Как подключить OLED I2C дисплей к ARDUINO
Привет! Будучи любителем — энтузиастом электроники, я уверен, что всё что мы делаем – радиоэлектронные игрушки – самоделки, или большие проекты, все это от любопытства и лени. Любопытство стремится понять и постичь необъятное, не познанное, разобраться, как оно там работает, чего делает, как двигается. А лень изобретает, чтобы такого придумать, чтобы не вставать, не подходить, не поднимать, не запачкаться или еще чего ни будь важное.
Так как видеть информацию, это лучше, чем разбираться чего там сейчас должно произойти в нашем устройстве, или уже произошло, или происходит, мы обязательно захотим получить эту самую полезную информацию от наших микроконтроллеров, датчиков, или прочих устройств. А получать, я во всяком случае, хочу какие-либо сообщения, вроде вопросов, предупреждений, напоминаний, смайликов, звездочек, сердечек и тому подобное.
Для тех, у кого тоже возникло подобное желание, — вот краткое руководство по подключению и проверке маленьких и не дорогих дисплеев OLED.
Далее речь пойдет об одной из широко доступных для радиолюбителей моделях OLED дисплеев, управляемых чипом SSD1306, с размером экрана 0,96-дюймов и разрешением 128*64 или 128*32 точки. Эти дисплеи идеально подходят для не больших радиолюбительских конструкций и самоделок.
Шаг 1: Основные понятия
Шаг 2: Комплектующие
Шаг 3: Подключение дисплея
Шаг 4: Сканер I2C
Каждое устройство на шине I2C имеет шестнадцатеричный адрес, поменять нельзя, он вшит намертво, каждый ответственный производитель должен где-то на корпусе или в инструкции указать его. Бывают модули с переключателями и перемычками, которыми можно изменить адрес, но… если устройства дешевые, до безобразия, то производитель может и не удосужиться заниматься такой мелочью, поэтому его придется определять самостоятельно.
Всего на шине может использоваться до 127 адресов — 119 для устройств и 8 адресов служебных. Общение ведется по этим адресам. Есть главный, он же Master, а есть ведомый, он же Slave, — Мастера запрашивают, ведомые отвечают, все просто.
Поскольку на нашем OLED-дисплей используется протокол связи I2C, а адрес может быть и не указан, мы сами попробуем узнать этот самый адрес.
Это можно сделать, загрузив коротенький скетч на свою плату Arduino с подключенным OLED. НО!
Не торопитесь сразу заливать скетч в Arduino! Давайте для начала загрузим «драйвера», т.е. подключим библиотеки, а для этого сразу перейдем к «Шагу №5», а затем вернемся и продолжим.
Шаг 4: Продолжение:
Шаг 5: Загрузка и подключение библиотек
Шаг 6: Тестирование дисплея
Откройте файл Adafruit_SSD1306.h в текстовом редакторе и найдите строки:
Должно получиться так:
Если снова ошибка – необходимо проверить правильность соединений.
После окончания загрузки вы увидите тестовую анимацию на экране, это означает, что вы успешно настроили свой OLED дисплей.
Когда вы вдоволь насладитесь сей анимацией, можете переходить к следующему шагу.
Шаг 7: Пишем свое собственное сообщение
Для написания собственного сообщения, сначала создадим новый скетч в среде программирования ArduinoIDE.
В заголовке мы подключаем 4 библиотеки:
Затем пишем протокол сброса:
В VOID SETUP указываем шестнадцатеричный адрес нашего дисплея 0x3C, который мы узнали на «Шаге №4».
Затем, инициализируем дисплей и очищаем его:
Далее в VOID LOOP пишем основной код, то есть наше сообщение, которое хотим отобразить на дисплее.
Для этого описываем размер текста, цвет текста, позицию курсора, и наконец, выводим сообщение с помощью команды println:
Обзор OLED-дисплея 0.96,128х64 на SSD1306
Автор: Сергей · Опубликовано 03.02.2017 · Обновлено 13.04.2020
OLED — дисплей являются одним из самых привлекательным и современным дисплеем, при небольших размерах и незначительном энергопотребление OLED дисплей, обеспечивает насыщенную контрастность. Дисплеи в основном доступны на чипе SSD1306, работающим на интерфейсе I2C, для работы которого необходимо только 2 провода, что позволяет быстро подключить и начать использовать. В этом статье расскажу, как подключить OLED дисплей, диагональю 0.96 дюйма и расширением 128 х 64 пикселя.
Технические параметры
► Технология дисплея: OLED
► Разрешение дисплея: 128 на 64 точек
► Диагональ дисплея: 0,96 дюйма
► Уол обзора: 160°
► Напряжение питания: 2.8 В
5.5 В
► Мощность: 0,08 Вт
► Габариты: 27.3 мм х 27.8 мм х 3.7 мм
Общие сведения OLED дисплея
А что же такое, технология OLED? Расшифровывается как Organic Light-Emitting Diode, состоит дисплей из большого числа органических светодиодов, главное отличие от LCD дисплея, в том, что каждый светодиод светится сам и не нуждается в отдельной подсветки. Благодаря этому, дисплей обладает значительными преимуществом по сравнению с обычными LCD, такими как контрастностью, углом обзора и малая потребляемая мощность, конечно есть и недостатки, небольшой срок службы и дороговизна.
OLED модуль с расширением 128×64 (0.96 дюйма) состоит из двух частей, из самого дисплея, который в свою очередь можно разделить на две части, графический дисплей и контроллер SSD1306 от которого идет гибкий шлейф на обратную сторону платы. Вторая часть, модуля, представляет собой печатную плату (которая по сути является переходником), на которой установлена минимальная электрическая обвязка, однорядный разъем шаг 2.54 мм и четырьмя крепежными отверстиями.
OLED модули, выпускаются с различным расширением 128×64, 128×32 и 96×16 (в статье и примере используется дисплей с расширением 128×32), сам контроллер SSD1306 может работать с OLED матрицами с максимальным расширение 128×64, так-же, модули бывают белые, синие и сине-желтые (сверху, желтая полоса, шириной 15 пикселя). Каждый производитель, выпускают свою печатные плату с различной компоновкой электронных компонентов и выведенным интерфейсом, так-как контроллер SSD1306 поддерживает сразу три протокола работы:
► 8-bit 6800/8080-series parallel interface
► 3 /4 wire Serial Peripheral Interface
► I2C
Для изменения протокола работы, предусмотрены три линии BS0, BC1 и BS2 с помощью которых, контроллер дисплея определяет по какому протоколу ему работать. В моем случаи, OLED дисплей разработан для работы по одному протоколу I2C, в других вариантов, возможно смена протокола работы с помощью нулевых резисторах или DIP переключателей.
Ниже приведена принципиальная схема OLED дисплея на микросхеме SSD1306, работающая по интерфейсу I2C, из нее видно, что микросхема U2 выполняет функцию стабилизатора напряжение (3.3В), конденсатор C8 необходим для сглаживания выходного напряжения. Резисторы R6 и R7 выполняют функцию подтяжки линии SCL и SAD, если к шине I2C, подключено не одно устройство, необходимо использовать подтягивающие резисторы только на одном устройстве. С помощью резистора на 0 Ом (без обозначении), можно произвести смену адреса 0x78 или 0x7A.
Назначение контактов J2:
► SCL: линия тактирования (Serial CLock)
► SDA: линия данных (Serial Dфta)
► VCC: «+» питание
► GND: «-» питание
Подключение к Arduino
Необходимые детали:
► Arduino UNO R3 x 1 шт.
► OLED-дисплей 0.96,128х64, 3.3-5B, SPI, IIC, синий x 1 шт.
► Провод DuPont, 2,54 мм, 20 см, F-M (Female — Male) x 1 шт.
► Кабель USB 2.0 A-B x 1 шт.
Подключение:
В примере буду использовать плату Arduino UNO R3 и OLED дисплей (расширением 128×64), как говорил ранее, используемый интерфейс I2c, для подключения необходимо всего два провода, подключаем SDA дисплея к выводу A4 (Arduino), а SCL к выводу A5 (Arduino). При использовании, других платформ Mega или Nano необходимо использовать другие порты, для удобства приведу таблицу, подключения для различных плат. Далее, необходимо подключить питание, GND к GND, а VCC к 5 В или 3.3В, схема собрана, теперь осталось загрузить скетч.
Для работы с OLED дисплеем необходима библиотека, так-как библиотек несколько, пример работы покажу через библиотеку OLED_I2C (скачать библиотеку можно в конце статьи)
Программа только отображает текст на дисплей и больше не какого функционала не несет, скачиваем скетч и загружаем ее в плату Arduino UNO R3.
Arduino и OLED дисплей
Описание
Набор GyverKIT комплектуется графическим OLED дисплеем:
- Разрешение: 128×64 пикселя
- Диагональ: 0.96″
- Контроллер: SSD1306
- Подключение: I2C
Подключение
Модуль подключается на шину I2C и питание, как и любой другой модуль такого типа:
- Arduino: SDA – A4, SCL – A5
- Wemos: SDA – D2, SCL – D1
Библиотеки
Для данного дисплея существует несколько библиотек:
- u8glib – мощная, но очень тяжёлая библиотека от olikraus
- Adafruit_SSD1306 – библиотека от adafruit
- GyverOLED – наша библиотека. Очень лёгкая и быстрая, поддерживает русский шрифт
В примерах на этом сайте мы будем использовать GyverOLED. Библиотека идёт в архиве к набору GyverKIT, а свежую версию всегда можно установить/обновить из встроенного менеджера библиотек Arduino по названию GyverOLED . Краткая документация находится по ссылке выше, базовые примеры есть в самой библиотеке.
Примеры
Библиотека имеет два режима работы: с буфером и без буфера:
- С буфером: занимает больше оперативной памяти, но позволяет выводить новые данные с наложением на старые. Требует вызова update() для применения изменений. Инициализация: GyverOLED oled;
- Без буфера: на дисплей сразу выводится указанная графика, заменяя текущее отображение. Инициализация: GyverOLED oled;
Библиотека умеет делать print() любых типов данных и текста. Позицию вывода можно установить двумя способами:
- setCursor(x, y) – пиксель по горизонтали (0.. 127), строка по вертикали (0.. 7). Одна строка – 8 пикселей
- setCursorXY(x, y) – пиксель по горизонтали (0.. 127), пиксель по вертикали (0.. 63)
Можно выводить простую графику:
- dot(int x, int y, byte fill) – точка (заливка 1/0)
- line(int x0, int y0, int x1, int y1, byte fill) – линия (x0, y0, x1, y1)
- rect(int x0, int y0, int x1, int y1, byte fill) – прямоугольник (лев. верхн, прав. нижн)
- roundRect(int x0, int y0, int x1, int y1, byte fill) – прямоугольник скруглённый (лев. верхн, прав. нижн)
- circle(int x, int y, int radius, byte fill) – окружность (центр х, центр у, радиус, заливка)
- bezier(int* arr, uint8_t size, uint8_t dense, uint8_t fill) – кривая Безье
Остальные возможности смотри в документации и встроенных примерах.
OLED I2C 128 x 64 px – схема подключения к Arduino
В небольших устройствах тоже бывает нужно вывести какую-либо полезную информацию, сохраняя компактные габариты. Обычные экраны, вроде Nokia 3310, не обеспечивают достаточного разрешения, к тому же их не видно в темноте. В различных плеерах, электронных сигаретах и прочем давно уже используют компактные OLED-дисплеи с большим для их габаритов разрешением – так чем наши проекты хуже?
Краткий обзор модуля
OLED-экраны на базе контроллера SSD1306 популярны благодаря простому подключению, относительно низкой цене и высокому разрешению – для экрана диагональю 0.96 дюйма разрешение составляет аж 128×64! У того же Nokia 3310 разрешение составляет 84×48 пикселей при диагонали 1.5”.
Важным плюсом OLED-экранов является работа без подсветки – каждый пиксель – сам себе подсветка. За счёт такой системы, экран потребляет крайне мало тока (фактически, его можно запитать от пина Arduino). Есть и один минус – при постоянном использовании отдельные пиксели начинают выгорать и терять яркость, но до наступления этого состояния вы успеете отладить и вывести всё, что только можно.
Дисплей подключается по высокоскоростному интерфейсу I2C (относительно высокоскоростному – до 400Кбод) и использует всего 2 сигнальных провода. Это ещё один неоспоримый плюс! Несмотря на то, что интерфейс последовательный, да ещё и данные в обе стороны идут по одной линии, на рядовой Arduino можно достичь порядка 15-20fps, чего более чем достаточно для проектов.
Стоит заметить, что дисплей монохромный – цветные картинки на него не выведешь, а для текста или графика хватит и двух цветов.
Схема подключения
Всего у дисплея 4 пина – VCC, GND, SDA, SCL. VCC и GND подключаются к VCC и GND Arduino соответственно (чтобы перестраховаться, лучше питать дисплей от пина 3.3В – не на всех модулях стоят понижающие преобразователи), а линии данных находятся у каждой версии Arduino на разных пинах. У Uno (Nano, Pro Mini и других платах на ATMega328/168) SDA – A4, SCL – A5. У Mega – SDA – 20, SCL – 21.
На платах 3 ревизии контакты интерфейса выведены перед 13 пином на гребёнке и подписаны соответственно.