Wyświetlacze ePaper firmy Waveshare dla Raspberry Pi Pico

Moduł Raspberry Pi Pico to pierwsza płytka rozwojowa z mikrokontrolerem, która wyszła pod marką Fundacji Raspberry Pi, znanej dotąd z produkcji popularnych komputerów jednopłytkowych. Premiera modułu oznaczała także debiut mikrokontrolera RP2040, również w całości zaprojektowanego i produkowanego przez fundację. Moduł został dobrze przyjęty przez amatorów elektroniki na całym świecie, co spowodowało rozwój ekosystemu związanego z platformą.

Rozwój ekosystemu oznaczał również zwiększenie liczby dostępnych na rynku nakładek i modułów rozszerzeniowych do płytki. Aktualnie zakres i liczba produktów nie dorównuje co prawda platformie Arduino czy Raspberry Pi, tym niemniej rynek rozwija się w bardzo szybkim tempie. Już teraz najwięksi producenci płytek rozszerzeniowych zainwestowali w platformę Raspberry Pi Pico i ich oferta z każdym miesiącem poszerza się. Bez problemu można kupić moduły z czujnikami, sterownikami, układy interfejsowe, audio, wideo, a także wyświetlacze, a więc rozszerzenia często wykorzystywane na innych platformach.

W artykule zaprezentuję jedną z nowości jakie pojawiły się ostatnio na rynku. Jest to seria wyświetlaczy E-paper produkcji firmy Wavehsare. Wyświetlacze są dostarczane z przejściówką umożliwiającą proste nałożenie płytki Raspberry Pi Pico. Dzięki temu można wykorzystać nową płytkę do aplikacji wyświetlającej dane na papierze elektronicznym.

Wyświetlacze E-paper

E-paper to technologia wytwarzania wyświetlaczy, która umożliwia symulowanie tradycyjnego papieru. Jest ona szeroko stosowana m.in. w czytnikach e-booków, takich jak Amazon Kindle lub inkBOOK, a także w tablicach ogłoszeń, rozkładach jazdy, a nawet w niektórych smartfonach. Zalety tego typu ekranów to m.in. niskie zużycie energii, ze względu na to, że wyświetlacz pobiera prąd tylko przy odświeżaniu obrazu.

Elektroniczny papier doskonale radzi sobie z mocnym światłem otoczenia i można go bez problemu używać w nawet bardzo nasłonecznionym miejscu. Ekran również jest lekki i nie męczy oczu. Do wad można zaliczyć długi czas odświeżania oraz możliwość wyświetlania najczęściej dwóch, a w niektórych wypadkach maksymalnie kilku kolorów.

Wyświetlacze Waveshare E-paper dla Raspberry Pi Pico

Wyświetlacze Waveshare z rodziny Pico-ePaper to produkty, które pozwalają w łatwy sposób wyposażyć płytkę Pico w wyświetlacz E-Ink. W ofercie dostępne są ekrany o różnych wielkościach – od przekątnej 2,13” aż do 7,5”. Część wyświetlaczy wyposażono w specjalne funkcje – od wyświetlaczy trójkolorowych, przez obecność przycisków zamontowanych na płytce, aż po wyświetlacze elastyczne. Wyjątkowo interesującymi produktami z tej serii są Pico-CapTouch-ePaper-2.9 wyposażony w pojemnościowy panel dotykowy, a także Pico-ePaper-5.65 o przekątnej 5,65” oraz funkcją wyświetlania nawet 7 kolorów.

Rys. 1. Wyświetlacz Pico-ePaper-5.65 z możliwością wyświetlania 7 kolorów

W zależności od wielkości ekranu, wyświetlacze oferują różną rozdzielczość: od 212×104, aż do 800×480 pikseli. Wbudowany kontroler komunikuje się za pomocą magistrali SPI. Do zestawu z wyświetlaczem producent dołącza adapter na taśmę FPC, sama taśmę, a także moduł umożliwiający proste nałożenie modułu Raspberry Pi Pico.

Rys. 2. Ekran E-Paper podłączony do Raspberry Pi Pico

Producent udostępnił pakiet zawierający bibliotekę do obsługi wyświetlacza. Pozwala ona na wypisywanie na ekran tekstu, rysowanie kształtów, wyświetlanie grafik oraz inne funkcje znane z bibliotek graficznych. Oprócz tego pakiet zawiera też osobne sterowniki do każdego rozmiaru wyświetlacza z rodziny Pico e-Paper. Kolejnym elementem pakietu są przykładowe kody w językach C i Python. Pozwalają one zapoznać się ze sposobem projektowania interfejsu graficznego na wyświetlaczach E-paper. Dostarczono przykłady na wyświetlacze dla wszystkich dostępnych rozmiarów ekranu.

Rys. 3. Wyświetlacz Pico-ePaper-5.83 z wyświetloną grafiką będącą częścią programu testowego

Podsumowanie

Wyświetlacze E-paper to interesująca alternatywa dla klasycznych wyświetlaczy LCD oraz OLED. Dzięki temu, że pobierają energię tylko w trakcie zmiany stanu piksela, ekrany charakteryzują się o wiele mniejszym poborem energii. Dodatkową zaletą jest możliwość bardzo długiego utrzymywania wyświetlonych informacji bez przy zerowym poborze prądu. Seria modułów Pico-ePaper firmy Waveshare pozwala zaimplementować obsługę tego typu wyświetlaczy na platformie Raspberry Pi Pico. Jest to kolejny produkt na szybko rozwijającym się rynku modułów rozszerzeniowych do tej płytki.