TFT LCD дисплей 2.8 дюйма и Arduino

Тачскрин дисплей станет украшением для любого проекта на Arduino.

В этой статье мы рассмотрим touchscreen display shield со встроенным слотом для microSD карты. TFT дисплей имеет диагональ 2.8", подсветку, в которой используется 4 белых светодиода, и возможность отображения 262000 оттенков цветов (18 бит)! Дисплей имеет разрешением 240х320 пикселей с индивидуальным управлением. Обратите внимание, что это гораздо больше, чем, например, у черно-белого LCD дисплея 5110. На шилде встроен резистивный тачскрин, что позволяет определяеть положение пальца при нажатии на экран.

Общая информация и техническые характеристики TFT LCD шилда 2.8"

TFT shield продается в полностью собранном виде, готовый к запуску. Достаточно его просто установить сверху на вашу Arduino и подключить необходимую библиотеку в Arduino IDE. Процедура установки-наладки-первого заруска займет не больше 10 минут!

На TFT шилде есть встроенный контроллер с буферизацией RAM. В результате большинство операций передается имнно шилду, а не грузят контроллер на Arduino. Для подключения шилда TFT дисплея достаточно несколько пинов: 12 пин отвечает за дисплей, 13 - за работу SD карты, если вы ее используете.

Конечно, производители не оставили нас наедине с даташитом и пожеланием "Удачи!". Есть библиотеки, которые значительно облегчат вашу работы с TFT шилдом.

Есть отличная open-source графическая библиотека, которая дает возможность рисовать пиксели, линии, прямоугольники, окружности и текст: Скачать на Github.

Кроме того, написана тач-скрин библиотека: Скачать на Github, которая определяет координаты x, y и z (давление), в которой есть пример скетча для демонстрации указанных возможностей. Данный скетч написандля Arduino, но может быть адаптирован для других микроконтроллеров!

Технические характеристики TFT дисплея:

• Диагональ LCD TFT дисплея составляет 2.8"
• Разрешение 240x320 пикселей, 18-bit (262000) цветовая гамма
• Контроллер ILI9325 или ILI9328 со встроенным буфером оперативной памяти
• Цифровой интерфейс на 8 бит, плюс 4 линейки управления
• Использует цифровые пины 5-13 и аналоговые 0-3. Это значит, что можно использовать цифровые пины 2, 3 и аналоговые 4 и 5. Пин 12 тоже доступен, если вы не используете microSD карту
• Совместим с любой платой Arduino '328 или Mega
• Совместим с 5В! Может использовать питание логики 3.3 В и 5 В
• Есть встроенный LDO регулятор 3.3 В @ 300 мА LDO regulator
• Подсветка из 4 белых светодиодов. По умолчанию включена. Для управления можно подключить транзистор к цифровому пину с подсветкой
• 4-х проводниковый резистивный сенсорный экран

Дополнительные вопросы и ответы

Я ознакомился с даташитом и обнаружил, что доступен SPI интерфейс. Почему вы используете параллельный интерфейс? SPI ведь лучше, будет задействовано меньше пинов!

Действительно, драйвер на дисплее поддерживает SPI, но дисплеев, которые его могут использовать нет. На тачскрин шилде соответствующие пины просто не выведены в качестве коннекторов. Скорее всего это связано с тем, что скорость передачи по SPI была бы очень медленная.

Задействованы все пины! Как я могу подключить еще что-то к Arduino?

Можно использовать protoshield или proto-screwshield. Вы можете подключить различные i2c датчики или аналоговые сенсоры к аналоговым пинам 4 и 5. Можно использовать i2c плату расширения, чтобы получить больше пинов. Если же пинов надо действительно много, можно использовать 8 пинов для передачи данных пока TFT не записывает данные. Это пины high-z и они не используются, пока пины WR и RD находятся в состоянии high.

Подключение TFT LCD экрана к Arduino

TFT шилд 2.8 дюйма поставляется от производителей (даже из дешевого Китая) в собранном виде. Для использования достаточно просто установить его сверху на Arduino. Никаких дополнительных проводов, никаких макеток!

Проверка LCD

Adafruit в свое время подготовили библиотеку с примером скетча для использования с этими TFT дисплеями. Библиотека не очень хорошо оптимизирована, отрабатывает не на максимальной скорости, но для знакомства с сенсорным дисплеем вполне подойдет. Кроме того, она может быть использована и для других микроконтроллеров. Как бы то ни было, сейчас нас интересует именно Arduino.

По ссылке вы сможете скачать архив с библиотекой и примерами. Распакуйте скачанный архив и не забудьте корректно интегрировать библиотеку в Arduino IDE.

Вам понадобится GFX graphics core. Постумаем аналогично. Распаковываем, перекидываем в папку с библиотеками для Arduino IDE.

Если вы используете именно шилд от Adafruit, есть еще один нюанс! Откройте файл TFTLCD.h в папке с библиотеками и раскомментируйте строку, которая находится сверху:

Перезагрузите Arduino IDE. После перезагрузки должны отработать несколько графических примеров.

Библиотека GFX Library от Adafruit

Библиотека TFT LCD library основана на графической библиотеке Adaftui GFX graphics. В GFX есть много готовых функций для основы вашего проекта. Библиотека поддерживает пиксели, линии, прямоугольники, окружности, скругленные прямоугольники, треугольники, отображение текста, поворот. Скачать ее можно по ссылке.

Пример рисования на сенсорном дисплее

Данный LCD TFT шилд имеет встроенный 2.8" 4-х проводниковый резистивный дисплей. Его можно использовать для определения места контакта пальца, стилуса и т.п. Для работы с сенсорным дисплеем вам понадобится 4 пина на Arduino.

Скачать пример вы можете здесь: Github repository. Не забудьте разархивировать скачанный файл и переместить его в папку с библиотеками Arduino IDE.

Сенсорный дисплей подключается к Arduino следущим образом:

• Y+ подключается к аналоговому пину 1
• Y- подключается к цифровому пину 7
• X+ подключается к цифровому пину 6
• X- подключается к аналоговому пину 2

После подключения загрузите пример tftpaint_shield, который находится в библиотеке TFTLCD library. С правой стороны на экране появятся 'боксы с цветами'. Вы можете нажать на один из боксов для выбора цвета, которым будете рисовать. Нажав на левую часть экрана вы можете его очистить.

Сенсорный дисплей сделан из тонкого стекла. Он очень хрупкий. Малейшая трещина или повреждение выведет его из строя. Будьте аккуратны при переносе дисплея, особенно с его углами. Для взаимодействия с резистивным экраном можно использовать не только пальцы, но и стилусы. Понятное дело, слишком сильно давить на поверхность дисплея тоже не стоит.

Загрузка рисунков

На TFT LCD дисплее 2.8" дюйма есть встроенный слот для micoSD карты. Этот слот можно использовать для загрузки изображений! Предварительно отформатируйте карту в FAT32 или FAT16 ( более детально особенности работы SD карты с Arduino отображены здесь).

В большинстве скетчей-примеров SD карта не будет работать. Необходимо ее предварительно инициализировать.

Для увеличения скорости обмена данных можно загрузить дополнительную библиотеку здесь: Fixes & Updates to the Arduino SD Library. Не забудьте скопировать распакованную библиотеку в соответствующую папку в Arduino IDE.

Если вы пользуетесь Arduino Mega, внесите некоторые правки в файл SD/utility/Sd2Card.h. Надо снять тег комментария со строки #define MEGA_SOFT_SPI 1. Благодаря этому для обмена данными с SD картой, Arduino Mega сможет использовать те же пины, что и классические Arduino. Для тестировки можете загрузить это изображение тигра: Download this tiger bitmap and save it to the microsd card!

Запустите Arduino IDE и выберите скетч tftbmp_shield. Загрузите его на Arduino и вуаля! На экране отобразится следующее:

Для загрузки подойдут изображения, размер которых меньше 240х320 пикселей. Рисунки надо сохранять в 24-битном BMP формате. Даже если изначально рисунок не имел 24 бита, пересохраните его, так как это самый легкий формат для чтения с помощью Arduino. Можно поворачивать рисунки с использованием процедуры setRotation().

Управление подсветкой

По умолчанию разработчики шилда считают, что вы постоянно будете использовать подсветку. Однако вы можете управлять ее яркость с помощью ШИМ выходов или вообще выключать для экономии энергии. Для этого вам понадобится немного потрудиться. Найдите на задней стороне TFT LCD шилда 2.8" два коннектора подсветки. С помощью ножа уберите дорожку между клемами VCC и соедините два квадрата, обозначенных Pin3. После этого вы сможете управлять подсветкой с использованием цифрового пина 3.

Оставляйте Ваши комментарии, вопросы и делитесь личным опытом ниже. В дискуссии часто рождаются новые идеи и проекты!