Graficzny wyświetlacz OLED 2,3" z interfejsem I²C

Poniedziałek, 01 Maj 2023

Niewielkie wyświetlacze graficzne OLED dzięki niskiej cenie stały się powszechne w konstrukcjach DIY. Dają przyjemny dla oka, jasny i kontrastowy obraz... tylko czasem zbyt mały. Zaprezentowany moduł z wyświetlaczem o przekątnej 2,3" doskonale sprawdzi się w prototypowaniu zarówno przy użyciu Raspberry Pi, jak i Arduino.

Podstawowe parametry:

wyświetlacz EA OLEDM128-6 o przekątnej 2,3" i rozdzielczości 128×64,
bazuje na standardowym sterowniku SSD1306,
komunikacja poprzez interfejs I²C z możliwością wyboru jednego z dwóch dostępnych adresów 0x3C, 0x3D,
szeroki zakres napięć zasilania 3,3...5 V.

Przy konstruowaniu układu szczególny nacisk położono na szeroki zakres napięć zasilania 3,3...5 V umożliwiający współpracę wyświetlacza z różnymi platformami uruchomieniowymi bez zmian układowych i ponoszenia dodatkowych kosztów. Jest to szczególnie istotne, gdyż moduły OLED o większych przekątnych są dosyć drogie.

Jako wyświetlacz wybrano model EA OLEDM128-6 o przekątnej 2,3" i rozdzielczości 128×64. Moduł ma przyjazne dla prototypowania wyprowadzenia szpilkowe, standardowy sterownik SSD1306 oraz możliwość pracy w rozszerzonym zakresie temperatur. Wyświetlacz w ilościach jednostkowych dostępny jest z żółtym lub białym kolorem świecenia, w większych ilościach dostępne są też moduły świecące na zielono, czerwono i niebiesko.

Budowa i działanie

Schemat modułu został pokazany na rysunku 1. Jako magistralę komunikacyjną wybrano I²C, która wraz z zasilaniem doprowadzona jest do złączy I²Cx zgodnych z Grove, QWIIC oraz na typowe złącze szpilkowe o rozstawie 2,54 mm. Wyświetlacz zasilany jest ze stabilizatora LDO 2,5 V na układzie U4 MCP1700T. Układ U1 typu MCP102T odpowiada za poprawny reset wyświetlacza. Został zastosowany w miejsce typowego obwodu RC, który w niesprzyjających warunkach, przykładowo podczas krótkiego zaniku lub szpilki na zasilaniu, nie gwarantuje niezawodności działania i w efekcie skutkuje problemami z komunikacją z wyświetlaczem.

Rysunek 1. Schemat ideowy układu

Przetwornica podwyższająca U2 generuje napięcie ok. 12,5 V niezbędne do zasilania matrycy OLED. Rezystor R1 ustala prąd matrycy diod. Wyświetlacz jest skonfigurowany do współpracy z magistralą I²C, zwora ADR umożliwia wybór jednego z dwóch dostępnych adresów 0x3C, 0x3D. Układ konwertera poziomów U2 PCA9603 zapewnia dopasowanie napięć pomiędzy zasilanym z 2,5 V wyświetlaczem a układami sterującymi zgodnymi z napięciami 3,3...5 V.

Montaż i uruchomienie

Moduł zmontowany jest na dwustronnej płytce drukowanej, której schemat został pokazany na rysunku 2. Montaż jest typowy i nie wymaga opisu. Polecam montaż wyświetlacza na złączach kielichowych SIP, ułatwia to uruchamianie modułu i ewentualną wymianę wyświetlacza.

Rysunek 2. Schemat płytki PCB

Zmontowany moduł pokazano na fotografii 1. Poprawnie zlutowany nie wymaga uruchamiania, należy tylko przed wlutowaniem wyświetlacza sprawdzić obecność napięć zasilania 2,5 V oraz napięcia OLED ok. 12,5 V na wyjściu przetwornicy U2. Zalutowując odpowiednie pola zwory ADR, konieczne jest ustawienie wymaganego adresu wyświetlacza.