W trzynastej części cyklu pokażemy, jak do projektów opartych na module Raspberry Pi Pico dodać niedrogi kolorowy wyświetlacz LCD w technologii IPS/TFT. Taki element może bardzo ożywić wasze projekty, umożliwiając wyświetlanie komunikatów, informacji i kolorowej grafiki, a także dodając funkcję przycisków dotykowych, co pozwoli na interakcję z modułem Raspberry Pi Pico.
Aby zademonstrować, jak łatwe w użyciu są te układy, przeprowadzimy was krok po kroku przez proces projektowania użytecznej aplikacji audio dla modułu Raspberry Pi Pico w postaci analogowego wskaźnika wysterowania.
Krótki przegląd ostatnich wydań czasopisma Practical Electronics wykazał, że proste projekty z wykorzystaniem mikrokontrolerów można często zrealizować przy użyciu zaledwie kilku czujników i paru diod LED. Gdy jednak zadania stają się nieco bardziej złożone, potrzebny jest lepszy sposób wyświetlania informacji. Można to wszystko osiągnąć za pomocą prostego wyświetlacza alfanumerycznego 16×2 lub 20×4 znaków. Obecnie jest jednak do dyspozycji cała gama bardzo przystępnych cenowo kolorowych wyświetlaczy LCD, które zapewniają znacznie większą elastyczność, a przy tym są atrakcyjne. Dzięki odpowiedniemu oprogramowaniu sterującemu wyświetlacze te są niezwykle łatwe w użyciu, a ich programowanie jest bardzo proste. Na przykład, aby wyświetlić wiersz żółtego tekstu na czerwonym tle, wystarczy umieścić w programie następujące instrukcje:
Rodzaje wyświetlaczy i technologie
W tanich wyświetlaczach kolorowych LCD wykorzystuje się dwie ściśle powiązane ze sobą technologie. Są to: TFT (tranzystory cienkowarstwowe) oraz IPS (In-Plane Switching; przełączanie w płaszczyźnie).
Nowoczesne niedrogie wyświetlacze TFT oferują dobre parametry przy niewielkich wymiarach, natomiast bardziej złożone wyświetlacze IPS zapewniają lepsze odwzorowanie kolorów i szersze kąty widzenia.
W przeciwieństwie do wyświetlaczy OLED, wyświetlacze TFT i IPS są „transmisyjne” i wymagają oddzielnego źródła podświetlenia. Jasność wyświetlacza można regulować współczynnikiem wypełnienia przebiegu prostokątnego sterującego podświetleniem. Funkcja ta bardzo się przyda, jeśli wyświetlacz ma być używany w otoczeniu, w którym występują duże wahania natężenia oświetlenia.
Kilku producentów dostrzegło zapotrzebowanie na tanie wyświetlacze TFT i wypuściło szereg modeli mogących współpracować z popularnymi obecnie mikrokontrolerami. Wyświetlacz taki stanowi moduł wyposażony w odpowiedni sterownik oraz interfejs szeregowy (SPI). Jeśli potrzebujecie kolorowego wyświetlacza LCD do Raspberry Pi Pico (RPi Pico), to nie musicie szukać dalej.
Kolorowy wyświetlacz LCD wybrany do naszej przykładowej aplikacji (patrz dalej) to moduł Waveshare o przekątnej 1,44 cala. Ten niedrogi wyświetlacz ma następujące parametry techniczne:
- 65 tysięcy kolorów (RGB),
- rozdzielczość 128 × 128 pikseli (rozmiar piksela 0,2 mm),
- czteroprzewodowy interfejs SPI do mikrokontrolera,
- zgodność z modułem RPi Pico dzięki wbudowanemu złączu żeńskiemu,
- sterownik wyświetlacza ST7735S,
- napięcie zasilania 3,15 V...5 V,
- całkowite wymiary 52,0 × 30,0 mm,
- wsparcie programistyczne w językach C/C++ i MicroPython,
- cztery konfigurowalne przyciski użytkownika.
Podłączanie do modułu RPi Pico
Wyświetlacz LCD Waveshare o przekątnej 1,44 cala wymaga podłączenia do zasilania modułu Pico oraz do kilku jego linii wejścia/wyjścia. Wyświetlacz używa następujących pinów Pico: GP8...GP13 (interfejs SPI) oraz – jeśli chcecie skorzystać z czterech przycisków użytkownika – GP2, GP3, GP15 i GP17. Nadal pozostaje wiele możliwości dołączenia innych układów zewnętrznych.