ePaper ドライバーボード入門
ePaper ドライバーボードは24ピンFPCコネクタ、効率的で安全なバッテリー充電のための内蔵充電IC、簡単なバッテリー接続のためのJST 2ピンBATコネクタを特徴としています。WiFi対応デジタルフォトフレームの作成に最適です。
このブレークアウトボードにはePaper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。
概要
特徴
- 内蔵充電IC: 効率的で安全なバッテリー充電を保証します。
- スイッチ付きBATコネクタ: 簡単なバッテリー接続を可能にし、より効率的な省エネのためにバッテリーとスイッチを組み合わせるスイッチが含まれています。
- 24ピンPFCコネクタ: 様々な周辺機器に対応する多様な接続オプションを提供します。
- 拡張IOポート: 温度・湿度センサーなどの追加センサーの接続を可能にし、機能を強化します。
- Seeed Studio XIAO エコシステムとの互換性: 多様なプロジェクト開発のためにXIAOシリーズ（プリハンダ版）とシームレスに統合されます。
アプリケーション
- スマートホームダッシュボード: 天気予報、カレンダーイベント、様々なスマートホームデバイスからの通知などのリアルタイム情報を表示します。
- エネルギー監視: スマートメーターからのエネルギー消費データを表示し、住宅所有者がエネルギー使用量をより効率的に追跡・管理できるよう支援します。
- セキュリティアラート: 動作検知やドア・窓センサーの作動などのセキュリティイベントに関するアラートと通知を表示します。
- スマートサーモスタットディスプレイ: 温度・湿度レベル、およびスマートサーモスタットの制御設定を表示します。
- デジタルフォトフレーム: スマートホームネットワークから画像を表示できるWiFi対応デジタルフォトフレームを作成します。
ハードウェア概要
- 24ピンFPCコネクタ: ePaperインターフェース用。
- JST BATコネクタ: バッテリー接続とスイッチ用。
- XIAOソケット: Seeed Studio XIAO開発ボードの接続用。
- IOブレークアウト: GroveセンサーやArduino UNOやRaspberry Piなどの他のコントローラーの接続用。
- 電源スイッチ: バッテリー電源制御用。
ピン配置定義
| ePaper SPI ピン | XIAO |
|---|---|
| RST | D0 |
| CS | D1 |
| DC | D3 |
| BUSY | D2 |
| SCK | D8 |
| MOSI | D10 |
| 3V3 | 3V3 |
| GND | GND |
対応eInk
- 1.54インチ E-paper - ドットマトリックス 200x200
- 2.13インチ E-Paper - フレキシブルモノクロ 212x104
- 2.13インチ E-Paper - 4色 212x104
- 2.9インチ E-paper - モノカラー 128x296
- 2.9インチ e-paper - 4色 128x296
- 4.2インチ E-Paper - モノカラー 400x300
- 4.26インチ E-Paper - モノカラー 800x480
- 5.65インチ E-paper - 7色 600x480
- 5.83インチ E-paper - モノカラー 648x480
- 7.5インチ E-paper - モノカラー 800x480
- 7.5インチ E-paper - 3色 800x480
はじめに
XIAO eInk 拡張ボードを使用するには、XIAOシリーズをプログラムする必要があります。XIAOがサポートする異なるサイズのE-paperの表は以下の通りです：
| E-paper / XIAO | XIAO SAMD21 | XIAO RP2040 | XIAO nRF52840 | XIAO ESP32-C3 | XIAO ESP32-S3 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1.54インチ E-paper - ドットマトリックス 200x200 | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ |
| 2.13インチ E-Paper - フレキシブル モノクロ 212x104 | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ |
| 2.13インチ E-Paper - 4色 212x104 | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ |
| 2.9インチ E-paper - モノカラー 128x296 | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ |
| 2.9インチ e-paper - 4色 128x296 | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ |
| 4.2インチ E-Paper - モノカラー 400x300 | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ |
| 4.26インチ E-Paper - モノカラー 800x480 | RAMオーバーフロー | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ |
| 5.65インチ E-paper - 7色 600x480 | FLASHオーバーフロー | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ |
| 5.83インチ E-paper - モノカラー 648x480 | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ |
| 7.5インチ E-paper - モノカラー 800x480 | RAMオーバーフロー | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ |
| 7.5インチ E-paper - 3色 800x480 | RAMオーバーフロー | ✅ | ✅ | ✅ | ✅ |
ハードウェアの準備
ステップ 1. 材料の準備
| 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：ピンを合わせて、XIAOをボード上のXIAOソケットに優しく挿入します。
STEP 3. eInkをFPCコネクタに挿入：E-paperを24ピンFPCコネクタにePaper Breakout Board上で慎重にスライドして挿入します。
ソフトウェア準備
推奨されるプログラミングツールはArduino IDEで、XIAOの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。
Arduinoを初めて使用する場合は、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. 開発ボードモデルを選択し、Arduino IDEに追加します。
-
後のルーチンでSeeed Studio XIAO SAMD21を使用したい場合は、**このチュートリアル**を参照して追加を完了してください。
-
後のルーチンでSeeed Studio XIAO RP2040を使用したい場合は、**このチュートリアル**を参照して追加を完了してください。
-
後のルーチンでSeeed Studio XIAO nRF52840を使用したい場合は、**このチュートリアル**を参照して追加を完了してください。
-
後のルーチンでSeeed Studio XIAO ESP32C3を使用したい場合は、**このチュートリアル**を参照して追加を完了してください。
-
後のルーチンでSeeed Studio XIAO ESP32S3を使用したい場合は、**このチュートリアル**を参照して追加を完了してください。
Seeed Arduino LCDライブラリのインストール
Step 3. Seeed Arduino LCD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、互換性がありません。TFTライブラリや他の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、まず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。
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、後で使用します。
間違った選択をすると、画面に何も表示されません。
そのため、デバイスやコンポーネントのタイプを確認してください。
ライブラリをダウンロードした後、Sketch -> Include Library -> Add .ZIP Libraryに移動し、ダウンロードしたライブラリを選択します。
4つの基本的な例があります。お好みの基本例を開いてください：
- 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：異なるサイズの文字と図形をランダムに表示します。
コードのアップロード
新しい「driver.h」ファイルを作成し、そ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 と Tools -> Port -> ボードが接続されているポートを選択 に移動します。次に Upload をクリックしてコードをアップロードします。
これで電子ペーパー画面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インチの電子インク画面を使用している場合、ドライバーチップの特性により、時計などの動的効果を使用する際にちらつきが発生する可能性があります。これはプログラムの問題ではありませんのでご安心ください。ただし、画面の寿命を短縮する可能性があるため、動的効果のサンプルを長時間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、異なるチップを使用しているため、ちらつき現象は発生しません。
画像抽出ソフトウェア
ウェブサイトの使用方法（推奨）
ここでは7.5インチ電子インク画面をテストに使用しています
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、電子インク画面上に様々な画像を表示することを簡単に実現できます。始めましょう！
ステップ1. 画像を選択
まず、使用したい画像を選択します。800*480のサイズを超えないようにしてください。
ステップ2. 画像設定
-
Canvas Size(s)
- Canvas Size: キャンバスの寸法を設定します。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。オプションには以下が含まれます：
-
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するために使用されます。選択すると、画像の色が反転されます。
-
Brightness / Alpha Threshold
- Brightness / Alpha Threshold: ピクセルの明度値を設定します。範囲は0から255です。値が高いほどピクセルが明るくなり、この値を下回るピクセルは黒になります。
-
Scaling
- Scaling: 画像のスケーリング方法を選択します。オプションには以下が含まれます：
-
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についてはさらなる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。
ステップ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のプレビューを確認できます
ステップ4. 出力
- 変換されたコードをコピー
- このヘッダーファイル内の画像コードを置き換え
表示効果
Image2lcdソフトウェアの使用方法
画像の作成方法
Windowsに内蔵されているソフトウェアペイントを使用して、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インチ電子ペーパーは400 x 300ピクセルなので、300 x 400のサイズを使用することはできません。これによりimage2lcdが出力する.hファイルに余分な200バイトが含まれることになります。
画像の色は、Windowsに付属する標準的な描画ボードの色と一致している必要があります。描画ボードの色は以下の通りです：
| 電子ペーパー | 色 |
|---|---|
| 1.54インチ電子ペーパー - Dotmatix 200x200 | 純粋な黒と白 |
| 2.13インチ電子ペーパー -フレキシブルモノクロ 212x104 | 純粋な黒と白 |
| 2.13インチ電子ペーパー - 4色 212x104 | 黒、白、赤、黄色 |
| 2.9インチ電子ペーパー - モノカラー 128x296 | 純粋な黒と白 |
| 2.9インチ電子ペーパー - 4色 128x296 | 黒、白、赤、黄色 |
| 4.2インチ電子ペーパー - モノカラー 400x300 | 純粋な黒と白 |
| 4.26インチ電子ペーパー - モノカラー 800x480 | 純粋な黒と白 |
| 5.65インチ電子ペーパー - 7色 600x480 | 黒、白、赤、黄色、青、緑、オレンジ |
| 5.83インチ電子ペーパー - モノカラー 648x480 | 純粋な黒と白 |
| 7.5インチ電子ペーパー - モノカラー 800x480 | 純粋な黒と白 |
| 7.5インチ電子ペーパー - 3色 800x480 | 純粋な黒と白 |
ビットマップ変換
ステップ1. Image2lcd.7zを開き、解凍してアプリケーションを開きます。
ステップ2. 画像を開き、「Output file type」を「C array (*.c)」として選択し、「Scan mode」を「Horizon Scan」として選択します。その他のパラメータ設定は以下の通りです：
| 電子ペーパー | BitPixl | 最大幅と高さ | 色の反転 | 表示モード |
|---|---|---|---|---|
| 1.54インチ電子ペーパー - Dotmatix 200x200 | Monochrome | 200x200 | ✅ | Mirror left-right |
| 2.13インチ電子ペーパー -フレキシブルモノクロ 212x104 | Monochrome | 104x212 | ✅ | Normal |
| 2.13インチ電子ペーパー - 4色 212x104 | 4 Gray | 104x212 | / | Normal |
| 2.9インチ電子ペーパー - モノカラー 128x296 | Monochrome | 128x296 | ✅ | Normal |
| 2.9インチ電子ペーパー - 4色 128x296 | 4 Gray | 128x296 | / | Normal |
| 4.2インチ電子ペーパー - モノカラー 400x300 | Monochrome | 400x300 | ✅ | Mirror left-right |
| 4.26インチ電子ペーパー - モノカラー 800x480 | Monochrome | 800x480 | / | Mirror left-right |
| 5.65インチ電子ペーパー - 7色 600x480 | 256 colors | 600x448 | / | Normal |
| 5.83インチ電子ペーパー - モノカラー 648x480 | Monochrome | 600x480 | ✅ | Mirror left-right |
| 7.5インチ電子ペーパー - モノカラー 800x480 | Monochrome | 800x480 | ✅ | Mirror left-right |
| 7.5インチ電子ペーパー - 3色 800x480 | Monochrome | 800x480 | / | Normal |
- 最大幅と高さを設定した後、矢印をクリックして確認する必要があります。
- ヘッダーデータは含めないでください。
ステップ 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
- [PDF]: ePaper Driver Board SCH PDF
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