راه اندازی ال سی دی گرافیکی با آردوینو

اندازه نمایشگر پارامترهای پروژه شما را تحت تاثیر قرار خواهد داد. صفحه نمایش های بزرگتر همیشه بهترین گزینه نیستند. اگر می خواهید تصویری با رزولوشن بالا را نمایش دهید، باید نمایشگری با اندازه بزرگتر و رزولوشن بالاتر انتخاب کنید، اما این انتخاب به کاهش سرعت پردازش شما می انجامد و به فضا و جریان بیشتری نیز برای عملکرد نیاز دارد. پس در آغاز کار باید رزولوشن مورد نظر، سرعت حرکت تصاویر، اطلاعات رنگ و اندازه تصویر، نوشته ها و اعداد پروژه را به دقت پیش بینی کنید.

اندازه های محبوب نمایشگرهای آردوینو به شرح زیر هستند:

• ۳/۵اینچی ۳۲۰*۴۸۰
• ۲/۸اینچی ۲۴۰*۴۰۰
• ۲/۴ اینچی ۲۴۰*۳۲۰
• ۱/۸اینچی ۱۷۶*۲۲۰

بعد از انتخاب ابعاد و کیفیت تصویر نمایشگر مورد نظرتان، وقت انتخاب کنترلر مناسب با آن است. اگر می‌خواهید حروف، تست ها، اعداد و تصاویر ثابت نمایش دهید و سرعت برایتان اهمیت ندارد، آردوینو ATMEGA 256 (که به آردوینو UNO نیز شناخته می شود) برای شما مناسب خواهد بود، اما اگر سایز کدهای پروژه شما بزرگ است، مدار UNO برای شما کافی نخواهد بود. به جای آن از آردوینو ۲۵۶MEGA استفاده کنید. اگر هم قصد نمایش تصاویر با کیفیت متحرک با سرعت بالا را دارید، از آردینو با هسته ARM مانند مدل DUE استفاده کنید.

در قطعات الکترونیکی و کامپیوتری، درایور نمایشگر معمولاً یک مدار مجتمع نیمه هادی سطح است (یا می تواند شامل یک ماشین وضعیت باشد که با منطق و قطعات مجزا ساخته شده باشد) که رابطه عملیاتی بین ریزپردازنده، میکروکنترلر یا ASIC را فراهم می‌کند، یا رابطی با هدف عمومی است که با نوع خاصی از دستگاه‌های نمایشگر مانند ال سی دی، ال ای دی، او ال ای دی، E PAPER، CRT  و فلورسنت وکیوم ارتباط برقرار می‌کند.

این درایور ها معمولاً دستورات و اطلاعاتی را که توسط رابط های سری یا موازی عمومی یا صنعتی تولید می شوند را اجرا می کنند، این رابط ها مس توانند  TTL، CMOS، RS232 ، SPI ، I2C  و غیره باشند. این درایور ها سیگنال هایی با ولتاژ مناسب تولید می‌کنند که تصویر یا متن مورد نظر شما را بر روی نمایشگر به تصویر می کشد.

تولید کنندگان ال سی دی ها از درایورهای مختلفی در محصولات شان استفاده می کنند که بعضی بسیار آشنا و بعضی هم ناشناس هستند. برای راه اندازی راحت‌تر نمایشگر خود باید از کتابخانه ال سی دی آردوینو استفاده کنید و آن را به کدهای خود اضافه نمایید. در غیر اینصورت راه‌اندازی و نمایش تصاویر می تواند بسیار مشکل شود. کتابخانه های رایگان بسیار زیادی در اینترنت موجود هستند که می‌توانید از کدهای آنها استفاده کنید، ولی مهمترین قسمت انتخاب کدها سازگاری آنها با درایور ال سی دی شما و توانایی این درایور برای شناسایی و اجرای دستورات شماست.

حال که با کلیات راه اندازی ال سی دی ها توسط آردوینو آشنا شدیم و نکاتی نیز در مورد اندازه نمایشگر و درایور آن‌ها آموختیم، بهتر است دست به کار شده و به سراغ قسمت سخت‌افزاری و اتصالات آن برویم.

در آغاز نگاهی به لیست موارد مورد نیاز برای راه اندازی ال سی دی گرافیکی وسیله آردوینو می‌اندازیم:

• یک مدار آردوینو UNO
• ال سی دی گرافیکی ۶۴*۱۲۸ (ST9720)
• سیم برای اتصالات
• یک عدد برد بورد
• یک پوتانسومتر ۱۰K اهم

این ال سی دی مصرف برق کمی دارد و برای دستگاه‌های قابل حمل که با باتری نیز کار می‌کنند مناسب است. بازه عملیاتی این قطعه از ۲/۲ تا ۵/۵ ولت است و هر دو حالت ارتباطی سری و موازی ۴یا۸ بیتی را پیشتیبانی می کند. حالت رابطه ارتباطی می تواند به وسیله پین ۱۵ مدار تغذیه، بین سری و موازی سوئیچ شود. این ال سی دی گرافیکی کارکرد اتوماتیک برای روشن شدن و ریست دارد و به آسانی با MCU های مختلفی مانند ۸۰۵۱، AVR، ARM و آردوینو و رزبری پای قابل کنترل است. برای اطلاعات بیشتر در مورد نمایشگر خود می‌توانید به دیتا شیت که همراه با محصول عرضه می شود، مراجعه کنید.

در جدول زیر به بررسی پایه های ارتباطی و کارکرد الی سی دی گرافیکی ۶۴*۱۲۸ با رابط ST7290  به وسیله آردوینو می پردازیم:

همانطور که قبل تر  گفتیم ۳ روش متفاوت برای ارتباط آردوینو به ال سی دی گرافیکی وجود دارد:

• حالت سری
• حالت موازی ۴ بیتی
• حالت موازی ‌۸ بیتی

در حالت سری تنها به سه عدد از پین ها برای انتقال اطلاعات نیاز داریم که  RS، RW  و E هستند. پین RS به عنوان انتخاب چیپ در حالت سری عمل می کند. RW به غنوان ورودی اطلاعات سری و E هم به عنوان CLK (سیگنال کلاک) سری استفاده می شود.

باید پین RS و RW و E را به پین های IO دیجیتال ۱۰،۱۱،۱۳ آردوینو UNO متصل کنید. همچنین برای انتخاب حالت رابط سری، پین PCB را به GND وصل کنید.

دیگر اتصالات ساده بوده و مانند اتصالات یک ال سی دی ۲*۱۶ هستند که با جستجو در اینترنت می توانید مدار و روش اتصال آن را مشاهده کنید.

پایه VCC و GND به ترتیب باید به V5 و گراند منبع تغذیه وصل شوند. VO به ترمینال میانی(لغزنده‌) پوتانسیومتر ۱۰K اهم و ۲ ترمینال دیگر آن را نیز به ۵V و گراند متصل کنید.

برلی روشن کردن بک لایت ال سی دی BLA را به ۵V و BLK را به گراند متصل کنید. رنگ بک لایت ال سی دی ها می تواند بین آبی، سبز، سفید یا نارنجی متغیر باشد.

حال که اتصالات شما آماده شده، آردوینو را با یک کابل رابط به کامپیوتر وصل کنید، سپس باید عکس مورد نظر خود را برای نمایش آماده کنید

برای اینکه بتوانید تصاویر را روی ال سی دی های گرافیکی نمایش دهید، ابتدا باید آن عکس را به کد هگز تبدیل کنید. البته نگران نباشید، این کار سختی نیست و ما فرآیند را به صورت تصویری به شما در ۵ مرحله آموزش خواهیم داد:

مرحله ۱- عکس مورد نظرتان را با نرم افزار PAINT در ویندوز باز کنید، سپس به قسمت RESIZE  رفته و بر اساس اندازه پیکسل، آن را بر روی سر ۶۴*۱۲۸ تنظیم کنید. توجه کنید که این مرحله برای هر عکسی که قصد نمایش آن را بر روی ال سی دی گرافیکی دارید، باید نسبت به اندازه همان نمایشگر انجام شود تا عکس از اندازه صفحه ال سی دی بزرگتر نباشد.

مرحله ۲- سپس روی گزینه SAVE AS کلیک کرده و تصویر را با فرمت BMP ذخیره کنید.

مرحله ‌۳- بعد از ذخیره کردن تصویر با فرمت BMP، باید آن را به کد هگز تبدیل کنید تا برای کتابخانه آردوینو قابل نمایش شود. برای این کار می توانید از نرم افزاری با نام GIMP2 استفاده کنید.

مرحله۴- بعد از دانلود و نصب نرم افزار مورد نظر، فایل BMP  را در آن باز کرده و با فرمت XBM خروجی (گزینه EXPORT AS) بگیرید.

مرحله ۵- سپس فایل XBM را با NOTEPAD در ویندوز باز کنید و کد هگز تصویرتان را آنجا خواهید دید.