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1.54 inch e-Paper Display with ESP32

with 13 comments

1.54″ e-Paper 200×200 SPI display を ESP8266, ESP32で動かしました。 2017.09.07

費用:
_ e-Paper + WeMos D1 mini :1831円
_ e-Paper + ESP32 Minikit  :2351円
_ e-Paper 単体は 1572円です。


.
仕様:

  • Operating voltage: 3.3V
  • Interface: 3-wire SPI, 4-wire SPI
  • Outline dimension: 48 × 33mm
  • Display size: 27.6 × 27.6mm
  • Dot pitch: 0.138 × 0.138
  • Resolution: 200 × 200
  • Display color: black, white
  • Grey level: 2
  • Refresh power: 26.4mW(typ.)
  • Standby power: <0.17mW
  • Viewing angle: >170

.
準備:費用 e-Paper + D1 Mini = 1831円。e-Paper + ESP32 Minikit = 2351円。

No  Nomen  Link   Price
 1  Waveshare 1.54 inch e-Paper
XH2.54 20cm 8Pin Cable
 WS Development Tool Store
($14.39)
 1572円
 2  ESP32 Minikit  All goods are free… ($7.13)   779円
 2  WEMOS D1 Mini Lite  WEMOS CC Store ($3.66)   400円
 2  WEMOS D1 Mini  MH-ET Store ($2.38)   259円
 2  WEMOS D1 Mini Pro  ElectronicFans ($4.60)   503円
 ———————————-  ———————————–   ——
 3  e-Paper ライブラリー  ZinggJM:GxEPD
 3  Image ソフト(Windows)  GOOD DISPLAY:Image2LCD

_ e_Paper について:
_  購入先:Aliexpress。
_  輸送期間:WS Development Tool Store は 12日で届きました。
_       その後の追加注文では 6日で届きました。
_  この e_Paper は Waveshare Electronics (微雪子) の製品です。

_  付属品:2.54mm コネクター・ワイヤー 20cm。
_   白いコネクターは e-Paper 基板のコネクターに接続。
_   黒いコネクターはブレッドボードワイヤーのメス側と同じです。
_   ESP側がオスピンならば そのまま挿して使用できます。


.
配線:以下8本を配線します。コネクターの接触に注意してください。
_ 基板裏BS端子は 「0」の位置で「4-wire SPI」を使用します。

e-Paper ESP8266
D1 mini
ESP32
Minikit
BUSY (Busy status output) D2 4
RST (External reset) D4 16
DC (Data/Command sel) D3 17
CS ( SPI chip selection) D8 5
CLK (SPI SCK) D5 18
DIN (SPI MOSI) D7 23
GND GND GND
VCC 3.3V 3.3V

 


.
ライブラリー:
_ ZinggJM:GxEPD をダウンロードしライブラリーに入れます。
_ Waveshare 1.54inch e-Paper display class は 「GxGDEP015OC1」です。
_ サンプル(exsample) は 8個あります。
_ 設定:スケッチの e-Paper display は 「GxGDEP015OC1」を使用します。
_ 以下、1行の変更のみで動作します。

 #include <GxGDEP015OC1/GxGDEP015OC1.cpp>; 

_ Arduino IDE ボード設定:以下の設定で書き込め 動作します。
_ ESP8266 ( WeMos D1 mini ) : “WeMos D1 R2 & mini”
_ ESP32  ( ESP32 MiniKit ) : “WEMOS LOLIN32”

SPI設定メモ:
_ ESP8266:
_  GxIO_Class io(SPI, SS, D3, D4); // SS=CS=D8, DC, RST
_  GxEPD_Class display(io);

_ ESP32:
_  GxIO_Class io(SPI, SS, 17, 16); // SS=CS=5, DC, RST
_  GxEPD_Class display(io, 16, 4);


.
画像処理:Image2LCD:画像を xxx.h に変換します。
_ Windows アプリです。マックは Wine Emulator で動作します。
_ xxx.h は スケッチのファイルの中に入れて使用します。
_ GxEPD のサンプルを参照すると解りやすいです。


.
サンプル(exsample):

 


.
参考:
Waveshare:1.54inch e-Paper Module:e-Paper WiKi。
Waveshare:1.54inch e-Paper Datasheet:e-Paper データーシート。
YouTube:Waveshare 1.54inch e-paper:Waveshare Electronics の説明。
YouTube:Tech Note 055 Using ePaper SPI Displays with an ESP32/ESP8266
_    ESP8266/ESP32 による 4.2 inch と 2.13 inch e-Paper の使用方法。
YouTube:Tech Note 056 ESP32 ePaper Serial UART Display with Weather Display Code
_    ESP8266/ESP32 による 4.3 inch e-Papre の使用方法。
YouTube:ESP8266 7.4inch Weather display:7.4″ E ink display と ESP8266。
YouTube:Images and Text on the Waveshare 1.54inch e-Paper Display
_    David Watts氏:WeMos D1 mini による自作例。2017.09.20 追記。
_    配線、スケッチは同じ内容です。
_    Image2LCD による Image作成方法が説明されています。
Arduino Forum:Good Dispay ePaper for Arduino:e-paper と Arduino。
Arduino Forum:Waveshare e-paper displays with SPI:Waveshare と ESP8266。
instructables:E-paper Display With Arduino/ESP8266:4.3″ とArduino/ESP8266

shinkansen55 さんからのレポート:追記 2017.10.07
_ 動作までの手順と流れを 以下に示します。shinkansen55 さん ありがとうございます。
– ardunio-IDEを使う。
– GxEPDをlibrariesへコピー。
– adafruite-gfx-libraryをlibrariesへコピー。
– ボードとしては、ESP32 Dev boardを選択する。
– SPIのexample を使う。


.
メモ:スケッチ や 他の情報の誤記。
_ スケッチ誤記:
_   // mapping from Waveshare 2.9inch e-Paper to Wemos D1 mini
_ 誤 // BUSY -> D6
_ 正 // BUSY -> D2:ZinggJM / GxEPD には「BUSY -> D2」と書かれている。

_ Arduino Forum の ESP32配線画像:Waveshare e-paper displays with SPI
_ 画像は見難いですが ESP32の配線と スケッチの端子は一致していません。
_ 正しい配線は 「配線:ESP32 MiniKit」の表に示した 番号です。


.
感想:
1. 謝辞:e-Paper ライブラリー「GxEPD」の製作者 ZinggJM氏に感謝致します。
_    他に G6EJD氏による「epd」。
_    squix78:Daniel Elichhorn氏の「EPD2」ライブラリーがあります。
_    sabas1080 / LibraryEPD
2. e-Paper の Display は 基板にしっかりと固定されており安心です。
3. 反射光によるコントラストと表示は 見やすく素晴らしいです。
_ 紙の様な表示に うっとりします。
4. 電源なしでも 表示している所が なんともいい感じです。
5. 画面消去に時間がかかりますので 高速表示には不向きです。
6. 画面に表示された QRコードは iPad で読めました。
7. 他の e-Paper を使用する場合は 「GxEPD」の使用条件を把握してください。
8. 日本国内の販売:投稿時に 日本アマゾンを除き e-Paper は 販売されていません。
_ Aliexpress は 1572円 で購入できますが ebay は 少々高い価格になっています。
_ 国内販売時は かなり高くなると思います。日本アマゾンでの Waveshare では
_ 1.54inch 200×200 が なんと 16049円という超高価格(10倍)で販売されています。
_ 日本アマゾンでの Waveshare は 他の製品も驚く程の高いボッタクリ価格です。
9. 大きなサイズ: 4.2 inch 400×300 を使用したいのですが $27.89 ( 2996円 )
_ と少々高いです。4.3 inch 800×600 は $53.00 ( 5745円 ) です。
_ 


Written by macsbug

9月 7, 2017 @ 4:25 am

カテゴリー: ESP32, ESP8266

13件のフィードバック

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  1. 素晴らしいチャレンジですね。表示させる文書はWi-Fiを使って送込むとかするんでしょうか?
    日本語表示は難しそうですが、どんな仕掛けになっているのでしょうか?

    infomac

    9月 7, 2017 at 1:31 pm

    • infomacさん、訪問ありがとうございます。
      e-Paperの美しさに興味があり繋いでみました。電源を切っても紙の様に表示している姿にうっとりします。
      TFT Display の代替えになる表示装置で WiFi 経由や ダイレクトに文字や画像を表示しても良いですね。
      GxEPD ライブラリーの中にあるサンプル「IoT_SHT31LP_Example_1.54inchEPD」は
      温湿度センサーを使用し WiFi 接続もしていますので参考になるかと思います。
      日本語表示は TFT で表示させた事があり 表示は可能と思われます。
      漢字データーは ESPメモリー(SPIFFS)か、SDから使用する方法があります。
      漢字表示の情報は mgo-tec電子工作 https://www.mgo-tec.com が参考になります。
      今回の e-Paperの解像度は 200×200で漢字表示には向かないかもしれません。
      解像度の大きいe-Paperがありますが価格が高い為に使用できません 。

      macsbug

      9月 7, 2017 at 2:56 pm

      • macsbugさん、詳しく教えていただきありがとうございます。
        なるほど、200×200では漢字表示には力不足なんですね。
        >mgo-tec電子工作 https://www.mgo-tec.com が参考になります
        ここも、すごいチャレンジが公開されていますね。
        あまりにもたくさんの情報があって、勉強が追いつきません(笑)

        infomac

        9月 7, 2017 at 3:47 pm

  2. こんにちは。はじめまして。ぶしつけで申し訳ありませんが、ハードのことは全く分からないので教えてください。このe-PaperとESP mini kitの場合、半田付けが必要なのでしょうか?それともコネクタを適切に差し込めばよいのでしょうか。簡単にできるようならば試してみたいと思います。よろしくお願いします。

    Zun

    9月 12, 2017 at 6:12 pm

    • Zumさん、訪問ありがとうございます。
      簡単な方法として ESP mini kit 側のコネクターのハンダ付けが必要です。
      今回は動く事を主体に記載致しました。
      申し訳ないです、コネクターの説明が不十分で どうしようかなと思っていました。
      販売先でのコネクター画像は小さくて良くわかりません。
      1. e-Paper 付属のコネクターの画像は ブログに追加しておきました。
      _ e-Paper からの 付属ケーブルの端は メスのタイプになっています。
      2. ESP mini kit は 付属品としてオスとメスの2種類のピンソケットがあります。
      _ 具体的には 販売先の画像でどのようなコネクターか解ります。
      _ ESP mini kit に 付属品のコネクターをハンダ付けします。
      _ オスならば e-Paper のコネクターをそのまま挿して使用できます。
      _  この方法はブログの一番上の画像と同じです。
      _ メスならば ブレッドボード用のオスのワイヤーを中間に入れて接続できます。

      私はワイヤーがよじれて 汚くなりますので e-Paper と ESP基板を工夫して 一体化し
      ケースも考え 小型で綺麗な物にしようかと思っています。
      温度湿度表示とか機能を持った完成品ができましたらブログにしようかと思っています。

      macsbug

      9月 12, 2017 at 7:41 pm

      • 回答ありがとうございます。ボードとe-paperを手にいれたのですがピン番号とボードの表記がどう対応するのかわからず困っています。BUSYを4につなぐというとき4というのはボードのどういう資料を見るといいのでしょうか。。初心者質問ですみません。

        shinkansen55

        10月 5, 2017 at 10:08 pm

      • 4というのはGPIO4のことですね。たぶん。うちのボードにはGPIO5の印字がないのでCSのつなぎ先がわからないという感じです。もう少し調べてみます。

        shinkansen55

        10月 5, 2017 at 10:16 pm

      • shinkansen55 さん
        かならず動きますので、以下を参照してください。
        使用しているボードを WeMos D1 mini か ESP32 MiniKit で示します。
        もし他のボードをお持ちでしたらボードの名前を教えてください。 
        電源端子(3.3V,GND)を間違えなければ壊れません。
        1. BUSY : ESP8266 WeMos D1 mini = D2 = GPIO_4
        2. BUSY : ESP32 MiniKit = IO4 = GPIO4
        3. CS: ESP8266 WeMos D1 mini = D8 = GPIO_15
        4. CS: ESP32 MiniKit = IO5 = GPIO_5

        資料:
        WeMos D1 mini:Documentation:Schematic

        クリックしてproducts:d1:mini_new_v2_2_0.pdfにアクセス

        ESP32 MiniKit ピンアサイン
        http://mh.nodebb.com/topic/8/new-mh-et-live-minikit-for-esp32

        macsbug

        10月 5, 2017 at 11:19 pm

      • 手持ちのボードはESP32 Minikitです。
        ESP32 MiniKit ピンアサインを改めてじっと見ていたら
        http://mh.nodebb.com/topic/8/new-mh-et-live-minikit-for-esp32
        IO5の印字がありましたのでCSをつなぐことができました。全てつなぐことができたので
        きっといけるような気がします。ソフトを入れて試してみたいと思います。

        shinkansen55

        10月 6, 2017 at 10:58 am

    • おかげさまでサンプルが動作しました。ありがとうございました。
      – ardunio-IDEを使う
      – GxEPDをlibrariesへコピー
      – adafruite-gfx-libraryをlibrariesへコピー
      – ボードとしては、ESP32 Dev boardを選択する
      – SPIのexample を使う

      shinkansen55

      10月 7, 2017 at 4:04 pm

      • shinkansen55 さん
        部品の入手と接続、ardunio-IDE での サンプル動作 おめでとうございます。
        動作までの 手順と流れの記載をありがとうございます。とても助かります。
        動いた方は解っている物の 初めての人によっては 分かり難い所があると思います。
        勝手ながら shinkansen55 さんから 教えて頂いた手順を 「参考」に追加させて頂きました。

        macsbug

        10月 7, 2017 at 4:22 pm

      • すみませんが、参考までに教えてください。e-paper側に基盤がついてますが、この基盤の図面ってのは手に入るものなのでしょうか。手に入らないとすると仮に自分で基盤を起こそうとしたときはe-paperの仕様書から書き起こさないとだめなものなんでしょうか。。

        shinkansen55

        10月 17, 2017 at 5:19 pm

      • たぶん自己解決できました。お騒がせしました。

        shinkansen55

        10月 17, 2017 at 5:26 pm


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