienot visas funkcijas un veidus, kā OLED displejus var izmantot mūsu projektos.

1. solis: lietas, kuras mēs šodien mācīsimies

Šajā video mēs runāsim par:

- Kas ir OLED displejs?

- Tad mēs sīkāk aplūkosim 0,91 (128x32) un 0,96 (128x64) I2C OLED displejus

- Tālāk mēs runāsim par Adafruit bibliotēkas instalēšanu jūsu Arduino IDE

- Tad mēs savienosim NodeMCU un Arduino ar OLED displeju

- Tālāk mēs apskatīsim kodu un parādīsim tajā grafiku un tekstu

- Mēs runāsim arī par pielāgotu fontu izmantošanu un attēlu parādīšanu

- Tad mēs savienosim vairākus OLED ar mikrokontrolleri, izmantojot I2C multipleksoru

- Visbeidzot, mēs runāsim par dažām bieži sastopamām kļūdām, kuras cilvēki pieļauj, lietojot OLED displejus

2. darbība. Aparatūras prasības

Šai apmācībai mums ir nepieciešams:

- maizes dēlis

- 0,91 collu (128x32) un 0,96 collu (128x64) I2C OLED displeji

- Arduino UNO/NANO (kāds ir ērts)

- NodeMCU

- TCA9548A I2C multipleksors

- Daži savienojošie kabeļi

- un USB kabeli, lai augšupielādētu kodu

3. darbība: kas ir OLED displejs?

OLED vai organiskā gaismas diode ir gaismu izstarojoša

diode (LED), kurā izstarojošais elektroluminiscējošais slānis ir organiskā savienojuma plēve (miljoniem mazu LED gaismu), kas izstaro gaismu, reaģējot uz elektrisko strāvu.

OLED tiek izmantoti, lai izveidotu digitālos displejus tādās ierīcēs kā televizoru ekrāni, datoru monitori, pārnēsājamas sistēmas, piemēram, mobilie tālruņi, rokas spēļu konsoles un plaukstdatori. OLED displejs darbojas bez pretgaismas, jo tas izstaro redzamu gaismu.

4. solis:

Vietnē ir pieejami daudzi OLED displeju veidi

tirgus, pamatojoties uz tiem

- Izmēri

- Krāsa

- Zīmoli

- Protokols

- SPI (seriālā perifēriskā saskarne) vai I2C

-Pasīvās matricas (PMOLED) vai aktīvās matricas (AMOLED) kontroles shēma

Šajā apmācībā es runāšu par savienošanu

zilā krāsā 0.91 (128x32 OLED) un 0.96 (128x64 OLED) I2C OLDE displeji Arduino NANO un NodeMCU. I2C kopņu tehnoloģija izmanto tikai 2 MCU tapas, tāpēc mums ir pieejami kaudzi citiem sensoriem.

5. darbība. Skatieties tuvāk

Ļaujiet tuvāk apskatīt šos divus displejus.

Šo displeju aizmugurē ir bortā pielodēti kaudzi SMD kondensatoru un rezistoru; bet, tā kā tā ir I2C ierīce, mums rūp tikai šīs 2 tapas (SCL un SDA)

Displejs tiek savienots ar Arduino, izmantojot tikai četrus vadus - divus barošanai (VCC un GND) un divus datiem (sērijas pulkstenis SCL un

sērijas dati SDA), padarot elektroinstalāciju ļoti vienkāršu. Datu savienojums ir I2C (I²C, IIC vai savstarpēji integrēta shēma), un šo saskarni sauc arī par TWI (divu vadu saskarne).

- Borta tapas var būt atšķirīgā secībā, tāpēc vienmēr trīs reizes pārbaudiet, pirms pievienojat to savam projektam.

- Darba spriegums ir no 3 V līdz 5 V, bet vislabāk ir izmantot norādījumus no ražotāja datu lapas.

- Dažreiz mums savos projektos jāizmanto 2 displeji. Tātad, kā mēs to varam sasniegt?

Viltība ir tāda, ka displejā ir konfigurējama adrese. Šai ierīcei ir konfigurējama adrese no 0x78 līdz 0x7A. Vienkārši atlocot 0Ohm rezistoru no vienas puses un uzliekot to uz otru pusi vai vienkārši ievietojot globālu lodmetālu, mēs varam mainīt adresi. Mēs par to padziļināti runāsim, kad šīs apmācības vēlākajā sadaļā pievienosim vairākus displejus Arduino.

Attēlā šie displeji izskatās ļoti lieli. Bet praktiski tie ir mazi. Tie ir izgatavoti no 128 x 32/64 atsevišķiem OLED pikseļiem, un tiem nav nepieciešams apgaismojums. Vienkārši apskatiet šo un redziet, cik tas ir mazs. Lai gan tie ir mazi, tie var būt ļoti noderīgi visos elektroniskajos projektos.

6. darbība: bibliotēka

Lai to kontrolētu, ir pieejamas vairākas bibliotēkas

displeji. Agrāk es izmantoju "u8glib bibliotēku", bet uzskatu, ka AdaFruit bibliotēka ir ļoti viegli saprotama un izmantojama mūsu projektos. Tātad, šajā apmācībā es izmantošu AdaFruit bibliotēku.

Lai kontrolētu OLED displeju, jums būs nepieciešama bibliotēka "adafruit_GFX.h" un bibliotēka "adafruit_SSD1306.h".

Ir divi veidi, kā lejupielādēt un instalēt bibliotēku savā Arduino IDE.

1. metode

Dodieties uz "Bibliotēkas pārvaldnieks" un meklējiet "adafruit_SSD1306" un "adafruit_gfx"

Atlasiet jaunāko versiju un nospiediet pogu Instalēt.

Pēc instalēšanas jūs varat izmantot šīs bibliotēkas savā programmā.

2. metode

Šīs divas bibliotēkas var lejupielādēt arī no github (jums ir nepieciešamas abas):

Es sniegšu saites zemāk esošajā aprakstā.

Displeja bibliotēka:

GFX bibliotēka:

Pēc lejupielādes nokopējiet mapi Adafruit_SSD1306 no lejupielādētā zip faila mapē Arduino bibliotēkas. Šī mape Windows sistēmās parasti ir atrodama sadaļā Dokumenti> Arduino> bibliotēkas. Linux parasti to var atrast mājas mapē> Arduino> bibliotēkās. Visbeidzot Arduino bibliotēkas mapē pārdēvējiet mapi Adafruit_SSD1306 par galveno Adafruit_SSD1306. Pat ja jūs nepārdēvējat, tas ir labi.

7. darbība:

Tagad apskatīsim "Adafruit_SSD1306.h"

failu

Divas lietas, kas mums jāzina šajā bibliotēkā:

1. Ja vēlaties izmantot mazāku displeju, izmantojiet noklusējuma 128_32, pretējā gadījumā lielākam displejam komentējiet 128_32 un noņemiet komentāru 128_64

2. Ja uz tāfeles esat lodējis 0x7A adresi (par kuru mēs runāsim vēlāk), tad lielākiem displejiem izmantojiet 7 bitu 0x3D adresi, pretējā gadījumā izmantojiet noklusējuma 0x3C adresi. Mazākiem displejiem adrese ir 0x3C.

8. darbība: 128 X 64/32 OLED vadu savienošana

Sāksim, pievienojot NodeMCU displejam.

Pirmā un vissvarīgākā lieta, kas jāņem vērā, ir tā, ka dažiem displejiem var būt apmainītas GND un VCC strāvas tapas. Pārbaudiet displeju, lai pārliecinātos, ka tas ir tāds pats kā attēls. Ja tapas ir mainītas, noteikti nomainiet savienojumus ar Arduino vai NodeMCU.

- NodeMCU OLED elektroinstalācija

OLED VCC - mezglsMCU 3.3V

OLED GND - mezglsMCU GND

OLED SCL - NodeMCU D1

OLED SDA - NodeMCU D2

- Arduino Uno OLED elektroinstalācija

OLED VCC - Arduino 5V

OLED GND - Arduino GND

OLED SCL - Arduino Uno A5

OLED SDA - Arduino Uno A4

- Arduino MEGA 2560 OLED elektroinstalācija

OLED VCC - Arduino 5V

OLED GND - Arduino GND

OLED SCL - Arduino MEGA 2560 pin 21

OLED SDA - Arduino MEGA 2560 tapa 20

9. solis: kods

Adafruit bibliotēkā ir patiešām labi piemēri abiem

128x32 un 128x64 displeji.

Bibliotēka atrodas sadaļā Fails> Piemēri> Adafruit SSD1306> un pēc tam displeja veids Arduino IDE.

Mēs izmantosim 128x32 I2C piemēru un pārveidosim to, lai tas darbotos gan ar 128x64, gan 128x32 displejiem, savienojot to ar Arduino un pēc tam pie NodeMCU plates.

Kods sākas, iekļaujot abas Adafruit bibliotēkas. Šajā apmācībā es uzsvēršu tikai tās koda daļas, kuras mums ir jāielādē gan dēļos, gan displejos. Ja vēlaties uzzināt vairāk par kodu, lūdzu, atstājiet komentāru manā emuārā vai zemāk esošajā komentāru sadaļā, un es cenšos ar jums sazināties.

- Vispirms mēs ielādēsim kodu Arduino Nano, kas savienots ar 128x32 displeju.

Mēs varam izmantot kodu bez izmaiņām.

128x32 izmanto 0x3C adresi, tāpēc šis bits šeit izskatās labi, ļauj vēlreiz pārbaudīt galvenes bibliotēku, jā, arī izmantojot 0x3C adresi, un displeja veids ir 128x32.

- Tagad ļauj savienot 128x64 displeju. Kā mēs zinām, tā pēc noklusējuma izmanto 0x3C adresi, tāpēc mums nav jāatjaunina adrese ne kodā, ne bibliotēkā.

Mums vienkārši nepieciešams, lai mēs komentētu 128_32 un noņemtu komentāru 128_64 galvenes bibliotēkā un mainītu LCDHEIGHT uz 64 mūsu kodā.

- Tagad, lai palaistu to pašu kodu NodeMCU, mums ir jāmaina vēl viena rindiņa mūsu kodā.

"#Define OLED_RESET 4"> "#define OLED_RESET LED_BUILTIN" pārējais kods ir tāds pats kā Arduino

Diezgan daudz, lai parādītu visu, kas mums vispirms ir nepieciešams, lai notīrītu iepriekšējo ekrānu, izmantojot

display.clearDisplay (); // Notīriet buferi

Pēc tam uzzīmējiet objektu

testdrawline (); // Zīmējiet līniju

Parādiet to aparatūrā

display.display (); // Padariet tos redzamus displeja aparatūrā!

Pagaidiet kādu laiku, pirms tiek parādīts nākamais vienums.

kavēšanās (2000); // Pagaidiet 2 sekundes

Šajā piemērā tiek parādīti daži vienumi, piemēram, teksts, līnijas, apļi, ritināms teksts, trīsstūri un citi. Izmantojiet savu iztēli un parādiet šajos mazajos displejos visu, ko vēlaties.

10. darbība: teksta pielāgošana un attēlu pievienošana

Dažreiz jūsu kodam ir jāparāda pielāgoti fonti un

attēlus. Ja jums ir ļoti laba bitu kartēšana, jums vienkārši jāizveido baitu masīvi, ieslēdzot vai izslēdzot mazās displeja gaismas diodes, lai izveidotu pielāgotus fontus un attēlus.

Tomēr es neesmu ļoti labs, veicot šīs kartēšanas, un nevēlos pavadīt stundas, veidojot bitu karšu tabulas.

Tātad, kādas ir manas iespējas? Es parasti izmantoju divas vietnes, lai ģenerētu pielāgotus fontus un attēlus. Saites ir sniegtas zemāk esošajā aprakstā.

Pielāgoti fonti

Dodieties uz fontu pārveidotāja vietni, atlasiet fontu saimi, stilu, lielumu, bibliotēkas versiju kā "Adafruit GFX fontu" un pēc tam nospiediet pogu "Izveidot". Šīs lapas labajā pusē varat redzēt, kā jūsu fonts izskatīsies faktiskajā displejā.

Pamatojoties uz jūsu izvēli, tīmekļa lapa ģenerē fontu galvenes failu. Izveidojiet failu ar nosaukumu "modificēts_font.h" tajā pašā mapē, kurā atrodas jūsu kods, un nokopējiet un saglabājiet tajā ģenerēto kodu. Tad jums vienkārši jāiekļauj galvenes fails savā kodā, lai izmantotu pielāgoto fontu.

#include "modificēts_font.h"

Pēc tam pirms teksta parādīšanas jums vienkārši jāiestata fonts, lai tam piemērotu pielāgoto fontu.

display.setFont (& Jūsu_Fontu_Nosaukums);

Fonta nosaukumu varat iegūt no galvenes faila, ko tikko pievienojāt savam projektam. Tieši tā, viegli.

Atmiņa vienmēr rada bažas, lietojot pielāgotus fontus, tāpēc vienmēr ņemiet vērā baitus, kurus atmiņa patērēs. Vienkārši atcerieties, ka Arduino UNO ir tikai 32K atmiņa.

Pielāgoti attēli

Lai ekrānā parādītu bitkartes attēlu, vispirms jāizveido 128 x 64/32 izmēra attēls.

Es izmantoju veco labo "MS Paint", lai izveidotu 128 x 64 bitkartes attēlu, kuru pēc tam augšupielādēšu šajā attēlu pārveidotāja vietnē. Vietne attēlus pārvērš baitu virknēs, kuras var izmantot ar Arduino un OLED displejiem.

Sāciet ar attēla augšupielādi vietnē. Pēc tam atzīmējiet izvēles rūtiņu "Apgriezt attēla krāsas" un mainiet "Izvades koda formāts" uz "Arduino kods", pēc tam atlasiet orientāciju un nospiediet pogu "Ģenerēt kodu", lai ģenerētu baitu masīvu. Sadaļā "Priekšskatījums" ir parādīts, kā jūsu attēls izskatīsies faktiskajā displejā.

Kopā ar šo apmācību esmu iekļāvis kodu, ko varat izmantot, lai parādītu savus attēlus. Jums vienkārši jāaizstāj masīvs manā kodā ar tikko izveidoto un pēc tam ielādējiet to savā Arduino.

11. darbība: 2 displeju savienošana

Divu 128 x 64 displeju pievienošana projektam ir vienkārša.

Jums vienkārši jāatvieno 0Ohm rezistors no 0x78 adreses un jānovieto uz 0x7A un pēc tam savā kodā jāizmanto 0x3D adrese, nevis noklusējuma 0x3C.

Jums noteikti rodas jautājums, kāpēc mēs izmantojam 0x3C un 0x3D adreses, nevis faktiskās 0x78 un 0x7A. Arduino pieņem 7 bitu, nevis 8 bitu aparatūras adreses. Tātad, vispirms mums ir jāpārvērš 8 bitu adrese par bināro un pēc tam jāsamazina vismazākais bits, lai iegūtu 7 bitus. Pēc tam konvertējiet 7 bitus uz HEX, lai iegūtu 0x3C vai 0x3D adreses, kuras ievadāt savā kodā.

Vispirms inicializējiet displeju, piešķirot tam unikālu nosaukumu:

Adafruit_SSD1306 displejs1 (OLED_REST);

Adafruit_SSD1306 displejs2 (OLED_REST);

Pēc tam savā kodā izmantojiet displeju 1 un displeju 2, lai izsauktu sākuma paziņojumus ar ierīču adresēm:

display1.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); // parādīt 1 op adresi 0x3C

display2.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3D); // parādīt 2 op adresi 0x3D

Tieši tā, tagad varat turpināt un darīt visu, ko vēlaties, pārējā koda daļā izmantojot 1. displeju vai 2. displeju. Ar šo apmācību es sniedzu piemēru.

Elektroinstalācija ir tieši tāda pati kā tas, ko mēs esam darījuši iepriekš, gandrīz jāpievieno vēl viens displejs tām pašām Arduino vai NodeMCU I2C tapām. Pamatojoties uz adresēm, MCU nosūta datus uz I2C datu rindu.

12. darbība. Vairāk nekā divu displeju savienošana

Ko darīt, ja vēlaties savienot vairāk nekā 2 displejus?

Arduino ir ierobežots tapu skaits, un tāpēc tam nevar pievienot vairāk nekā noteiktu vairogu daudzumu. Turklāt tam ir tikai viens I2C autobusu pāris.

Tātad, kā mēs varam Arduino pievienot vairāk nekā 2 I2C displejus? Triks ir izmantot TCA9548 multipleksoru.

TCA9548 ļauj vienam mikrokontrollerim sazināties ar līdz pat 64 sensoriem, kuriem visiem ir viena un tā pati vai atšķirīga I2C adrese, piešķirot unikālu kanālu katrai sensoru sekotāja apakšsistēmai.

Kad mēs runājam par datu nosūtīšanu pa 2 vadiem uz vairākām ierīcēm, mums ir nepieciešams veids, kā tos risināt. Tas pats, kas pastnieks ierodoties pa vienu ceļu un izmetot pasta paketes uz dažādām mājām, jo uz tām ir rakstītas dažādas adreses.

Multiplekseris savienojas ar mikrokontrollera 3V3, GND, SDA un SCL līnijām. Vergu sensori ir savienoti ar vienu no astoņiem paneļa SCL/SDA vergu portiem. Kanālus izvēlas, nosūtot TCA9548A tās I2C adresi (0x70 {noklusējums} - 0x77), kam seko kanāla numurs (0b00000001 - 0b10000000). Lai kontrolētu 64 vienas un tās pašas I2C adresētās daļas, maksimāli 8 no šiem multipleksoriem varētu būt savienoti kopā ar 0x70-0x77 adresēm. Savienojot trīs adreses bitus A0, A1 un A2 ar VIN, jūs varat iegūt atšķirīgu adrešu kombināciju. Es to detalizēti paskaidrošu nākamajā apmācībā par TCA9548A sadalīšanas dēli. Pagaidām vienkārši pievienojiet 8 OLED pie šīs plates un ātri apskatiet kodu.

Savienojums:

VIN līdz 5V (vai 3.3V)

GND uz zemes

SCL līdz I2C pulkstenis

SDA – I2C dati

Pēc tam pievienojiet sensorus VIN, GND un izmantojiet vienu no SCn / SDn multipleksētajiem autobusiem

Tagad Int kods ļauj sākt, iekļaujot bibliotēku "Wire" un nosakot multipleksoru adresi.

#ietver "Wire.h"

#iekļaut

#define MUX_Address 0x70 // TCA9548A Kodētāju adrese

Pēc tam mums jāizvēlas ports, ar kuru vēlamies sazināties, un jānosūta dati par to, izmantojot šo funkciju:

void tcaselect (uint8_t i) {

ja (i> 7) atgriežas;

Wire.beginTransmission (MUX_Address);

Wire.write (1 << i);

Wire.endTransmission ();

}

Tālāk mēs inicializēsim displeju iestatīšanas sadaļā, izsaucot "u8g.begin ();" katram displejam, kas pievienots MUX "tcaselect (i);"

Pēc inicializācijas mēs varam darīt visu, ko vēlamies, vienkārši izsaucot funkciju "tcaselect (i);" kur "i" ir multipleksētās kopnes vērtība un pēc tam attiecīgi nosūta datus un pulksteni.

13. solis: priekšrocības un trūkumi

OLED attēls ir skaists. Tomēr OLED ir arī

trūkumi. Tā kā OLED ekrānos ir organiski materiāli, to kalpošanas laiks ir īsāks nekā LCD displejiem. Turklāt daudzi OLED displeji tiek iedegti pēc viena un tā paša attēla ilgstošas rādīšanas. Pēc sadedzināšanas attēls paliek ekrānā pat pēc cita attēla parādīšanas. Tāpēc noteikti atsvaidziniet ekrānu ik pēc dažām sekundēm. Ūdens var uzreiz sabojāt šo displeju organiskos materiālus.

Priekšrocības

Nav nepieciešams fona apgaismojums

Displeji ir ļoti plāni un viegli

Zems enerģijas patēriņš

Skata leņķi ir platāki nekā LCD

Spilgtums un kontrasts ir lieliski

Liels ātrums un zems reakcijas laiks

Dziļi melna krāsa

Trūkumi

Dārga tehnoloģija

Īss dzīves cikls

OLEDS, visticamāk, iedegsies

Ūdens bojājumi

14. darbība. Bieži sastopamās kļūdas

Noslēgumā apmācība ļauj runāt par dažām izplatītākajām kļūdām

cilvēki dara, izmantojot šos displejus:

- Vienmēr trīs reizes pārbaudiet tapas, pirms to izmantojat savā projektā

- Uzņemiet pareizo bibliotēkas adresi galvenes failā un kodā

#define SSD1306_I2C_ADDRESS 0x3C // Adafruit_SSD1306.h

un

display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); // savā kodā

Ja adrese ir nepareiza, OLED neko nerādīs

- Displeja izmērs ir jāmaina draiverī, pirms to var izmantot. Ja tas netiek mainīts, mēģinot pārbaudīt kodu, tiks parādīts kļūdas ziņojums

#error ("Nepareizs augums, lūdzu, izlabojiet Adafruit_SSD1306.h!");

- Ja izmantojat NodeMCU, noteikti nomainiet OLED_RESET no 4 uz LED_BUILTIN

#define OLED_RESET LED_BUILTIN

Man ir ainas cilvēki, kas, izmantojot šo OLED displeju, gatavo visādas lietas. Daži pat ir izveidojuši videospēles un viss. Man tiešām nav interesanti izveidot videospēli, izmantojot šo mazo displeju. Tomēr tagad es atstāšu jūs, lai izpētītu jūsu iztēli un nāktu klajā ar pārsteidzošām idejām.

15. solis: saites

- Emuārs:

- Pievienot attēlu:

- Pielāgots teksts:

- Adafruit displeja bibliotēka:

-Adafruit GFX bibliotēka:

- u8glib bibliotēka: https://code.google.com/archive/p/u8glib/ vai

Ja vēlaties izmantot mazāku displeju, izmantojiet noklusējuma 128_32, pretējā gadījumā lielākam displejam komentējiet 128_32 un noņemiet komentāru 128X64 NO_ACK savā kodā (vienkārši nekomentējiet izmantotā ekrāna veidu) (fonti ir fontu bibliotēkā)