Tutorial OLED I2C Arduino / NodeMCU: 15 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:11

Program pertama yang anda tulis semasa anda mula belajar a

bahasa pengaturcaraan baru ialah: "Hello World!".

Program itu sendiri tidak lebih daripada mencetak teks "Hello World" di skrin.

Jadi, bagaimana kita dapat Arduino kita memaparkan "Hello World!"?

Dalam video ini, saya akan menunjukkan kepada anda bagaimana untuk memulakan dengan paparan OLED 0.91 (128x32) dan 0.96 (128x64) kecil I2C.

Terdapat 100 tutorial di web yang menjelaskan perkara yang sama dengan cara yang berbeza, tetapi saya tidak dapat menemukannya yang memberitahu saya semua tentang paparan OLED dan cara menggunakannya dalam senario yang berbeza. Saya mengambil masa untuk menyelesaikan semuanya. Oleh itu, saya fikir saya harus membuat tutorial mengenai apa yang telah saya pelajari dan menggabungkan semua ciri dan cara paparan OLED dapat digunakan dalam projek kami.

Langkah 1: Perkara Yang Akan Kita Pelajari Hari Ini

Dalam video ini kita akan bercakap mengenai:

- Apakah paparan OLED?

- Kemudian kita akan melihat lebih dekat pada paparan OLED 0.91 (128x32) dan 0.96 (128x64) I2C

- Selanjutnya kita akan membincangkan pemasangan Adafruit Library ke Arduino IDE anda

- Kemudian kita akan menghubungkan NodeMCU dan Arduino ke paparan OLED

- Selanjutnya kita akan melihat kodnya dan memaparkan beberapa grafik dan teks di atasnya

- Kami juga akan membincangkan penggunaan Font Custom dan memaparkan Imej

- Kemudian kita akan menghubungkan Multiple OLED ke pengawal mikro menggunakan I2C Multiplexer

- Akhirnya, kita akan membincangkan beberapa kesalahan yang sering dilakukan orang semasa menggunakan paparan OLED

Langkah 2: Keperluan Perkakasan

Untuk tutorial ini, kami memerlukan:

- Papan Roti

- Paparan OLED I2C 0.91 "(128x32) dan 0.96" (128x64)

- Arduino UNO / NANO (apa sahaja yang berguna)

- NodeMCU

- Multiplexer TCA9548A I2C

- Beberapa Kabel Sambungan

- dan kabel USB untuk memuat naik kod

Langkah 3: Apa itu Paparan OLED?

Diod pemancar cahaya OLED atau organik adalah pemancar cahaya

diod (LED) di mana lapisan elektroluminesen yang memancarkan adalah filem sebatian organik (berjuta-juta lampu LED kecil) yang memancarkan cahaya sebagai tindak balas terhadap arus elektrik.

OLED digunakan untuk membuat paparan digital pada peranti seperti skrin televisyen, monitor komputer, sistem mudah alih seperti telefon bimbit, konsol permainan genggam dan PDA. Paparan OLED berfungsi tanpa lampu latar kerana memancarkan cahaya yang dapat dilihat.

Langkah 4:

Terdapat banyak jenis paparan OLED yang tersedia di

pasaran berdasarkan mereka

- Ukuran

- Warna

- Jenama

- Protokol

- SPI (Siri Periferal Interface) atau I2C

- Skim kawalan pasif-matriks (PMOLED) atau matriks aktif (AMOLED)

Dalam tutorial ini, saya akan bercakap mengenai menghubungkan

warna biru 0.91 (128x32 OLED) dan 0.96 (128x64 OLED) I2C OLDE memaparkan kepada Arduino NANO dan NodeMCU. Teknologi bas I2C hanya menggunakan 2 pin MCU sehingga kami mempunyai timbunan untuk sensor lain.

Langkah 5: Lihat Lebih Dekat

Mari kita lebih dekat pada dua paparan ini.

Di bahagian belakang paparan ini terdapat timbunan kapasitor SMD dan perintang yang disolder di atas kapal; tetapi, kerana ia adalah peranti I2C, kami hanya mengambil berat 2 pin ini (SCL dan SDA)

Paparan menghubungkan ke Arduino hanya menggunakan empat wayar - dua untuk kuasa (VCC dan GND) dan dua untuk data (jam bersiri SCL dan

data bersiri SDA), menjadikan pendawaian sangat mudah. Sambungan data adalah I2C (I²C, IIC atau Inter-Integrated Circuit) dan antara muka ini juga dipanggil TWI (Two Wire Interface).

- Pin pada papan boleh berada dalam urutan yang berbeza, jadi selalu periksa tiga kali sebelum menghubungkannya ke projek anda.

- Voltan operasi antara 3v hingga 5v tetapi, lebih baik menggunakan panduan dari lembaran data pengeluar.

- Kadang kala kita perlu menggunakan 2 paparan dalam projek kita. Jadi, bagaimana kita dapat mencapainya?

Caranya adalah dengan mempunyai alamat yang boleh dikonfigurasi di paparan anda. Unit ini mempunyai alamat yang boleh dikonfigurasi antara 0x78 dan 0x7A. Hanya dengan melepaskan perintang 0Ohm dari satu sisi dan memukulnya ke sisi lain atau hanya dengan meletakkan solder global, kita dapat menukar alamatnya. Kami akan membincangkannya secara mendalam apabila kami menghubungkan beberapa paparan ke Arduino di bahagian selanjutnya dari tutorial ini.

Dalam gambar paparan ini kelihatan sangat besar. Tetapi, secara praktiknya mereka kecil. Mereka diperbuat daripada piksel OLED 128 x 32/64 individu dan tidak memerlukan lampu belakang. Lihat sahaja ini dan lihat betapa kecilnya. Walaupun kecil, ia sangat berguna dalam sebarang projek elektronik.

Langkah 6: Perpustakaan

Terdapat beberapa perpustakaan yang tersedia untuk mengawalnya

paparan. Dahulu saya telah menggunakan "perpustakaan u8glib" tetapi saya mendapati perpustakaan AdaFruit sangat mudah difahami dan digunakan dalam projek kami. Jadi, saya akan menggunakan perpustakaan AdaFruit dalam tutorial ini.

Untuk mengawal paparan OLED, anda memerlukan perpustakaan "adafruit_GFX.h" dan perpustakaan "adafruit_SSD1306.h".

Terdapat dua cara untuk memuat turun dan memasang perpustakaan ke Arduino IDE anda.

Kaedah 1

Pergi ke "Pengurus perpustakaan" dan cari "adafruit_SSD1306" dan "adafruit_gfx"

Pilih versi terkini dan tekan butang Pasang.

Setelah dipasang, anda boleh menggunakan perpustakaan ini dalam program anda.

Kaedah 2

Kedua-dua perpustakaan ini juga boleh dimuat turun dari github (anda memerlukan kedua-duanya):

Saya akan memberikan pautan dalam keterangan di bawah.

Perpustakaan paparan:

Perpustakaan GFX:

Setelah dimuat turun, salin folder master Adafruit_SSD1306 dari fail zip yang dimuat turun ke folder perpustakaan Arduino. Folder ini biasanya terdapat di Perpustakaan Documents> Arduino> pada sistem Windows. Pada Linux biasanya terdapat di folder rumah> Arduino> perpustakaan. Akhirnya dalam folder perpustakaan Arduino, namakan semula folder master Adafruit_SSD1306 menjadi Adafruit_SSD1306. Walaupun anda tidak menamakan semula itu tidak mengapa.

Langkah 7:

Sekarang, mari kita lihat "Adafruit_SSD1306.h"

fail

Dua perkara yang perlu kita ketahui di perpustakaan ini:

1. Sekiranya anda ingin menggunakan paparan yang lebih kecil, gunakan 128_32 lalai jika tidak untuk komen paparan yang lebih besar, 128_32 dan tanggalkan 128_64

2. Sekiranya anda telah menyolder Alamat 0x7A di papan (yang akan kami bicarakan kemudian), kemudian gunakan alamat 0x3D 7 bit untuk paparan yang lebih besar, jika tidak, gunakan alamat 0x3C lalai. Untuk paparan yang lebih kecil alamatnya adalah 0x3C.

Langkah 8: Pendawaian 128 X 64/32 OLED

Mari mulakan dengan menyambungkan NodeMCU ke paparan.

Perkara pertama dan paling penting yang perlu diperhatikan ialah beberapa paparan mungkin mempunyai pin kuasa GND dan VCC yang bertukar. Periksa paparan anda untuk memastikan gambar itu sama dengan gambar. Sekiranya pin ditukar, pastikan untuk menukar sambungan ke Arduino atau NodeMCU.

- Pendawaian NodeMCU OLED

OLED VCC - NodeMCU 3.3V

OLED GND - NodeMCU GND

OLED SCL - NodeMCU D1

OLED SDA - NodeMCU D2

- Pendawaian Arduino Uno OLED

OLED VCC - Arduino 5V

OLED GND - Arduino GND

OLED SCL - Arduino Uno A5

OLED SDA - Arduino Uno A4

- Pendawaian Arduino MEGA 2560 OLED

OLED VCC - Arduino 5V

OLED GND - Arduino GND

OLED SCL - Arduino MEGA 2560 pin 21

OLED SDA - Arduino MEGA 2560 pin 20

Langkah 9: Kod

Perpustakaan Adafruit dilengkapi dengan contoh yang sangat baik untuk kedua-duanya

Paparan 128x32 dan 128x64.

Perpustakaan terletak di bawah Fail> Contoh> Adafruit SSD1306> dan kemudian jenis paparan di Arduino IDE.

Kita akan menggunakan contoh 128x32 I2C dan akan mengubahnya untuk berfungsi dengan paparan 128x64 dan 128x32 dengan menghubungkannya ke Arduino dan kemudian ke papan NodeMCU.

Kodnya dimulakan dengan memasukkan kedua-dua perpustakaan Adafruit. Dalam tutorial ini saya akan menekankan hanya bahagian kod yang diperlukan untuk kita muatkan di kedua papan dan paparan. Sekiranya anda ingin mengetahui lebih lanjut mengenai kod tersebut, sila berikan komen di blog saya atau di bahagian komen di bawah dan saya berusaha untuk menghubungi anda.

- Pertama kita akan memuatkan kod ke Arduino Nano yang disambungkan ke paparan 128x32.

Kita boleh menggunakan kodnya tanpa sebarang pengubahsuaian.

128x32 menggunakan alamat 0x3C sehingga bit ini kelihatan baik di sini, mari kita periksa header library, ya juga menggunakan alamat 0x3C dan jenis paparannya adalah 128x32.

- Sekarang mari kita sambungkan paparan 128x64. Seperti yang kita ketahui, ia menggunakan alamat 0x3C secara lalai sehingga kita tidak perlu mengemas kini alamat dalam kod atau perpustakaan.

Kami hanya perlu memberi komen 128_32 dan melepaskan 128_64 di perpustakaan tajuk dan menukar LCDHEIGHT menjadi 64 dalam kod kami.

- Sekarang untuk menjalankan kod yang sama pada NodeMCU kita perlu mengubah satu baris lagi dalam kod kita.

Selebihnya kod "#define OLED_RESET 4"> "#define OLED_RESET LED_BUILTIN" sama dengan Arduino

Cukup banyak untuk memaparkan apa-apa yang pertama kita perlu membersihkan skrin sebelumnya menggunakan

display.clearDisplay (); // Kosongkan penyangga

Kemudian lukis objek tersebut

testdrawline (); // Lukis satu garisan

Tunjukkan pada perkakasan

paparan.display (); // Jadikannya kelihatan pada perkakasan paparan!

Tunggu sebentar sebelum memaparkan item seterusnya.

kelewatan (2000); // Tunggu selama 2 saat

Dalam contoh ini, kami memaparkan beberapa item seperti teks, garis, bulatan, teks tatal, segitiga dan banyak lagi. Teruskan dan gunakan imaginasi anda dan tampilkan apa sahaja yang anda mahukan pada paparan kecil ini.

Langkah 10: Menyesuaikan Teks & Menambah Imej

Kadang kala kod anda perlu memaparkan fon tersuai dan

gambar. Sekiranya anda sangat baik dalam pemetaan bit maka anda hanya perlu membuat susunan bait dengan menghidupkan atau mematikan LED kecil paparan untuk membuat fon dan gambar tersuai.

Namun, saya tidak begitu mahir dalam melakukan pemetaan ini dan tidak mahu menghabiskan berjam-jam membuat jadual peta bit.

Jadi, apa pilihan saya? Saya biasanya menggunakan dua laman web untuk menghasilkan fon dan gambar tersuai. Pautan disediakan dalam keterangan di bawah.

Fon Tersuai

Pergi ke laman web penukar fon, pilih keluarga, gaya, ukuran, Versi Perpustakaan sebagai "Adafruit GFX Font" dan kemudian tekan butang "Buat". Di sebelah kanan halaman ini, anda dapat melihat bagaimana bentuk fon anda pada paparan sebenar.

Berdasarkan pilihan anda, laman web menghasilkan fail tajuk fon. Buat fail bernama "modifikasi_font.h" dalam folder yang sama dengan kod anda dan salin dan simpan kod yang dihasilkan ke dalamnya. Maka anda hanya perlu memasukkan fail tajuk dalam kod anda untuk menggunakan fon tersuai.

#masuk "diubahsuai_font.h"

Kemudian, anda hanya perlu menetapkan fon sebelum memaparkan teks untuk menerapkan fon khusus padanya.

display.setFont (& Your_Fonts_Name);

Anda boleh mendapatkan nama fon dari fail tajuk yang baru anda tambahkan ke projek anda. Itulah, mudah.

Memori selalu menjadi perhatian semasa menggunakan fon tersuai, jadi selalu mempertimbangkan bait yang akan dimakan oleh memori. Hanya ingat Arduino UNO hanya mempunyai 32K memori.

Imej Tersuai

Untuk memaparkan gambar bitmap di skrin anda terlebih dahulu perlu membuat gambar berukuran 128 x 64/32.

Saya menggunakan "MS Paint" lama untuk membuat gambar bitmap 128 x 64 yang kemudian saya akan muat naik ke laman web penukar gambar ini. Laman web menukar gambar menjadi rentetan bait, yang boleh digunakan dengan paparan Arduino dan OLED.

Mulakan dengan memuat naik gambar ke laman web. Kemudian letakkan tanda centang pada kotak centang "Balikkan warna gambar" dan ubah "Output code format" menjadi "Arduino Code" seterusnya pilih orientasi dan tekan butang "Generate Code" untuk menghasilkan array byte. Bahagian "Pratonton" menunjukkan kepada anda bagaimana rupa gambar anda pada paparan sebenar.

Saya telah memasukkan kod bersama dengan tutorial ini yang boleh anda gunakan untuk memaparkan gambar anda. Anda hanya perlu mengganti susunan dalam kod saya dengan yang baru anda buat dan kemudian memuatkannya ke Arduino anda.

Langkah 11: Menghubungkan 2 Paparan

Menyambungkan dua paparan 128 x 64 ke projek anda adalah mudah.

Anda hanya perlu menyelesaikan perintang 0Ohm dari alamat 0x78 dan meletakkannya pada 0x7A dan kemudian gunakan alamat 0x3D dalam kod anda dan bukannya 0x3C lalai.

Anda pasti tertanya-tanya mengapa kami menggunakan alamat 0x3C dan 0x3D dan bukan 0x78 dan 0x7A sebenarnya. Arduino menerima alamat 7-bit dan bukan alamat perkakasan 8-bit. Oleh itu, pertama-tama kita perlu menukar alamat 8-bit ke binari, dan kemudian memotong bit yang paling tidak signifikan untuk mendapatkan 7 bit. Kemudian ubah 7 bit ke HEX untuk mendapatkan alamat 0x3C atau 0x3D yang anda masukkan dalam kod anda.

Pertama, mulakan paparan dengan memberikan nama yang unik:

Adafruit_SSD1306 display1 (OLED_REST);

Adafruit_SSD1306 display2 (OLED_REST);

Kemudian dalam kod anda gunakan paparan 1 dan paparan 2 untuk memanggil pernyataan permulaan dengan alamat peranti di dalamnya:

display1.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); // paparkan 1 alamat op 0x3C

display2.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3D); // paparkan 2 alamat op 0x3D

Itu sahaja, anda kini boleh terus maju dan melakukan apa sahaja yang anda mahukan menggunakan Paparan 1 atau Paparan 2 di kod anda yang lain. Saya telah memberikan contoh dengan tutorial ini.

Pendawaian sama seperti apa yang telah kita lakukan sebelumnya, anda hanya perlu menambahkan paparan lain ke pin I2C sama ada Arduino atau NodeMCU. Berdasarkan alamat, MCU kemudian mengirimkan data pada baris data I2C.

Langkah 12: Menghubungkan Lebih daripada 2 Paparan

Sekarang, bagaimana jika anda mahu menghubungkan lebih dari 2 paparan?

Arduino mempunyai bilangan pin yang terhad dan dengan itu anda tidak boleh memiliki lebih dari sejumlah pelindung yang melekat padanya. Selain itu, ia hanya mempunyai satu pasang bas I2C.

Jadi, bagaimana kita boleh melampirkan lebih dari 2 paparan I2C ke Arduino? Caranya adalah dengan menggunakan TCA9548 Multiplexer.

TCA9548 membenarkan pengawal mikro tunggal untuk berkomunikasi dengan '64 sensor 'semuanya dengan alamat I2C yang sama atau berbeza dengan menetapkan saluran unik untuk setiap sub-sub hamba sensor.

Apabila kita bercakap mengenai pengiriman data lebih dari 2 wayar ke beberapa peranti, maka kita memerlukan cara untuk mengatasinya. Sama seperti posmen yang datang di satu jalan dan menjatuhkan paket surat ke rumah yang berbeza kerana mereka mempunyai alamat yang berlainan.

Multiplexer menghubungkan ke garisan 3V3, GND, SDA dan SCL pengawal mikro. Sensor hamba disambungkan ke salah satu daripada lapan port budak SCL / SDA di papan. Saluran dipilih dengan menghantar TCA9548A alamat I2C (0x70 {default} - 0x77) diikuti dengan nombor saluran (0b00000001 - 0b10000000). Maksimum 8 dari multiplexer ini dihubungkan bersama pada alamat 0x70-0x77 untuk mengawal 64 bahagian I2C yang sama. Dengan menghubungkan tiga bit alamat A0, A1 dan A2 ke VIN, anda boleh mendapatkan kombinasi alamat yang berbeza. Saya akan menerangkannya secara mendalam dalam tutorial seterusnya mengenai papan pemecahan TCA9548A. Buat masa ini, mari kita menghubungkan 8 OLED ke papan ini dan melihat kodnya dengan cepat.

Sambungan:

VIN hingga 5V (atau 3.3V)

GND ke tanah

Jam SCL ke I2C

Data SDA hingga I2C

Kemudian pasangkan sensor ke VIN, GND dan gunakan salah satu bas multiplexed SCn / SDn

Sekarang, int kodnya bermula dengan memasukkan perpustakaan "Wire" dan dengan menentukan alamat multiplexer.

#sertakan "Wire.h"

#sertakan

#define MUX_Address 0x70 // Alamat pengekod TCA9548A

Kemudian kita perlu memilih port yang ingin kita sampaikan dan menghantar data di dalamnya menggunakan fungsi ini:

batal tcaselect (uint8_t i) {

sekiranya (i> 7) kembali;

Wire.beginTransmission (MUX_Address);

Wire.write (1 << i);

Wire.endTransmission ();

}

Selanjutnya kita akan menginisialisasi paparan di bahagian persediaan dengan memanggil "u8g.begin ();" untuk setiap paparan yang dipasang pada MUX "tcaselect (i);"

Setelah diinisialisasi, kita kemudian dapat melakukan apa sahaja yang kita mahukan hanya dengan memanggil fungsi "tcaselect (i);" di mana "i" adalah nilai bus berbilang dan kemudian menghantar data dan jam dengan sewajarnya.

Langkah 13: Kelebihan dan Kekurangan

Imej OLED cantik. Walau bagaimanapun, OLED juga mempunyai

keburukan. Kerana skrin OLED mengandungi bahan organik, jangka hayatnya lebih pendek daripada paparan LCD. Selain itu, banyak paparan OLED mendapat kesan selepas menunjukkan gambar yang sama dalam jangka masa yang lama. Setelah burn-in, gambar tetap berada di layar walaupun selepas menunjukkan gambar lain. Oleh itu, pastikan anda terus menyegarkan skrin setiap beberapa saat. Air boleh merosakkan bahan organik paparan ini dengan serta-merta.

Kelebihan

Tidak perlu lampu latar

Paparan sangat nipis dan ringan

Penggunaan kuasa rendah

Sudut pandang lebih luas daripada LCD

Kecerahan dan kontrasnya hebat

Berkelajuan tinggi dan mempunyai masa tindak balas yang rendah

Warna hitam pekat

Kekurangan

Teknologi yang mahal

Kitaran hidup pendek

OLEDS lebih cenderung terbakar

Kerosakan air

Langkah 14: Kesalahan Umum

Untuk menyimpulkan tutorial, mari kita bincangkan beberapa kesalahan biasa

orang membuat semasa menggunakan paparan ini:

- Sentiasa periksa pin tiga kali ganda sebelum menggunakannya dalam projek anda

- Ambil alamat perpustakaan yang betul dalam fail tajuk dan kod anda

#tentukan SSD1306_I2C_ADDRESS 0x3C // dalam Adafruit_SSD1306.h

dan

display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); // dalam kod anda

Sekiranya alamat itu salah, OLED tidak akan memaparkan apa-apa

- Ukuran paparan mesti diubah pada pemacu sebelum dapat digunakan. Sekiranya tidak diubah, anda akan mendapat mesej ralat ketika cuba mengesahkan kodnya

#error ("Tinggi tidak betul, betulkan Adafruit_SSD1306.h!");

- Sekiranya menggunakan NodeMCU pastikan anda mengganti OLED_RESET dari 4 ke LED_BUILTIN

#tentukan OLED_RESET LED_BUILTIN

Saya mempunyai orang-orang yang membuat pelbagai perkara menggunakan paparan OLED ini. Ada juga yang membuat permainan video dan semuanya. Saya sebenarnya tidak berminat membuat permainan video menggunakan paparan kecil ini. Walau bagaimanapun, saya sekarang akan meninggalkan anda untuk meneroka imaginasi anda dan mengeluarkan idea-idea yang luar biasa.

Langkah 15: Pautan

- Blog:

- Tambah Imej:

- Teks Tersuai:

- Perpustakaan paparan Adafruit:

- Perpustakaan Adafruit GFX:

- perpustakaan u8glib: https://code.google.com/archive/p/u8glib/ atau

Sekiranya anda ingin menggunakan paparan yang lebih kecil, gunakan 128_32 lalai jika tidak untuk komen paparan yang lebih besar, 128_32 dan lepaskan 128X64 NO_ACK dalam kod anda (hanya melepaskan jenis skrin yang anda gunakan) (fon ada di perpustakaan fon)