ePaper Breakout Board のはじめかた
XIAO ファミリで eInk ディスプレイを簡単に駆動するためのソリューション、XIAO eInk Expansion Board をご紹介します。24 ピン FPC コネクタを備え、このボードは当社の eInk 製品シリーズとのシームレスな接続を提供します。さらに選択肢を広げたい場合は、8 ピン 2.54 ヘッダにより、お好みの任意のマイコンを簡単に統合できます。このボードは、eInk の能力を高め、あなたの作業を楽にしてくれる「ベストフレンド」のような存在です。
このブレイクアウトボードには eInk ディスプレイは含まれていません。ディスプレイは別途購入する必要があります。
はじめに
特長
- 24 ピン FPC コネクタ：eInk ディスプレイへの堅牢で信頼性の高い接続を提供します。
- XIAO ソケット：プロセッサとして XIAO を使用でき、コンパクトでありながら強力な制御ソリューションを提供します。
- 8 ピン 2.54 ヘッダ：任意のマイコンに接続できるため、高い柔軟性があり、さまざまな可能性が広がります。
- プラグアンドプレイ：使いやすさを重視して設計されており、初心者から上級者まで幅広く適しています。
- 多用途なアプリケーション：小型から大型まで、幅広いサイズの eInk ディスプレイに対応します。
用途例
- デジタルサイネージ：eInk Breakout Board を使って、動的で省電力なデジタルサインを作成します。
- 電子書籍リーダー：自分のニーズに合わせた機能を備えたカスタム電子書籍リーダーを構築します。
- スマートホーム制御パネル：スマートホームシステムに組み込んで、スタイリッシュでモダンな制御パネルを実現します。
- 小売用電子プライスタグ：より効率的で環境にやさしい小売体験のために、電子プライスタグを作成します。
- 教育ツール：簡単に更新でき、省電力なインタラクティブ教育教材を開発します。
ハードウェア概要
- 24 ピン FPC コネクタ：2.13 インチ ePaper 用。
- XIAO ソケット：Seeed Studio XIAO 開発ボードを接続するためのソケット。
- IO ブレイクアウト：Arduino UNO や Raspberry Pi など、他のコントローラを接続するための端子。
ピン配置定義
| eInk SPI Pins | XIAO |
|---|---|
| RST | D0 |
| CS | D1 |
| DC | D3 |
| BUSY | D5 |
| SCK | D8 |
| MOSI | D10 |
対応 eInk
- 1.54-inch E-paper - Dotmatix 200x200
- 2.13-inch E-Paper -Flexible Monochrome 212x104
- 2.13-inch E-Paper - Quadruple 212x104
- 2.9 inch E-paper - Monocolor 128x296
- 4.2-inch E-Paper - Monocolor 400x300
- 4.26-inch E-Paper - Monocolor 800x480
- 5.65-inch E-paper - Sevencolor 600x480
- 5.83-inch E-paper - Monocolor 648x480
ハードウェアの準備
Step 1. 部材の準備
| Seeed Studio XIAO SAMD21 | Seeed Studio XIAO RP2040 | Seeed Studio XIAO nRF52840 (Sense) | Seeed Studio XIAO ESP32C3 | Seeed Studio XIAO ESP32S3 (Sense) |
|---|---|---|---|---|
 |  |  |  |  |
STEP 2. XIAO を XIAO ソケットに挿入します：ピンを揃え、ボード上の XIAO ソケットに XIAO をやさしく差し込みます。
STEP 3. eInk を FPC コネクタに挿入します：ePaper Breakout Board 上の 24 ピン FPC コネクタに、E-paper を慎重に差し込みます。
ソフトウェアの準備
推奨される開発ツールは Arduino IDE です。XIAO 用に Arduino 環境を設定し、オンボードパッケージを追加する必要があります。
初めて Arduino を使用する場合は、Getting Started with Arduino を参照することを強くお勧めします。
Step 1. Arduino アプリケーションを起動します。
Step 2. 使用する開発ボードのモデルを選択し、Arduino IDE に追加します。
-
後のサンプルで Seeed Studio XIAO SAMD21 を使用したい場合は、this tutorial を参照して追加を完了してください。
-
後のサンプルで Seeed Studio XIAO RP2040 を使用したい場合は、this tutorial を参照して追加を完了してください。
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後のサンプルで Seeed Studio XIAO nRF52840 を使用したい場合は、this tutorial を参照して追加を完了してください。
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後のサンプルで Seeed Studio XIAO ESP32C3 を使用したい場合は、this tutorial を参照して追加を完了してください。
-
後のサンプルで Seeed Studio XIAO ESP32S3 を使用したい場合は、this tutorial を参照して追加を完了してください。
Seeed GFX ライブラリのインストール
Step 3. Seeed GFX ライブラリをインストールします
このライブラリは TFT ライブラリと同じ機能を持ちますが、互換性はありません。TFT ライブラリや類似のディスプレイライブラリをインストールしている場合は、先にアンインストールしてください。
GitHub から Seeed GFX ライブラリをダウンロードしてインストールします。
下にスクロールしてこのリンクを開きます。
お使いのデバイスタイプを選択するとコードが生成されます。そのコードをコピーしておき、後で使用します。
誤った選択をすると、画面には何も表示されません。
そのため、ご使用のデバイスやコンポーネントの種類を必ず確認してください。
ライブラリをダウンロードしたら、Sketch -> Include Library -> Add .ZIP Library に進み、ダウンロードしたライブラリを選択します。
基本的なサンプルが 4 つあります。好みの基本サンプルを開きます：
- Bitmap: ビットマップ画像を表示します。
- Clock: 時計を表示します。
- Clock_digital: デジタル時計を表示します。
- Shape: さまざまなサイズの文字と図形をランダムに表示します。
コードを書き込む
新しい "driver.h" ファイルを作成し、その中に先ほどのコードを貼り付けます。コードは次のようになります：
#define BOARD_SCREEN_COMBO 504 // 2.9 inch monochrome ePaper Screen （SSD1680）
#define USE_XIAO_EPAPER_BREAKOUT_BOARD
その後、Tools -> Board -> XIAO ESP32C6 および Tools -> Port -> ボードが接続されているポートを選択 に進みます。次に Upload をクリックしてコードを書き込みます。
これで、epaper スクリーンにフィードバックが表示されます！以下は Helloworld サンプルの結果です。
1.54 インチまたは 2.9 インチの電子ペーパー画面を使用している場合、ドライバチップの仕様により、時計などの動的エフェクトを使用するとフリッカーが発生することがあります。これはプログラムの問題ではないのでご安心ください。ただし、画面の寿命を縮めないよう、動的エフェクトのサンプルを長時間連続して実行することは推奨されません。
5.83 インチおよび 7.5 インチの画面を使用している場合は、異なるチップを搭載しているため、このようなフリッカー現象は発生しません。
画像抽出ソフトウェア
Web サイトの使い方（推奨）
ここではテスト用に 7.5 インチの電子ペーパー画面を使用します。
画像の作成方法
この URL は非常に便利な画像抽出操作を提供しており、電子ペーパー画面上にさまざまな画像を簡単に表示できるようにしてくれます。さっそく始めましょう！
Step 1.画像を選択
まず表示したい画像を選びます。サイズは 800×480 を超えないようにしてください。
Step 2.画像設定
-
Canvas Size(s)
- Canvas Size: キャンバスのサイズを設定します。例えば 800 x 480 ピクセルは、キャンバスの幅が 800 ピクセル、高さが 480 ピクセルであることを意味します。
-
Background Color
-
Background Color: キャンバスの背景色を選択します。オプションは次のとおりです：
-
White: 白い背景
-
Black: 黒い背景
-
-
Transparent: 透明な背景
- Invert Image Color
- Invert Image Color: このオプションは画像の色を反転させるために使用します。選択すると画像の色が反転します。
-
Brightness / Alpha Threshold
- Brightness / Alpha Threshold: ピクセルの明るさの値を 0 から 255 の範囲で設定します。値が高いほどピクセルは明るくなり、この値より低いピクセルは黒になります。
-
Scaling
- Scaling: 画像の拡大縮小方法を選択します。オプションには次のものがあります：
-
Original size: 元のサイズを維持
- その他のスケーリングオプション（具体的なオプションは別途説明が必要な場合があります）
-
Center
- Center: 画像をキャンバスの中央に配置するかどうかを選択します。注意：このオプションは、画像が元のサイズより大きい場合にのみ機能します。
Step 3.プレビュー
設定が完了すると、ここで画像がどのように表示されるかをプレビューできます。
Step 4.出力
- 変換されたコードをコピーします
- このヘッダーファイル内の画像コードを置き換えます
表示効果
Image2lcd ソフトウェアの使い方
画像の作成方法
Windows に標準搭載されている Paint ソフトを使用して、使用している画面と同じ解像度の画像を作成し、BMP または JPG ファイルとして保存します。
画像の解像度は、使用している画面と同じでなければなりません。例えば、4.2 インチの電子ペーパーは 400 x 300 ピクセルなので、300 x 400 のサイズは使用できません。そうすると iamge2lcd が出力する .h ファイルに 200 バイト余分に追加されてしまいます。
画像の色は、Windows に付属する標準のペイントボードの色と一致している必要があります。ペイントボードの色は次のとおりです：
| 電子ペーパー | 色 |
|---|---|
| 1.54-inch E-paper - Dotmatix 200x200 | 純粋な白黒 |
| 2.13-inch E-Paper -Flexible Monochrome 212x104 | 純粋な白黒 |
| 2.13-inch E-Paper - Quadruple 212x104 | 黒、白、赤、黄 |
| 2.9 inch E-paper - Monocolor 128x296 | 純粋な白黒 |
| 2.9-inch e-paper - Quadruple color 128x296 | 黒、白、赤、黄 |
| 4.2-inch E-Paper - Monocolor 400x300 | 純粋な白黒 |
| 4.26-inch E-Paper - Monocolor 800x480 | 純粋な白黒 |
| 5.65-inch E-paper - Sevencolor 600x480 | 黒、白、赤、黄、青、緑、オレンジ |
| 5.83-inch E-paper - Monocolor 648x480 | 純粋な白黒 |
| 7.5-inch E-paper - Monocolor 800x480 | 純粋な白黒 |
| 7.5-inch E-paper - Tri-Color 800x480 | 純粋な白黒 |
ビットマップ変換
Step 1. Image2lcd.7z を開き、解凍してアプリケーションを起動します。
Step 2. 画像を開き、「Output file type」を「C array (*.c)」に、「Scan mode」を「Horizon Scan」に設定し、その他のパラメータ設定は次のとおりです：
| Epaper | BitPixl | Max Width and Height | Reverse color | Display mode |
|---|---|---|---|---|
| 1.54-inch E-paper - Dotmatix 200x200 | Monochrome | 200x200 | ✅ | Mirror left-right |
| 2.13-inch E-Paper -Flexible Monochrome 212x104 | Monochrome | 104x212 | ✅ | Normal |
| 2.13-inch E-Paper - Quadruple 212x104 | 4 Gray | 104x212 | / | Normal |
| 2.9 inch E-paper - Monocolor 128x296 | Monochrome | 128x296 | ✅ | Normal |
| 2.9-inch e-paper - Quadruple color 128x296 | 4 Gray | 128x296 | / | Normal |
| 4.2-inch E-Paper - Monocolor 400x300 | Monochrome | 400x300 | ✅ | Mirror left-right |
| 4.26-inch E-Paper - Monocolor 800x480 | Monochrome | 800x480 | / | Mirror left-right |
| 5.65-inch E-paper - Sevencolor 600x480 | 256 colors | 600x448 | / | Normal |
| 5.83-inch E-paper - Monocolor 648x480 | Monochrome | 600x480 | ✅ | Mirror left-right |
| 7.5-inch E-paper - Monocolor 800x480 | Monochrome | 800x480 | ✅ | 左右反転 |
| 7.5インチ E-paper - 3色 800x480 | モノクロ | 800x480 | / | 通常 |
- Max Width と Height を設定した後、矢印をクリックして確定する必要があります。
- ヘッダーデータを含めないでください。
Step 3. "Save" をクリックして、lcd 出力配列を .h ファイルとして保存します。
リソース
- [ZIP] PCB&SCH Eagle ファイル
技術サポート & 製品ディスカッション
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