OLED I2C Ekran Arduino/NodeMCU Eğitimi: 15 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Bir şeyi öğrenmeye başladığınızda yazdığınız ilk program

yeni programlama dili: "Merhaba Dünya!".

Programın kendisi ekrana bir “Merhaba Dünya” metni yazdırmaktan başka bir şey yapmıyor.

Peki, Arduino'muzun "Merhaba Dünya" yı göstermesini nasıl sağlayabiliriz?

Bu videoda size küçük 0.91 (128x32) ve 0.96 (128x64) I2C OLED ekranlara nasıl başlayacağınızı göstereceğim.

Web'de aynı şeyi farklı şekillerde açıklayan 100'lerce eğitim var, ancak bana OLED ekranı ve farklı senaryolarda nasıl kullanılacağını anlatan bir tane bulamadım. Her şeyi halletmem biraz zaman aldı. Bu yüzden öğrendiklerim hakkında bir eğitim oluşturmam ve OLED ekranların projelerimizde kullanılabileceği tüm özellikleri ve yolları birleştirmem gerektiğini düşündüm.

Adım 1: Bugün Öğreneceğimiz Şeyler

Bu videoda şunlardan bahsedeceğiz:

- OLED ekran nedir?

- O zaman 0,91 (128x32) ve 0,96 (128x64) I2C OLED ekranlara daha yakından bakacağız.

- Daha sonra Arduino IDE'nize Adafruit Kütüphanesini kurmaktan bahsedeceğiz.

- Ardından NodeMCU ve Arduino'yu bir OLED ekrana bağlayacağız

- Ardından, koda bir göz atacağız ve üzerinde bazı grafikler ve metinler görüntüleyeceğiz.

- Ayrıca Özel Yazı Tiplerini uygulama ve Görüntüleri görüntüleme hakkında da konuşacağız.

- Ardından Çoklu OLED'leri I2C Multiplexer kullanarak bir mikro denetleyiciye bağlayacağız

- Son olarak, OLED ekranları kullanırken insanların yaptığı birkaç yaygın hatadan bahsedeceğiz.

2. Adım: Donanım Gereksinimi

Bu eğitim için ihtiyacımız olan:

- Bir Ekmek Tahtası

- 0,91" (128x32) ve 0,96" (128x64) I2C OLED ekranlar

- Arduino UNO/NANO (kullanışlı olan her şey)

- DüğümMCU

- TCA9548A I2C çoklayıcı

- Birkaç Bağlantı Kablosu

- ve kodu yüklemek için bir USB kablosu

Adım 3: OLED Ekran Nedir?

OLED veya organik ışık yayan diyot, ışık yayan bir

Yayıcı elektrominesans tabakasının, bir elektrik akımına tepki olarak ışık yayan bir organik bileşik (milyonlarca küçük LED ışığı) filmi olduğu diyot (LED).

OLED'ler televizyon ekranları, bilgisayar monitörleri gibi cihazlarda, cep telefonları gibi taşınabilir sistemlerde, el tipi oyun konsollarında ve PDA'larda dijital ekranlar oluşturmak için kullanılır. OLED ekran, görünür ışık yaydığı için arka ışık olmadan çalışır.

4. Adım:

Piyasada birçok OLED ekran türü mevcuttur.

piyasa onlara göre

- Boyutlar

- Renk

- Markalar

- Protokol

- SPI (Seri Çevre Birimi Arayüzü) veya I2C

- Pasif matris (PMOLED) veya aktif matris (AMOLED) kontrol şeması

Bu derste, bağlantı kurma hakkında konuşacağım.

mavi renk 0.91 (128x32 OLED) ve 0.96 (128x64 OLED) I2C OLDE, bir Arduino NANO ve NodeMCU'ya görüntüler. I2C veri yolu teknolojisi, MCU'nun yalnızca 2 pimini kullanır, bu nedenle diğer sensörler için yığınlarımız vardır.

Adım 5: Yakından Bakın

Bu iki gösterimi daha yakından görelim.

Bu ekranların arkasında, yerleşik lehimli SMD kapasitörleri ve dirençleri yığınları vardır; ancak, bir I2C cihazı olduğu için sadece bu 2 pini (SCL ve SDA) önemsiyoruz.

Ekran Arduino'ya yalnızca dört kablo kullanarak bağlanır - ikisi güç için (VCC ve GND) ve ikisi veri için (seri saat SCL ve

seri veri SDA), kablolamayı çok basit hale getirir. Veri bağlantısı I2C'dir (I²C, IIC veya Inter-Integrated Circuit) ve bu arayüz TWI (İki Telli Arayüz) olarak da adlandırılır.

- Yerleşik pimler farklı sırada olabilir, bu nedenle projenize bağlamadan önce her zaman üç kez kontrol edin.

- Çalışma voltajı 3v ile 5v arasındadır, ancak üreticinin veri sayfasındaki kılavuzu kullanmak en iyisidir.

- Bazen projelerimizde 2 ekran kullanmamız gerekiyor. Peki, bunu nasıl başarabiliriz?

İşin püf noktası, ekranınızda yapılandırılabilir bir adrese sahip olmaktır. Bu ünitenin 0x78 ve 0x7A arasında yapılandırılabilir bir adresi vardır. Sadece 0Ohm direncini bir taraftan söküp diğer tarafa asarak veya sadece global bir lehim koyarak adresi değiştirebiliriz. Bu öğreticinin sonraki bölümünde bir Arduino'ya birden fazla ekran bağladığımızda bunun hakkında derinlemesine konuşacağız.

Resimde bu ekranlar çok büyük görünüyor. Ancak, pratik olarak konuşursak, küçükler. 128 x 32/64 ayrı OLED pikselden yapılmıştır ve herhangi bir arka ışık gerektirmezler. Sadece şuna bir bakın ve ne kadar küçük olduğunu görün. Küçük olmalarına rağmen herhangi bir elektronik projede çok faydalı olabilirler.

6. Adım: Kitaplık

Bunları kontrol etmek için kullanılabilecek birkaç kütüphane var.

görüntüler. Geçmişte "u8glib kütüphanesini" kullandım ama AdaFruit kütüphanesini projelerimizde anlamayı ve kullanmayı çok kolay buluyorum. Bu derste AdaFruit kütüphanesini kullanacağım.

OLED ekranı kontrol etmek için "adafruit_GFX.h" kitaplığına ve "adafruit_SSD1306.h" kitaplığına ihtiyacınız olacak.

Kütüphaneyi indirip Arduino IDE'nize kurmanın iki yolu vardır.

Yöntem 1

"Kütüphane yöneticisi"ne gidin ve "adafruit_SSD1306" ve "adafruit_gfx"i arayın

En son sürümü seçin ve Yükle düğmesine basın.

Kurulduktan sonra bu kütüphaneleri programınızda kullanabilirsiniz.

Yöntem 2

Bu iki kitaplık ayrıca github'dan indirilebilir (ikisine de ihtiyacınız var):

Aşağıdaki açıklamalarda linkleri vereceğim.

Ekran kitaplığı:

GFX kitaplığı:

İndirdikten sonra, indirilen sıkıştırılmış dosyadan Adafruit_SSD1306-master klasörünü Arduino kütüphaneleri klasörüne kopyalayın. Bu klasör genellikle Windows sistemlerinde Documents > Arduino > library konumunda bulunur. Linux'ta genellikle ana klasör > Arduino > kitaplıklarında bulunur. Son olarak Arduino kütüphane klasöründe Adafruit_SSD1306-master klasörünü Adafruit_SSD1306 olarak yeniden adlandırın. Yeniden adlandırmasanız bile sorun değil.

7. Adım:

Şimdi "Adafruit_SSD1306.h" dosyasına bir göz atalım.

dosya

Bu kütüphanede bilmemiz gereken iki şey:

1. Daha küçük ekranı kullanmak istiyorsanız varsayılan 128_32'yi kullanın, aksi takdirde daha büyük ekran için 128_32'yi yorumlayın ve 128_64'ü kaldırın

2. Kart üzerinde 0x7A Adresini lehimlediyseniz (ki buna daha sonra değineceğiz), daha büyük ekranlar için 7 bit 0x3D adresini kullanın, aksi takdirde varsayılan 0x3C adresini kullanın. Daha küçük ekranlar için adres 0x3C'dir.

8. Adım: 128 X 64/32 OLED'leri Kablolama

NodeMCU'yu ekrana bağlayarak başlayalım.

Unutulmaması gereken ilk ve en önemli şey, bazı ekranların GND ve VCC güç pinlerinin yer değiştirmiş olabileceğidir. Görüntü ile aynı olduğundan emin olmak için ekranınızı kontrol edin. Pinler değiştirilirse, Arduino veya NodeMCU bağlantılarını değiştirdiğinizden emin olun.

- NodeMCU OLED Kablolama

OLED VCC – NodeMCU 3.3V

OLED GND – NodeMCU GND

OLED SCL – NodeMCU D1

OLED SDA – NodeMCU D2

- Arduino Uno OLED Kablolama

OLED VCC – Arduino 5V

OLED GND – Arduino GND

OLED SCL – Arduino Uno A5

OLED SDA – Arduino Uno A4

- Arduino MEGA 2560 OLED Kablolama

OLED VCC – Arduino 5V

OLED GND – Arduino GND

OLED SCL – Arduino MEGA 2560 pin 21

OLED SDA – Arduino MEGA 2560 pin 20

9. Adım: Kod

Adafruit kütüphanesi her ikisi için de gerçekten iyi örneklerle geliyor

128x32 ve 128x64 ekranlar.

Kitaplık, Dosya > Örnekler > Adafruit SSD1306 > altında ve ardından Arduino IDE'deki ekran tipinde bulunur.

128x32 I2C örneğini kullanacağız ve onu bir Arduino'ya ve ardından bir NodeMCU kartına bağlayarak hem 128x64 hem de 128x32 ekranlarla çalışacak şekilde değiştireceğiz.

Kod, Adafruit kitaplıklarının ikisini de dahil ederek başlar. Bu derste, kodun yalnızca hem panolara hem de ekranlara yüklememiz için gerekli olan kısımlarını vurgulayacağım. Kod hakkında daha fazla bilgi edinmek isterseniz, lütfen bloguma veya aşağıdaki yorumlar bölümüne bir yorum bırakın; size geri dönmeye çalışacağım.

- Öncelikle kodu 128x32 ekrana bağlı bir Arduino Nano'ya yükleyeceğiz.

Kodu herhangi bir değişiklik yapmadan olduğu gibi kullanabiliriz.

128x32, 0x3C adresini kullanır, bu yüzden bu bit burada iyi görünüyor, başlık kitaplığını iki kez kontrol edelim, evet, 0x3C adresini de kullanıyor ve görüntüleme türü 128x32.

- Şimdi 128x64 ekranı bağlayalım. Bildiğimiz gibi, varsayılan olarak 0x3C adresini kullanır, bu nedenle kodu veya kitaplıktaki adresi güncellememize gerek yoktur.

Sadece 128_32'yi yorumlamamız ve başlık kitaplığındaki 128_64'ün yorumunu kaldırmamız ve kodumuzda LCDHEIGHT değerini 64 olarak değiştirmemiz gerekiyor.

- Şimdi aynı kodu bir NodeMCU'da çalıştırmak için kodumuzda bir satır daha değiştirmemiz gerekiyor.

Kodun geri kalanı "#define OLED_RESET 4" > "#define OLED_RESET LED_BUILTIN" Arduino ile aynıdır

Hemen hemen her şeyi görüntülemek için, önce kullanarak önceki ekranı temizlememiz gerekir.

display.clearDisplay(); // arabelleği temizle

Sonra nesneyi çiz

testçizgi çizgisi(); // Bir çizgi çiz

Donanım üzerinde göster

display.display(); // Onları ekran donanımında görünür yap!

Bir sonraki öğeyi görüntülemeden önce bir süre bekleyin.

gecikme(2000); // 2 saniye bekleyin

Bu örnekte metin, çizgiler, daireler, kayan metin, üçgenler ve daha fazlası gibi birkaç öğe görüntülüyoruz. Devam edin ve hayal gücünüzü kullanın ve bu küçük ekranlarda istediğinizi gösterin.

Adım 10: Metni Özelleştirme ve Resim Ekleme

Bazen kodunuzun özel yazı tiplerini ve

Görüntüler. Bit eşlemede çok iyiyseniz, özel yazı tipleri ve görüntüler oluşturmak için ekranın küçük LED'lerini açıp kapatarak bir bayt dizileri oluşturmanız yeterlidir.

Ancak, bu eşlemeleri yapmakta pek iyi değilim ve bit eşlem tablolarını oluşturmak için saatler harcamak istemiyorum.

Peki seçeneklerim nedir? Özel yazı tipleri ve resimler oluşturmak için genellikle iki web sitesi kullanırım. Bağlantılar aşağıdaki açıklamada verilmiştir.

Özel yazı tipleri

Yazı tipi dönüştürücü web sitesine gidin, yazı tipi ailesini, stilini, boyutunu, Kitaplık Sürümünü "Adafruit GFX Yazı Tipi" olarak seçin ve ardından "Oluştur" düğmesine basın. Bu sayfanın sağ tarafında yazı tipinizin gerçek ekranda nasıl görüneceğini görebilirsiniz.

Web sayfası, seçiminize bağlı olarak yazı tipi başlık dosyasını oluşturur. Kodunuzun bulunduğu klasörde "modified_font.h" adlı bir dosya oluşturun ve oluşturulan kodu kopyalayıp içine kaydedin. Ardından, özel yazı tipini kullanmak için başlık dosyasını kodunuza eklemeniz yeterlidir.

#include "modified_font.h"

Ardından, özel yazı tipini uygulamak için metni görüntülemeden önce yazı tipini ayarlamanız yeterlidir.

display.setFont(&Your_Fonts_Name);

Projenize yeni eklediğiniz başlık dosyasından yazı tipinin adını alabilirsiniz. İşte bu, kolay.

Özel yazı tiplerini kullanırken bellek her zaman bir endişe kaynağıdır, bu nedenle her zaman bellek tarafından tüketilecek baytları göz önünde bulundurun. Arduino UNO'nun sadece 32K belleği olduğunu unutmayın.

Özel Görüntüler

Bitmap görüntüsünü ekranınızda görüntülemek için önce 128 x 64/32 boyutunda bir görüntü oluşturmanız gerekir.

128 x 64 bitmap görüntüsü oluşturmak için eski güzel "MS Paint"i kullanıyorum ve daha sonra bu görüntü dönüştürücü web sitesine yükleyeceğim. Web sitesi, görüntüleri Arduino ve OLED ekranlarla kullanılabilen bayt dizilerine dönüştürür.

Resmi web sitesine yükleyerek başlayın. Ardından "Görüntü renklerini ters çevir" onay kutusunu işaretleyin ve "Çıktı kodu biçimini" "Arduino Kodu" olarak değiştirin, ardından yönü seçin ve bayt dizisini oluşturmak için "Kod Oluştur" düğmesine basın. "Önizleme" bölümü, resminizin gerçek ekranda nasıl görüneceğini gösterir.

Resimlerinizi görüntülemek için kullanabileceğiniz bu eğitimle birlikte kodu da ekledim. Kodumdaki diziyi az önce oluşturduğunuz diziyle değiştirmeniz ve ardından Arduino'nuza yüklemeniz yeterlidir.

Adım 11: 2 Ekranı Bağlama

Projenize iki adet 128 x 64 ekran bağlamak kolaydır.

0Ohm direncini 0x78 adresinden çözmeniz ve 0x7A'ya koymanız ve ardından varsayılan 0x3C yerine kodunuzda 0x3D adresini kullanmanız yeterlidir.

Neden gerçek 0x78 ve 0x7A adresini değil de 0x3C ve 0x3D adresini kullandığımızı merak ediyor olmalısınız. Arduino, 8 bitlik donanım adreslerini değil 7 bitlik adresi kabul eder. Bu nedenle, önce 8 bitlik adresi ikiliye dönüştürmemiz ve ardından 7 biti elde etmek için en az anlamlı biti kesmemiz gerekiyor. Ardından, kodunuza girdiğiniz 0x3C veya 0x3D adreslerini almak için 7 biti HEX'e dönüştürün.

İlk olarak, benzersiz bir ad vererek ekranı başlatın:

Adafruit_SSD1306 display1(OLED_REST);

Adafruit_SSD1306 display2(OLED_REST);

Ardından kodunuzda ekran 1'i ve ekran 2'yi kullanarak, içinde cihaz adresleri bulunan başlangıç ifadelerini çağırın:

display1.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); // 1 işlem adresini 0x3C göster

display2.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3D); // 2 işlem adresini 0x3D göster

İşte bu, şimdi devam edebilir ve kodunuzun geri kalanında Ekran 1 veya Ekran 2'yi kullanarak istediğinizi yapabilirsiniz. Bu eğitimde bir örnek verdim.

Kablolama, daha önce yaptığımızla tamamen aynıdır, hemen hemen Arduino veya NodeMCU'nun aynı I2C pinlerine başka bir ekran eklemeniz yeterlidir. Adreslere bağlı olarak MCU, verileri I2C veri hattına gönderir.

Adım 12: 2 Ekrandan Fazlasını Bağlama

Şimdi, 2'den fazla ekranı bağlamak isterseniz ne olur?

Arduino'nun sınırlı sayıda pimi vardır ve bu nedenle, ona bağlı belirli bir sayıda kalkandan daha fazlasına sahip olamazsınız. Ayrıca, sadece bir çift I2C veriyoluna sahiptir.

Peki, bir Arduino'ya 2'den fazla I2C ekranı nasıl bağlayabiliriz? İşin püf noktası bir TCA9548 Çoklayıcı kullanmaktır.

TCA9548, her bir sensör bağımlı alt veriyoluna benzersiz bir kanal atayarak tek bir mikro denetleyicinin tümü aynı veya farklı I2C adresine sahip '64 sensöre' kadar iletişim kurmasını sağlar.

2 kablo üzerinden birden fazla cihaza veri göndermekten bahsettiğimizde, onları ele almanın bir yoluna ihtiyacımız var. Postacının tek bir yoldan gelip, üzerlerinde farklı adresler yazılı olduğu için posta paketlerini farklı evlere bırakmasıyla aynı şey.

Çoklayıcı, mikro denetleyicinin 3V3, GND, SDA ve SCL hatlarına bağlanır. Bağımlı sensörler, kart üzerindeki sekiz SCL/SDA bağımlı bağlantı noktasından birine bağlanır. Kanallar, TCA9548A'ya I2C adresini (0x70 {varsayılan} - 0x77) ve ardından kanal numarasını (0b00000001 - 0b10000000) göndererek seçilir. Aynı I2C adresli parçalardan 64'ünü kontrol etmek için bu çoklayıcılardan en fazla 8 tanesini 0x70-0x77 adreslerinde birbirine bağlayabilirsiniz. A0, A1 ve A2 adres bitlerini VIN'e bağlayarak farklı adres kombinasyonları elde edebilirsiniz. Bunu TCA9548A koparma panosundaki bir sonraki öğreticimde derinlemesine açıklayacağım. Şimdilik, bu karta 8 OLED bağlayalım ve koda hızlıca bir göz atalım.

Bağlantı:

VIN - 5V (veya 3.3V)

GND toprağa

SCL'den I2C'ye saat

SDA'dan I2C'ye veri

Ardından sensörleri VIN, GND'ye bağlayın ve SCn / SDn çoğullamalı veri yollarından birini kullanın

Şimdi, Int kodu "Wire" kitaplığını ekleyerek ve çoklayıcı adresini tanımlayarak başlayalım.

#include "Wire.h"

#Dahil etmek

#define MUX_Address 0x70 // TCA9548A Encoder adresi

Daha sonra iletişim kurmak istediğimiz portu seçip bu fonksiyonu kullanarak datayı ona göndermemiz gerekiyor:

geçersiz tcaselect(uint8_t i) {

(i > 7) dönerse;

Wire.beginTransmission(MUX_Adres);

Wire.write(1 << i);

Wire.endTransmission();

}

Daha sonra kurulum bölümündeki ekranı "u8g.begin();" çağırarak başlatacağız. MUX'a bağlı her ekran için "tcaselect(i);"

Başlatıldıktan sonra, "tcaselect(i);" işlevini çağırarak istediğimizi yapabiliriz. burada "i" çoğullanmış veri yolunun değeridir ve ardından verileri ve saati buna göre gönderir.

Adım 13: Avantajlar ve Dezavantajlar

Bir OLED'in görüntüsü güzeldir. Bununla birlikte, OLED'lerde ayrıca

Dezavantajları. OLED ekranlar organik malzeme içerdiğinden ömürleri LCD ekranlara göre daha kısadır. Ek olarak, birçok OLED ekran, aynı görüntüyü uzun süre gösterdikten sonra yanmaya başlar. Yanma işleminden sonra, başka bir görüntü gösterdikten sonra bile görüntü ekranda kalır. Bu nedenle, ekranı birkaç saniyede bir yenilemeye devam ettiğinizden emin olun. Su, bu ekranların organik malzemelerine anında zarar verebilir.

Avantajlar

Arka ışığa gerek yok

Ekranlar çok ince ve hafif

Düşük güç tüketimi

Görüş açıları LCD'lerden daha geniştir

Parlaklık ve kontrast harika

Yüksek hız ve düşük tepki süresi

koyu siyah renk

Dezavantajları

pahalı teknoloji

Kısa yaşam döngüsü

OLED'lerin yanma olasılığı daha yüksektir

Su hasarı

Adım 14: Yaygın Hatalar

Öğreticiyi bitirmek için birkaç yaygın hatadan bahsedelim

insanlar bu ekranları kullanırken şunları yapar:

- Projenizde kullanmadan önce pimleri her zaman üç kez kontrol edin

- Başlık dosyasında ve kodunuzdaki doğru kitaplık adresini alın

#define SSD1306_I2C_ADDRESS 0x3C // Adafruit_SSD1306.h'de

ve

display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C); // kodunuzda

Adres yanlışsa OLED hiçbir şey göstermez.

- Kullanılmadan önce sürücüde görüntü boyutu değiştirilmelidir. Değiştirilmezse, kodu doğrulamaya çalışırken bir hata mesajı alırsınız.

#error ("Yükseklik yanlış, lütfen Adafruit_SSD1306.h'yi düzeltin!");

- NodeMCU kullanıyorsanız, OLED_RESET'i 4'ten LED_BUILTIN'e değiştirdiğinizden emin olun.

#define OLED_RESET LED_BUILTIN

Bu OLED ekranı kullanarak her türlü şeyi yapan sahne adamlarım var. Hatta bazıları video oyunları yaptı ve hepsini yaptı. Bu küçük ekranı kullanarak bir video oyunu yapmakla gerçekten ilgilenmiyorum. Ancak, şimdi sizi hayal gücünüzü keşfetmeye ve harika fikirlerle ortaya çıkmaya bırakacağım.

Adım 15: Bağlantılar

- Blog:

- Resim Ekle:

- Özel Metin:

- Adafruit görüntüleme kitaplığı:

- Adafruit GFX kütüphanesi:

- u8glib kitaplığı: https://code.google.com/archive/p/u8glib/ veya

Daha küçük ekranı kullanmak istiyorsanız, varsayılan 128_32'yi kullanın, aksi takdirde daha büyük ekran için 128_32'yi yorumlayın ve kodunuzdaki 128X64 NO_ACK'i kaldırın (sadece kullandığınız ekran türünü yorumlayın) (yazı tipleri yazı tipi kitaplığındadır)