Wyświetlacze – czyli sposoby na wygodne wyświetlanie danych!

Podczas tworzenia projektów z Arduino, czy też z innymi mikrokontrolerami często mamy dylemat. W jaki sposób wyświetlić dane z czujników, czy też stworzyć wygodne menu? Wtedy z pomocą przychodzą nam wyświetlacze!

Wyświetlacze jako efektywny sposób ukazywania danych.

Szukając wyświetlacza do prototypu często, możemy zauważyć ogromną ilość rodzajów i modeli ekranów, pracują na różnych napięciach, różnych magistralach i są mniej lub bardziej efektowne. Nawet Arduino może wysterować wyświetlacz o parametrach podobnych do tych, które były używane we flagowych smartfonach jeszcze kilka lat temu. Tak więc często ogranicza nas budżet. Zaczniemy więc od rozwiązań najtańszych i będziemy przechodzić do rozwiązań o trochę wyższym zakresie cenowym.

Wyświetlacze segmentowe LED

Najpopularniejszym rodzajem wyświetlaczy segmentowych są modele 7-segmentowe, które pozwalają na wyświetlenie liczb 0-9, kropki oraz kilku liter. Jednak możemy spotkać się także z kilkoma wyświetlaczami połączonymi w jeden, tak jak możemy to zauważyć na grafice powyżej.

Często matryce złożone z kilku wyświetlaczy wyposażone są w sterownik. Dzięki niemu możemy sterować segmentami za pomocą kilku pinów, najczęściej przez magistralę I2C. Nie licząc matryc podłączonych do sterowników, wyświetlacze te cechują się tym, że każdy segment. To jest on zasilany osobno, dzielimy je na matrycę ze wspólną katodą i ze wspólną anodą.

Aby podświetlić jeden segment w wyświetlaczu, ze wspólną katodą musimy podać GND na pin bazowy i VCC na pin odpowiadający za dany segment. Są one bardzo tanie, ale też bardzo efektowne i co najważniejsze znajdą zastosowanie w wielu projektach.

Matryce LED

Matryce LED działają na podobnej zasadzie co wyświetlacze segmentowe, ponieważ podłączając. Zasilanie do odpowiednich pinów decydujemy, która dioda się zapali. Najpopularniejszym rozmiarem matryc LCD jest rozmiar 8 × 8, czyli 8 kolumn diód po 8 rzędów. Tutaj podobnie jak w przypadku wyświetlaczy segmentowych musimy podać napięcie na dwa wybrane piny, aby podświetlić wybrane pole.

Wyświetlacze te często pracują na napięciu 3.3 V lub 5 V. Podobnie jak modele segmentowe do wysterowania wyświetlacza potrzebujemy wielu pinów. Te wyświetlacze często sprzedawane są ze sterownikami, co umożliwiają komunikację za pomocą magistrali I2C lub SPI.

Matryce LED są nieco droższe niż wyświetlacze segmentowe, jednak ilość diod pozwala na wyświetlenie animacji, a połączenie wyświetlaczy w szereg umożliwia nam stworzenie jednego dużego wyświetlacza. Matryce te często są oznaczane po ilości diod w rzędzie i wierszu. Na przykład „LED Matrix 8 × 8”, jest to matryca LED, która ma 8 diod w pionie i w poziomie.

Wyświetlacze alfanumeryczne LCD

Wyświetlacze alfanumeryczne są bardzo popularne wśród osób, które zaczynają przygodę z elektroniką. Są stosunkowo tanie, a duża ilość bibliotek pozwala na wysterowanie wyświetlacza nawet przez osoby początkujące. Są to wyświetlacze ciekłokrystaliczne monochromatyczne, czyli wyświetlają jeden kolor. Modele te posiadają sterownik HD44780. I do podłączenia potrzebują 12 przewodów, z czego 5 to sekcja zasilania. Tak, aby uzyskać jak największą oszczędność. Złączone stworzone zostały sterowniki, które umożliwiają podłączenie wyświetlacza za pomocą magistrali I2C.

Wyświetlacze alfanumeryczne LCD często mają oznaczenia „LCD 16 × 2” czy też „LCD 20 × 4”. Oznacza to, że na wyświetlaczu możemy pokazać 2 wiersze po 16 znaków, a w drugim przypadku 4 wiersze po 20 znaków. Wyświetlacze te są też bardzo estetyczne. A standaryzowanie rozmiarów pozwala na wygodne tworzenie urządzeń czy też prototypów. Tym samym wyświetlacze te pracują najczęściej na logice 5 V.

Wyświetlacze LCD TFT

Wyświetlacze LCD TFT to ciekłokrystaliczne wyświetlacze, które pozwalają na wyświetlanie informacji. W palecie kolorów RGB najczęściej łączą się z mikrokontrolerem za pomocą magistrali SPI. A dzięki czemu nie musimy martwić się o wykorzystanie zbyt wielu pinów naszego mikrokontrolera.

Prawie wszystkie matryce przeznaczone do użytku z mikrokontrolerami 8,16 i 32-bitowymi. Posiadają sterownik, który ułatwia połączenie. Biblioteki dla Arduino znacznie przyspieszają pracę. Większość z wyświetlaczy pracuje na logice 3.3 V. To warto jednak pamiętać, że większe modele pobierają więcej prądu, więc dobrym rozwiązaniem jest podłączenie zewnętrznego źródła zasilania do mikrokontrolera.

Co z tego wynika?

Owe wyświetlacze te mają często niezrozumiałe dla początkujących oznaczenie takie jak ”2.0' - SPI - 176 x 220px ”. Oznacza to, że mamy do czynienia z wyświetlaczem o przekątnej 2 cali, komunikującym się z mikrokontrolerem na magistrali SPI o rozdzielczości 176 na 220 pikseli. Ekrany tego rodzaju są jednymi z najdroższych w całym zestawieniu, jednak duże możliwości konfiguracji, profesjonalny wygląd, a często nawet wbudowany moduł do obsługi za pomocą dotyku w dużym stopniu rekompensuje cenę.

Wyświetlacze OLED

Wyświetlacze OLED w przeciwieństwie do wyświetlaczy LCD składają się z małych diod LED. Przez co osiągają bardzo wysoki kontrast, a kolor czarny jest najciemniejszy ze wszystkich dostępnych w wyświetlaczach. Połączenie z mikrokontrolerem odbywa się najczęściej przez magistralę SPI lub I2C. Sam wyświetlacz ze sterownikiem najczęściej pracuje na napięciu 3.3 lub 5 V.

Matryce OLED są bardzo smukłe, przez co są idealnym rozwiązaniem do budowy smartwatcha czy innego urządzenia, w którym potrzebujemy małego wyświetlacza. Modele OLED podobnie jak LCD posiadają specyfikację przedstawioną za pomocą atrybutów takich jak „1,3' 4P 128 × 64 na I2C”.

Oznacza to, że mamy styczność z wyświetlaczem o przekątnej 1.3 cala ze złączem 4 pinowym, o rozdzielczości 128 na 64 piksele, który podłączymy do mikrokontrolera za pomocą magistrali I2C.

Mam nadzieję, że tym artykułem rozwiałem wszelkie wątpliwości na temat wyboru wyświetlacza do projektu. I już teraz nikt nie będzie miał z tym problemu!