Nakładka z wyświetlaczem OLED do AVTDuino UNO R4

Nakładka korzysta z wyświetlacza typu GME12864-xxx o przekątnej ekranu 2,42” i rozdzielczości 128×64 px. W zależności od modelu dostępne są cztery kolory świecenia matrycy OLED: biały, niebieski, zielony i żółty. Wyświetlacz ma wbudowany sterownik SSD1309, co zapewnia zgodność z popularnymi bibliotekami u2g.

Schemat nakładki zaprezentowano na rysunku 1. Wyświetlacz GME12864 podłączony jest – za pomocą wbudowanej taśmy elastycznej – do złącza LCD, FPC o rastrze 0,5 mm i 24 wyprowadzeniach. Sterownik SSD1309 skonfigurowany jest do wymiany danych poprzez interfejs szeregowy zbliżony do SPI (z dodatkową linią sterującą wyświetlaniem DC). W celu zapewnienia zgodności z wersjami Arduino zasilanymi napięciem 3,3 V i 5 V zastosowano translator poziomów U2 typu TXU0104 (dopasowujący poziomy napięciowe sygnałów SCK, SDI, CS, DC do standardu 3,3 V wymaganego przez ekran). Sygnał restartu RES wyświetlacza buforowany jest bramką U3. Wyświetlacz OLED wymaga dostarczenia napięcia ok. 12 VDC do zasilania matrycy. Napięcie to wytwarzane jest przez przetwornicę U1 typu AP3031KTR, a jego dokładną wartość ustala dzielnik R5, R6. Rezystor R4 odpowiada za maksymalną jasność wyświetlacza.

Rysunek 1. Schemat nakładki AVTDuino UNO R4 OLED

Pozostałe kondensatory odsprzęgają wewnętrzne zasilania ekranu. Przycisk RES umożliwia restart modułu i płytki bazowej.

Moduł uzupełnia klawiatura analogowa. W zależności od naciśniętego przycisku SWR, SWU, SWD, SWL, SWS, zmienia się proporcja podziału napięcia IORF przez dzielnik R10, R11...R14. Sygnał KBD zmienia swoją wartość, którą można zmierzyć na wejściu analogowym A2 lub A3 (wybieranym zworą A23 na PCB podczas montażu modułu). Jeżeli nie zalutujemy zwory A23, klawiatura pozostanie odłączona od Arduino. Z myślą o ułatwieniu aplikacji modułu, na złącza I²C, D03, D47, AIO wyprowadzone zostały niewykorzystane przez wyświetlacz sygnały. Ze względu na niezbyt dużą ilość miejsca na krawędziach płytki zastosowano złącza JST-SH o rozstawie pinów 1 mm, do których dostępne są adaptery i fabryczne przewody z zaciśniętymi wtyczkami (np. QWIIC, Pololu). Dodatkowo na płytce OLED pozostawiono miejsce na wyłamywany adapter JST/SIL 2.54, ułatwiający wyprowadzenie sygnału do płytki stykowej lub prototypowej.

Układ zmontowany jest na dwustronnej płytce drukowanej zgodnej z Arduino Shield Rev3. Rozmieszczenie elementów zaprezentowano na rysunkach 2a, 2b.

Rysunek 2a. Schemat montażowy nakładki AVTDuino UNO R4 OLED (warstwa TOP)

Rysunek 2b. Schemat montażowy nakładki AVTDuino UNO R4 OLED (warstwa BOTTOM)

Sposób montażu nie wymaga opisu, w zależności od potrzeb należy przed montażem wyświetlacza wyłamać adapter JST oraz ustalić położenie zwory A23 kroplą cyny. Wyświetlacz mocowany jest do płytki za pomocą dwustronnie klejącej taśmy piankowej, taśma sygnałowa przeprowadzona jest natomiast przez wyfrezowany w PCB otwór i zatrzaśnięta w złączu LCD. Moduł nie wymaga uruchamiania, warto jednak sprawdzić poprawność wartości napięcia +12 V zasilającego matrycę OLED.

Moduł zgodny jest z biblioteką https://github.com/olikraus/u8g2/ skonfigurowaną do programowej obsługi interfejsu szeregowego SPI kontrolera SSD1309:

Szkice testowe zamieszczono w materiałach dodatkowych. Jeżeli wszystko działa poprawnie, modułu można użyć we własnej aplikacji.

Adam Tatuś, EP