Oled дисплей своими руками

Как сделать самодельный светодиодный экран?

Светодиодные экраны или, как их еще часто называют, ЛЕД-дисплеи, стали доступны для массового применения сравнительно недавно. Более правильным будет вместо русской аббревиатуры именовать это электронное устройство LED-дисплеем (light emitting diode). Наряду с этими названиями часто используется термин «светодиодный экран».

Первые видеоэкраны появились более 20 лет назад, но их яркость (отдельные пиксели были на газоразрядных лампах) была недостаточной для воспроизведения качественного изображения, особенно в солнечные дни. Кроме этого техническое обслуживание этих устройств было очень сложным и дорогим.

Стремительный прогресс в технологии производства ярких, качественных и в то же время недорогих светодиодов основных цветов (красного, зеленого и голубого) позволил совершить стремительный шаг вперед индустрии производства светодиодных экранов. Огромный спектр возможностей по созданию видеоизображений, управлению цветовыми, яркостными и динамическими изображениями произвел настоящую революцию на рынке наружной и интерьерной рекламы (экраны небольшого размера – от 1,0 х 1,0 м, где требуется демонстрация изображений большого масштаба).

В крупных российских городах, захламленных повсеместно за последние 20 лет безликими билбордами 3 х 6 м, началось постепенное внедрение этой современной технологии. Модульные принципы сборки и аппаратно-программное обеспечение Arduino позволяют собрать LED-экран своими руками.

Модули для сборки

Экран нужных габаритов собирается из готовых электронных блоков (модулей) стандартных размеров, укомплектованных пикселями из светодиодов или сборок RGB, соединенными на общей плате и имеющими необходимые разъемы и шлейфы для объединения с соседними блоками. Модули, как правило, китайского производства, имеющие более низкую цену, приобретаются в специализированных фирмах и магазинах. Набором типичных параметров обладают модули Р10:

• размер, мм – 320 х 160 х 20;
• вес модуля, г – 600–700;
• шаг пикселя, мм – 10;
• разрешение (количество пикселей на 1 м 2 ) – не менее 256 х 192;
• яркость светодиодного экрана, кд/м 2 – 6 000–7 000;
• угол половинной яркости, градус – 120;
• срок службы, час – до 50 000;
• максимальная потребляемая мощность (для уличных экранов), Вт/м 2 – 500;
• расстояние комфортной видимости изображений, м – от 7;
• все световые и электронные компоненты защищены от воздействия влаги, пыли, механических воздействий.

Модули Р10 разных цветов

При отсутствии модулей можно собрать светодиодный экран на базе светодиодной ленты. Но этот вариант более трудоемок в сборке и не обладает необходимой надежностью при наборе жестких условий уличной эксплуатации: большой диапазон температур, влажность, УФ-воздействие, пыль, грязь и т. п.

Как собирается LED-дисплей

На первом этапе изготовления самодельного видео экрана необходимо изготовить надежную несущую металлоконструкцию для размещения на ней большого количества электронных блоков (модулей, контроллеров, источников питания – драйверов, преобразующих сетевое переменное напряжение 220 В в постоянное – 12 В). Конструкция представляет собой каркас из квадратной профильной трубы. Типичный вариант каркаса представлен ниже на фото.

Каркас LED-экрана с модулями Р10

На втором этапе собирают модули Р10, крепят к каркасу вплотную друг к другу и соединяют с помощью шлейфов, имеющих качественные разъемы «папа-мама». Крепеж модулей зачастую осуществляется с помощью надежных магнитов, что очень упрощает стадию сборки и особенно разборки при производстве ремонтных работ.

Далее с обратной стороны каркаса размещаются блоки питания и контроллеры, отвечающие за обработку видеоинформации и распределение ее на конкретные модули и малые пиксели. Задняя стенка видеоэкрана изготавливается из металлического листа или алюминиевой композитной панели. Как сделать монтаж LED-экрана, показано ниже.

Схема светодиодного экрана

Как управлять работой LED-дисплея

Понятно, что сегодня собрать светодиодный экран своими руками может практически любой человек, владеющий элементарными знаниями электротехники и навыками обращения с инструментами типа отверток и шуруповерта. Однако для того, чтобы «вдохнуть жизнь» в собранное железо, надо понимать, каким образом видеофайлы поступают на светодиоды и как создается программа для работы видеоэкрана.

Управление и замена файлов с видеороликами производится через USB-порт (через flash-карту) или с помощью Wi-Fi-роутера через интернет-соединение. Видеоролик, созданный предварительно с помощью специализированного программного обеспечения, переводится в формат * .avi или * .mpeg. Затем он преобразуется микроконтроллером или компьютером в цифровой поток, поступающий на микросхемы драйверов постоянного тока, подающих напряжение в соответствии с алгоритмом, заложенным в программу, на светодиоды дисплея.

Качество сделанного экрана определяется возможностями системы управления LED-экрана, которая может быть синхронной или асинхронной. На рисунке ниже представлена схема управления LED-экраном.

Схема управления светодиодным LED-экраном

Синхронная система управления подразумевает, что на экране отображается та же информация, что и на компьютере, то есть идет прямой эфир. Например, можно транслировать изображение с телекамеры, установленной на стадионе или концерте. Такая система состоит из карты-передатчика и нескольких карт-приемников. В компьютере, который управляет экраном, находится карта-передатчик, а на экране – карты-приемники, соединенные UTP-кабелем (витая пара).

Асинхронный способ вывода информации на экран подразумевает предварительную загрузку в память микроконтроллера. Для этого используют flash-карту или кабель. Асинхронная система требует присутствия нескольких микроконтроллеров, количество которых зависит от геометрических размеров LED-дисплея. Эта система позволяет осуществлять работу самостоятельно по заданной программе без внешнего компьютера.

Аппаратная платформа Arduino

Для создания программы управления светодиодными видеоустройствами (экраны, бегущие строки) на рынке существует большой выбор различных продуктов. Одним из самых популярных является аппаратно-вычислительная платформа Arduino (Ардуино), в состав которой входят плата ввода-вывода и средства разработки.

Arduino используется как для разработки автономных интерактивных объектов, так и для подключения к программным продуктам, выполняемым на компьютере. Платы имеют аналоговые и цифровые порты, к которым могут подключаться разные устройства автоматики: датчики (температуры, влажности, давления и т. п.), кнопки, моторы, двигатели, видеоэкраны, бегущие строки.

Можно сказать, что Arduino – это инструмент проектирования различных электронных устройств. Программная платформа сделана с открытым программным кодом на базе языка программирования С/С ++ . Проекты, реализованные с помощью Arduino, могут функционировать как самостоятельно, так и взаимодействовать с компьютерным программным обеспечением (MaxMSP, Flash, Processing).

Плата программируемого контроллера Arduino

Источник

Изготовление органических oLED светодиодов

Что же такое органический светодиод? Organic Light-Emitting Diode (oLED) — органический светоизлучающий диод, изотавливается из органических соединений, способных излучать свет при прохождении тока.
В этой статье мы рассмотрим изготовление органических светодиодов oLED в домашней лаборатории своими руками.

Координационный комплекс между прозрачным электродом из оксида олова и активным металлическим электродом излучает свет при подаче внешнего напряжения. Покрытие слишком тонким слоем [Ru(бипиридин)3](BF4)2-поливинилового спирта приведет к короткому замыканию и отсутствию светового излучения; слишком толстое покрытие будет обладать слишком высоким электрическим сопротивлением, и также приведет к отсутствию излучения.

Определите проводящую сторону покрытого оксидом олова образца стекла путем измерения сопротивления с помощью тестёра. Конечное сопротивление проводящей стороны должно составлять 20-30 Ом.

С помощью двусторонней клейкой ленты закрепите покрытое оксидом индия и олова стекло проводящей стороной наружу на вентиляторе со скоростью вращения до 2500 оборотов в минуту.

С помощью ватной палочки нанесите раствор [Ru(бипиридин)₃](BF₄)₂-поливинилового спирта на центральную часть стекла. Вращайте образец с частотой 2500 оборотов в минуту в течение 30-60 с, используйте защитный экран для предотвращения разбрызгивания. Повторите нанесение 3-4 раза, оставляя края непокрытыми.

Вместо предпочтительного метода покрытия с помощью вращения можно с помощью двусторонней клейкой ленты прикрепить покрытое оксидом индия и олова стекло проводящей стороной наружу к поверхности стола. С помощью ватной палочки нанесите очень тонкий слой раствора [Ru(бипиридин)₃](BF₄)₂-поливинилового спирта на стекло. Испарите жидкость с помощью термофена или фена для волос. Повторите нанесение 3-4 раза, оставляя края непокрытыми.

Изготовьте трафарет. Для этого приклейте кусочек изоленты к алюминиевой фольге и проколите в нем отверстие диаметром приблизительно 3 мм.

Просушите стекло феном не менее минуты, чтобы удалить всю оставшуюся на пленке жидкость. Первая причина неудачи при изготовлении органических светоизлучающих диодов oLED связана с недостаточным высушиванием полимерного слоя перед нанесением активного металлического слоя.

С помощью ватной палочки нанесите через трафарет жидкий сплав галлия и индия (активный металлический электрод). Эвтектическая смесь 75,5% галлия и 24,5% индия жидкая при температуре выше 16,5 о С.

Подведите положительный вывод источника питания 4,5 В к покрытому оксидом олова стеклу (не к полимерному покрытию). Осторожно подведите отрицательный вывод к сплаву галлия и индия. Во влажной среде срок службы значительно снижается.

Смотрите с непокрытой стороны стекла.

Является ли этот участок диодом? Что произойдет если поменять полярность подаваемого напряжения?

Готовые растворы для различных приготовлений:

Поместите приблизительно 0,30 г PVA (поливиниловый спирт, Aldrich, 36,316-2, средняя молекулярная масса 124 000 – 186 000) и 10 мл воды в 30-миллилитровый химический стакан. Для растворения PVA накройте стакан неплотно пластиком и грейте в микроволновой печи несколько раз по 15 с до полного растворения. Не допускайте кипения раствора.

Растворите приблизительно 0,035 г [Ru(бипиридин)₃](BF₄)₂ (синтез – см. статью 2) в 3 мл раствора поливинилового спирта.

GaIn Eutectic (Эвтектическая смесь галлия и индия), Aldrich, 49542-5

Оборудование:

Проводящее стекло (стекло 1″ х 1″ х 2,3 мм ТЕС 15), Hartford Glass Co, 735 E Water Street, Hartford City, IN 47348 Phone: 765-348-1282
Омметр
Вентилятор со скоростью вращения 2500 оборотов в минуту и источник питания: вентилятор Radio Shack 273-243B 12VDC, универсальный адаптер питания 273-1662
Двусторонняя клейкая лента
Трафарет, изготовленный из алюминиевой фольги и изоленты с отверстием

3 мм
Ватные палочки
Фен
Источник питания 4,5 В

Модификация Джейсона Мармона, Джорджа Лисенски и Уэнди де Профетис с использованием следующих источников: Франк Г. Гао, Аллен Дж. Бард «Полупроводниковые органические светоизлучающие диоды на основе комплексов трис(2,2′-бипиридин)рутения ( II )», Журнал американского химического общества, 122(30), 7426-7427 (2000); Ханна Севьян, Син Мюллер, Хартмут Рудманн, Майкл Ф. Рабнер «Использование органических светоизлучающих электрохимических тонкопленочных компонентов в изучении материаловедения», Журнал химического образования, 81(11), 1620 (2004).

Источник

💥 Как подключить OLED дисплей к Ардуино

OLED дисплей Arduino 0,96 дюйма позволяет создавать крутые проекты с экраном, при этом сохраняя миниатюрные размеры DIY устройства. Модули OLED на базе SSD1306 весьма популярны благодаря простому подключению к микроконтроллеру и высокому разрешению экрана – 128×64 пикселя. Рассмотрим характеристики OLED с I2C, подключение к Arduino и разберем команды библиотек: Adafruit_SSD1306 и OLED_I2C.

Arduino I2C OLED display подключение

OLED (Organic Light-Emitting Diode) — это полупроводниковый прибор, излучающий свет при прохождении через него электрического тока. Управление модулем осуществляет с помощью чипа SSD1306, который поддерживает пять разных протоколов связи. Встречаются модули не только с протоколом IIC, но и с протоколом SPI, и даже олед дисплеи с возможностью выбора (переключения) между этими двумя протоколами.

Характеристики OLED I2C 128×64 / 128×32

• Цвет экрана — монохромный;
• Разрешение — 128×64 или 128×32;
• Графический чип — SSD1306;
• Интерфейс — I2C или SPI;
• Питание модуля — от 3 до 5 В;
• Размер модуля — 27x27x4 мм.

Распиновка OLED SPI и дисплея OLED IIC

Главным плюсом OLED 128×64 iic является работа модуля без подсветки, за счет чего обеспечивается низкое потребление тока этим модулем. А высокое разрешение OLED 128×64 px Arduino позволяет вывести на дисплей большее количество информации, в отличии от текстового экрана 1602. Для подключения используется четыре разъема — два провода для питания (5V и GND) и два провода для шины IIC (SDA и SCL).

Подключение OLED I2C 128×64 к Arduino

Для этого занятия нам потребуется:

• плата Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
• lcd oled 128×32 / lcd oled 128×64;
• провода «папа-мама».

Схема подключения OLED дисплея с i2c к Ардуино

OLED i2c 0,96	Arduino Uno	Arduino Nano	Arduino Mega
GND	GND	GND	GND
VDD	5V	5V	5V
SDA	A4	A4	20
SCL	A5	A5	21

На изображении выше, показана схема подключения OLED I2C — разъемы SDA и SCL модуля подключаются к соответствующим пинам на микроконтроллере. У Arduino Uno и Nano SDA — пин A4, SCL — пин A5, а у Arduino Mega — 20 и 21 пин, соответственно. Питание модуля 3,3 или 5 Вольт. Далее рассмотрим две популярные библиотеки для работы с OLED SSD1306 — это библиотека OLED_I2C.h и Adafruit_SSD1306.h.

Библиотеки для OLED I2C 0,96 Arduino

Библиотека OLED_I2C.h позволяет менять шрифт текста (размер), выводить латинские и русские буквы на экран, а также позиционировать текст на дисплее (по левому и правому краю или по центру). В следующем скетче показано максимальное количество возможностей команд данной библиотеки с подробными комментариями. Подключите ОЛЕД дисплей, согласно схеме выше, и загрузите программу в плату Ардуино Уно.

Скетч. Библиотека OLED_I2C.h команды, описание

Пояснения к коду:

1. библиотека использует много оперативной памяти микроконтроллера для загрузки шрифтов, поэтому работать с OLED дисплеем на плате Arduino Nano не получится. Скетч не загрузится из-за нехватки свободной памяти;
2. ещё больше возможностей библиотеки можно узнать из стандартных скетчей.

Стандартные скетчи библиотеки OLED_I2C.h Arduino IDE

Еще одна библиотека, которая позволяет работать с дисплеем 0,96 по протоколу SPI и IIC, это Adafruit_SSD1306. В дополнении к этому вам потребуется еще установить библиотеку Adafruit_GFX. Все необходимые библиотеки вы можете скачать на нашем сайте — здесь. После установки необходимых файлов, вы сможете использовать команды библиотеки Adafruit_SSD1306.h для вывода текста на олед дисплей.

Скетч. Библиотека Adafruit_SSD1306.h команды

Пояснения к коду:

1. адрес устройства — 0x3C, можно узнать с помощью программы для сканирования шины I2C микроконтроллера Ардуино;
2. display.setTextSize(1, 2); в этой строчке можно указывать два параметра — первая цифра задает размер шрифта, а вторая высоту шрифта.

Кириллица, русский шрифт OLED I2C 128×64

Для вывода русских букв следует использовать библиотеку OLED_I2C.h, подключив русский шрифт в программе. В следующем скетче реализована возможность вывода бегущей строки с помощью цикла for Arduino IDE. Кроме того, с помощью библиотек, рассмотренных на этой странице, на олед экран можно выводить различные картинки и логотипы с прокруткой по вертикали или по горизонтали олед дисплея.

Скетч. Русификация дисплея OLED I2C Arduino

Пояснения к коду:

1. переменная i в цикле for меняет положение надписи в строке от 128 до -40 пикселей (если надпись будет длиннее то нижний диапазон нужно увеличить);
2. минусом библиотеки является то, что некоторые символы будут тоже переводиться в русские буквы, например, «точка» превратится в букву «ю».

Заключение. Мы постарались наиболее полно рассмотреть схему подключения OLED 0,96 к Ардуино и разобрать команды библиотек для экрана. Рассказать обо всех возможностях работы с OLED в одном обзоре довольно сложно. Вы можете изучить эту информацию на основе примеров из архива с библиотеками самостоятельно. Если у вас остались вопросы по теме — пишите их в комментариях к этой записи.

Источник