Продолжаю публиковать цикл статей об освоении Raspberry Pi и Arduino.
Сегодняшняя статья посвящена подключению сенсорного TFT-дисплея к Raspberry Pi.
Для “малинки” выпускается и продается великое множество различных сенсорных дисплеев, но каких-то особых различий между ними нет. В основе лежит проверенная временем линейка дисплеев от компании Waveshare Electronics, которую копируют и выпускают с использованием тех же комплектующих под своим лейблом другие китайские производители.
TFT-дисплеи для Raspberry Pi можно поделить на 3 разновидности:
Большинство дисплеев с маленькой диагональю (до 4 дюймов) подключаются через GPIO и представляют собой печатную плату, на которой зафиксирован сам TFT-модуль, распаян адаптер и GPIO-разъем для подключения.
Подобные платы в среде Raspberry Pi принято называть HAT: Hardware Attached on Top, что в переводе означает “аппаратура, подсоединенная сверху”.
Купленный мною модуль производства китайской фирмы Keyes (не путать с китайской же – это разные компании) представляет собой HAT-плату из красного текстолита.
Сверху на нем смонтирован сенсорный дисплей диагональю 3,2″ с разрешением 320×240 пикселей – как на старых смартфонах середины нулевых годов, а также 3 физические кнопки.
Задействованный модуль дисплея имеет название INANBO-TP32D, но практической пользы знание этой подробности не несет.
На обратной стороне расположен 26-контактный GPIO-слот для подключения платы к Raspberry Pi. Тут же виден DSI-интерфейс с уже подключенным к нему шлейфом от TFT-модуля, какой-то контроллер и другие мелкие детали.
По сути, плата является адаптером, который должен подружить конкретный TFT-модуль с конкретными спецификациями, сенсорный интерфейс и хардварные кнопки с “малиной” через GPIO.
Подключается дисплей к “малинке” очень просто – совмещаем расположенный на HAT-плате разъем со штырьками GPIO начиная с самых крайних.
Мне пришлось вытащить свою Raspberry Pi 3 из корпуса – иначе плата не насаживалась на штырьки, упираясь своими “рожками” в боковые стенки. Вообще, эти рожки – голый текстолит, так что можно аккуратно спилить их лобзиком и тогда плата прекрасно поместится в корпус. Но смысла в таком действии я не увидел, и далее объясню почему. Также я пока не стал снимать защитную пленку – она несколько неряшливо смотрится на фото, но не мешает работать с дисплеем.
При подаче питания на Raspberry Pi дисплей засветится сплошным белым цветом, но изображения на нем не возникнет. Это нормально, так и должно быть. Белое свечение свидетельствует о том, что дисплей исправен, правильно подключен и на него поступает питание с GPIO. А вот для вывода на него изображения понадобится скачать и установить драйвера.
Загуглив “драйвера для дисплея Raspberry Pi”, я сперва наткнулся на какие-то страшные и громоздкие мануалы, в которых рекомендовалось скачать какие-то файлы из git-репозитория, потом куда-то их установить, затем вручную внести правки в файлы конфигурации и вручную же выставить правильное разрешение экрана путем правки других файлов.
Возможно, когда-то эти инструкции действительно были актуальны и ради подключения внешнего дисплея приходилось идти на такие мучения.
Но на данный момент установка драйверов для TFT-дисплея к Raspberry Pi не более сложна, чем процесс физического подключения дисплея к микрокомпьютеру, и займет не более 5 минут времени.
Первым делом нужно скачать архив с драйвером (LCD-show-161112.tar.gz) с вот этой страницы .
Затем распакуем его при помощи консольной команды:
Tar xvf LCD-show-161112.tar.gz
Перейдем в директорию с распакованным драйвером:
Cd LCD-show/
И запустим скрипт, который сделает всю остальную работу:
./LCD32-show
Обратите внимание, что этот скрипт создан для работы с дисплеем диагональю 3,2″ – как у меня. Поэтому для работы с дисплеями других диагоналей потребуется запуск других скриптов: LCD28-show, LCD35-show, LCD4-show, LCD4-800×480-show, LCD43-show, LCD5-show, LCD7-800×480-show, LCD7-1024×600-show, LCD101-1024×600-show.
Все они идут в комплекте с вышеуказанным драйвером, а для какого дисплея предназначен какой скрипт – понятно из названий.
Если все сделано правильно, то после запуска скрипта Raspberry Pi начнет перезагружаться, а на дисплее появится изображение.
Для переключения обратно с сенсорного TFT-дисплея на HDMI-монитор нужно снова из консоли зайти в папку с драйвером:
Cd LCD-show/
И активировать скрипт:
./LCD-hdmi
После этого “малина” опять перезагрузится, экран загорится белым цветом, а изображение будет выводиться на подключенный по HDMI монитор.
Также драйвер позволяет переворачивать изображение на 90, 180 и 270 градусов:
Cd LCD-show/ ./LCD32-show 90
После перезагрузки изображение на TFT-дисплее будет повернуто на 90 градусов.
Cd LCD-show/ ./LCD32-show 180 cd LCD-show/ ./LCD32-show 270
Вот эти команды поворачивают изображение на 180 и 270 градусов соответственно.
Cd LCD-show/ ./LCD32-show 0
Возврат к ориентации экрана по умолчанию.
Сенсорный интерфейс отдельно настраивать не надо – он уже прописан в драйвере и активируется по умолчанию.
Нерешенным остается вопрос с физическими кнопками, которые присутствуют на некоторых модулях экранов. Я пока оставил его без внимания, потому что не увидел смысла в наличии этих кнопок для себя. Какие действия мне на них вешать, и, главное, зачем?
Подвох заключается в том, что графический интерфейс Raspbian не предназначен для работы в разрешении 320×240.
Вот так выглядит рабочий стол Raspbian PIXEL. Я заранее установил в настройках интерфейса самый маленький из возможных размер ярлыков в панели задач – иначе в столь низком разрешении они накладываются друг на друга.
Открываем меню. Более-менее терпимо, хотя конечно же это ненормально, когда меню занимает больше половины ширины экрана.
Откроем браузер Chromium. Всё! Ярлыки и шрифты в панели задач съехали и полезли друг на друга – уменьшение их размера до минимально возможного не помогло. Сам браузер к такому разрешению экрана абсолютно не адаптирован, и серфинг сайтов практически невозможен. То есть, он как бы есть, но необходимость постоянно скроллить веб-страницы не только по вертикали, но и в горизонтальном направлении делает это занятие бессмысленным.
А вот с консолью работать вполне можно. Тут низкое разрешение не помеха. А если выгрузиться из GUI вообще, то пользование консолью станет еще удобнее.
Небольшие подключаемые TFT-дисплеи для Raspberry Pi отлично подходят для работы с консолью в полевых условиях и способны стать заменой обычному полноразмерному монитору.
Также они могут использоваться в DIY-устройствах на базе Raspberry Pi (умный дом, медиацентр, 3d-принтер, станок с ЧПУ) для вывода информации и управления через специально созданный с учетом низкого разрешения и малой диагонали графический интерфейс.
Но для работы в Raspbian PIXEL они непригодны по причине отсутствия адаптации к разрешениям ниже 1024×600 в этом GUI.
К качеству работы обозреваемого в этой статье дисплея у меня претензий нет. Но на данный момент мне просто некуда его применить, так что он отправляется отдыхать на полку. Планирую в дальнейшем задействовать его в устройстве “умного дома”.
Простой способ использовать ваш ноутбук в качестве дисплея для Raspberry Pi, если у вас нет под рукой HD монитора.
Этот урок появился тогда, когда мы работали над нашей "малиной", но под рукой не было ни одного HD-дисплея. Так появилась идея, которая поможет другим в такой же ситуации, - когда они могли бы использовать свой ноутбук в качестве монитора для своей Raspberry Pi.
Как мы знаем, Raspberry Pi известен как «Карманный компьютер» (англ. - Pocket-Size PC), но для отладки и проектных целей слишком громоздко иметь дополнительный дисплей для "малины". Кроме того, многие не имеют доступа к дисплею HDMI, поэтому мы выяснили, как можно легко подключить Pi к дисплею ноутбука.
Чтобы подключить Raspberry Pi к дисплею ноутбука, вы можете использовать сетевой кабель. Графический интерфейс пользователя Raspberry Pi (GUI - Graphical User Interface) можно просматривать через дисплей ноутбука используя Ethernet-соединение на 100 Мбит/сек. Есть много доступных программ, которые могут установить соединение между "малиной" и вашим ноутбуком. Мы использовали программное обеспечение сервера VNC для подключения Pi к нашему ноутбуку.
Установка VNC-сервера на ваш Pi позволяет удаленно видеть рабочий стол Raspberry Pi, используя мышь и клавиатуру, как будто вы сидите прямо перед своим Pi. Это также означает, что вы можете перенести плату куда-нибудь еще дома и все еще сможете её контролировать. Кроме того, интернет можно расшарить от WiFi вашего ноутбука через Ethernet. Это также позволит получить доступ к Интернету на Pi.
Прежде чем перейти к подключению своего малинового Pi к дисплею вашего ноутбука, вам потребуется SD-карта с предустановленной ОС или нужно будет установить Raspbian на пустую SD-карту. Если вы не знакомы с командами Raspberry Pi, ознакомьтесь с руководством Basic Linux Commands, также в ближайших статьях мы постараемся создать небольшое руководство по подготовке SD-карты для "малины". В целом, можно даже найти в продаже SD-карты с предустановленной операционной системой Raspbian и NOOB.
В Windows: для совместного использования Интернета с несколькими пользователями через Ethernet, перейдите в "Центр управления сетями и общим доступом". Затем нажмите на сеть WiFi:
Нажмите «Свойства» (см. ниже), затем перейдите в раздел «Совместное использование» и нажмите «Разрешить другим пользователям сети подключаться» (англ. - Allow other network users to connect). Убедитесь, что сетевое подключение изменено на «Подключение по локальной сети» (англ. - Local Area Connection):
Замечание: выполнение этих действий будет обеспечивать динамический IP-адрес порта Ethernet на вашем ноутбуке и других устройствах, подключенных к вашему ноутбуку.
Теперь, чтобы проверить IP-адрес, назначенный вашему ноутбуку, нажмите на созданную новую ссылку для подключения к локальной сети:
Как показано выше, IP-адрес, назначенный ноутбуку: 192.168.137.1. Чтобы проверить IP-адрес, назначенный подключенному Ethernet-устройству, выполните действия ниже. Учитывая, что IP-адрес, назначенный вашему ноутбуку, 192.168.137.1, а маска подсети 255.255.255.0:
Используя подключенный дисплей HDMI к вашему Pi, вы должны установить VNC-сервер на свою плату. Откройте LX-Terminal и введите следующие команды для установки VNC:
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install tightvncserver
Если у вас нет дисплея даже для разовой настройки, вам не нужно беспокоиться. Установите Putty в соответствии с вашей конфигурацией Windows и через SSH вы можете подключиться к вашему Raspberry Pi. Когда вы получаете доступ к своему терминалу Pi, запустите те же команды, что и выше, для установки VNC.
Чтобы запустить VNC, введите в терминал SSH следующую команду:
$ vncserver:1
Вам будет предложено ввести и подтвердить пароль. Это будет только один раз, при первой настройке. Введите 8-значный пароль. Обратите внимание, что это пароль, который вам нужно будет использовать для подключения к вашей Pi удаленно. Вас также спросят, хотите ли вы создать отдельный «только для чтения» пароль (read-only) - говорим "нет" (no).
Теперь VNC-сервер работает на вашем Pi и теперь мы можем попытаться подключиться к нему. Во-первых, мы должны переключиться на ноутбук, из которого мы хотим управлять Pi. Затем настром клиент VNC для подключения к Pi.
Скачайте VNC-клиент VNC и установите его. Когда вы впервые запускаете средство просмотра VNC, вы увидите следующее:
Введите IP-адрес вашей "малины", динамически переданный вашим ноутбуком (вы получили адрес раньше) и добавьте: 1 (номер порта) и нажмите "connect". Появится предупреждающее сообщение, нажмите «Продолжить»:
Введите 8-значный пароль, который был введен при установке сервера VNC:
Наконец, рабочий стол Raspberry Pi должен появиться как окно VNC. Вы сможете получить доступ к графическому интерфейсу и делать всё, как если бы вы использовали клавиатуру, мышь и монитор с Pi напрямую. Как и в случае с SSH, так как всё находится в вашей сети, ваш Pi может быть расположен где угодно, пока он подключен к сети.
Соединение вашей Pi удаленно с VNC отлично работает, пока вам не нужно перезагрузиться. Если всё-таки необходимость появилась вам нужно либо подключиться к SSH, либо перезапустить сервер VNC, либо организовать запуск VNC-сервера после перезагрузки Raspberry Pi. Чтобы гарантировать, что VNC запускается автоматически каждый раз при загрузке, выполните следующие команды в терминале - см. ниже.
Откройте папку «.config» на Pi: пользовательская папка (скрытая папка).
$ cd /home/pi
$ cd .config
Создайте в ней папку «autostart». Кроме того, создайте файл под названием «tightvnc.desktop» в этой папке. Вы можете использовать любой известный текстовый редактор для создания файлов. Для этого мы использовали gnome-text-editor:
$ mkdir autostart
$ cd autostart
$ gnome tightvnc.desktop
Измените содержимое файла следующим образом и сохраните файл:
Type=Application
Name=TightVNC
Exec=vncserver:1
StartupNotify=false
В следующий раз, когда вы перезагрузите свой Pi, vncserver запустится автоматически и без проблем подключит ваш Raspberry Pi к дисплею для ноутбука.
Всякий раз, когда вы хотите что-то сделать с вашим Pi, просто подключите его к ноутбуку с помощью кабеля Ethernet и включите его. Затем откройте VNCViewer, укажите IP-адрес вашего Pi, и вы можете использовать дисплей вашего ноутбука в качестве монитора Raspberry Pi.
Отличается не только широчайшим спектром применения, но и поддержкой устройств сторонних разработчиков, значительно расширяющих функциональность платы. Сегодня мы рассмотрим простейший способ научить работать Raspberry Pi с сенсорным экраном. А на выходе получим крошечный планшет с настольной операционной системой.
Есть как минимум три возможности подключить экран:
Все они позволяют подключать к Raspberry Pi экраны с тачскрином.
Через дисплейный разъём работают некоторые стандартные LCD-панели (для разработчиков и встраиваемых устройств). Есть и оригинальный 7-дюймовый экран , устанавливаемый с обратной стороны Raspberry. К сожалению, этот вариант очень дорогой, зато для его запуска не требуется ничего. Просто скачать систему и вставить флешку с ней. В обычном Raspbian (Debian для Raspberry Pi) обеспечивается нативная поддержка этой железки.
Более доступным вариантом, особенно в странах СНГ, где доставка из Великобритании убивает всю прелесть «Малинки», стали экраны компании WaveShare, работающие через GPIO . Почему? Это позволяет реализовать поддержку экрана в любых вариантах NIX-систем для Raspberry Pi с любыми версиями платы (для Raspberry Pi 2 и 3 используется один дистрибутив, для первой ревизии - отдельный) и упростить настройку и отладку полученной системы. К тому же они всегда есть в наличии и стоят всего 23 доллара .
Нет ничего проще: нужно всё распаковать, а потом подключить экран к GPIO-разъёмам Raspberry Pi. Не потребуется даже считать пины - просто совместите платы так, чтобы экран был ровно над основной платой.
Есть два метода: скачать готовый дистрибутив или настроить систему самостоятельно. Первый потребует перейти на официальную страницу проекта . Затем выбрать подходящий дистрибутив, скачать и записать его на флешку. Вставили, подключили питание - наслаждаемся работой. К сожалению, в данном случае придётся довольствоваться устаревшей версией операционной системы.
Второй способ подойдёт уже знакомым с Linux пользователям и сначала потребует установить в систему драйверы, а затем перевести работу компьютера на резистивный дисплей. С инструкцией можно ознакомиться на официальном сайте . Кстати, по этой же технологии можно подключить аналогичный экран стороннего производителя.
К сожалению, ни тот ни другой способ не заставит работать одновременно и экран, подключённый через GPIO, и HDMI-порт. Реализовать трансляцию на телевизор или монитор можно уже внутри системы, подключая монитор в качестве дополнительного экрана.
При наличии фантазии, терпения и небольшого количества денег из Raspberry Pi можно сделать почти все что угодно. Для этого существует множество модулей. Одними из наиболее популярными из них являются экраны.
Дисплеев для RPi существует множество. Друг от друга они отличаются своими характеристиками. Наиболее популярные модели имеют следующие параметры:
Наиболее распространенными для Raspberry Pi являются LCD TFT-дисплеи. Они отличаются сравнительно невысоким качеством, но и достаточно низкой стоимостью. При этом их характеристик более чем достаточно, чтобы демонстрировать приемлемую картинку.
TFT-дисплей для Raspberry Pi может быть использован для самых разнообразных целей. Его можно подключить, чтобы выводить информацию с датчиков (подходит, например, для домашних метеостанций). TFT-экрана достаточно даже для создания неплохой портативной консоли.
На самом деле, выполняя к Raspberry Pi подключение дисплея, вообще не нужно учитывать тип его матрицы. Драйверу все равно - для него главное, что есть пиксели, а принцип изменения их состояний одинаков как в случае с TFT, так и с IPS. Поэтому эта инструкция подойдет обладателям почти всех моделей дисплеев.
Чтобы к Raspberry Pi подключить дисплей, в первую очередь понадобится его подсоединить физически. Обычно, экраны имеют лентообразный шлейф, конец которого вставляется в DSI-порт. Он, в свою очередь, располагается на противоположной от панели с внешними портами части платы. Подключение нужно выполнять, естественно, при выключенной и обесточенной «Малине». Это самая простая часть.
Следующий шаг - загрузка нужного драйвера. Он предназначен для дистрибутивов Linux. Хотя Android и построен на соответствующем ядре, он не запустит соответствующий скрипт без существенной модификации его кода.
Драйвер можно либо скопировать с диска, идущего вместе с дисплеем, либо скачать из интернета. Для этого нужно в Google ввести модель своего экрана и дополнительно приписать download, а затем перейти на сайт, где находится нужный архив.
Так как принцип установки незначительно отличается только в деталях, а моделей дисплеев много, можно рассмотреть процесс запуска скрипта на конкретном примере - 3,2-дюймовом экране.
Драйвер для него можно скачать со следующей страницы: http://waveshare.com/wiki/3.2inch_RPi_LCD_(B). Он находится в архиве. Поэтому прежде всего его понадобится распаковать. Это можно сделать при помощи любого архиватора, но проще и быстрее - через консоль. Для этого нужно командой cd перейти в каталог, куда загрузился архив, а затем выполнить: tar xvf НАЗВАНИЕ_ФАЙЛА.tar.gz. После того, как архив будет распакован, останется только перейти в папку LCD-show/ командой cd.
В соответствующей папке находятся несколько файлов. Все они предназначены для разных диагоналей и разрешений. Нужно выбрать тот, который соответствует количеству точек по горизонтали и вертикали имеющегося экрана. Например, в случае с 3,2-дюмовым дисплеем в 320 на 240 нужно ввести в консоли следующее: ./LCD32-320x240-show и нажать на Enter.
После этого система перезагрузится. При следующем включении изображение будет выводиться уже не по HTMI, а через DSI-порт, то есть на установленный дисплей.
Но не исключено, что в какой-то момент потребуется вывести изображение с «Малины» на монитор. Для этого нужно, например, подключившись по SSH, перейти в папку LCD-show, а затем выполнить скрипт./LCD-htmi. Система перезагрузится и снова начнет выводить изображение по HDMI.
Следует отметить, что после переустановки системы изображение будет выводиться способом, предусмотренным по умолчанию. То есть по HDMI.
Из текста выше можно убедиться, что подключение дисплея к Raspberry - задача очень простая. Эта инструкция подходит для многих экранов. А если она не помогла, следует обратиться либо к документации, идущей в комплекте с дисплеем, либо к мануалам на официальном сайте производителя соответствующего продукта.
Raspberry Pi обрел популярность главным образом благодаря 3 вещам: компактности, низкому энергопотреблению и возможности легко подключать к нему самые разнообразные дополнительные устройства. Одним из таких девайсов является небольшой ЖК-дисплей.
Существует множество моделей дисплеев для "Малины". Но наиболее популярным вариантом экрана для Raspberry Pi 3 является монитор со следующими характеристиками:
Для Raspberry Pi 3 TFT 3,5" - практически эталон. Это связано с тем, что «экранчик» такого размера можно легко разместить в одном небольшом корпусе с платой компьютера.
Чтобы стало понятно, такой монитор для Raspberry Pi 3 по своему размеру полностью идентичен дисплею на iPhone 4/4S. Но разрешение у него, конечно, не настолько высокое. Однако это ему и не нужно.
Теперь кратко о том, как может использоваться на Raspberry Pi 3 3,5" LCD-дисплей. Чаще всего его применяют для отображения информации с датчиков. Так, "Малину" можно превратить в анализатор погодных условий, и на подключенный к ней монитор система может выводить собранные сведения. Конечно, получать соответствующие данные можно и по SSH , но иногда удобнее просто посмотреть на маленький экран.
Другой вариант - создание портативных игровых консолей. Несколько лет назад среди любителей электроники был даже тренд на такие устройства из RPi. 3,5" экрана, разрешением 480х320, в свою очередь, вполне достаточно, чтобы контролировать игровой процесс и даже получать от него удовольствие. Но для создания портативной консоли следует очень внимательно подходить к выбору дисплея. Важно, чтобы скорость отрисовки на нем была быстрой.
Кроме 3,5-дюймовых моделей, есть и другие. Например, в специализированных магазинах можно купить для Raspberry Pi 3 экран 7". Также к RPi при желании возможно подключить и дисплеи от планшетов или телефонов. Хотя это сделать значительно труднее, чем подсоединить монитор, предназначенный специально для "Малины".
Теперь можно приступить к рассмотрению вопроса, касающегося того, как подключить сенсорный экран к Raspberry Pi 3 . В большинстве случаев это сделать предельно просто.
Если к Raspberry Pi 3 выполняется подключение дисплея, созданного специально для этого одноплатника, тогда достаточно сделать 2 вещи. Первая - подсоединить экран к GPIO в соответствии с инструкцией. Вторая - запустить скрипт, который поставляется в комплекте с устройством. Он, в свою очередь, перенастраивает ядро системы. В результате вывод графики перенаправляется с HDMI на SPI.
Проблема может возникнуть в случае, если в комплекте нет драйверов. Но решить её очень легко. Для этого нужно зайти на страницу: waveshare.com/wiki/3.2inch_RPi_LCD_(B) и загрузить оттуда архив. После этого командой tar xvf МЕСТО_РАСПОЛОЖЕНИЯ_СКАЧЕННОГО_ФАЙЛА/НАЗВАНИЕ_ФАЙЛА.tar.gz распаковать его, а затем перейти в создавшуюся папку: cd LCD-show/.
Если в терминале ввести ls, можно увидеть несколько файлов. Они имеют название типа: LCDXX-XXXxXXX-show. Вместо XX-XXXxXXX идут цифры. Первые (до тире) - диагональ дисплея, вторые (после тире) - разрешение экрана. Чтобы заставить работать экран, нужно выбрать тот вариант, который соответствует параметрам имеющегося монитора.
Запускается скрипт командой./LCDXX-XXXxXXX-show. Вместо "иксов" нужно указывать цифры, присутствующие в названии файла подходящего скрипта. После выполнения кода Raspberry должна перезагрузиться.
При последующем включении изображение будет выводиться уже не на большой монитор, а на подключенный дисплей. Если все заработало, дальше настраивать ничего не нужно. Но если понадобится опять выводить изображение по HDMI, потребуется перейти в папку со скриптами и запустить оттуда: ./LCD-hdmi.
Как возможно убедиться, заставить "Малину" выводить изображение на подсоединенный по GPIO экран очень легко. Это сделать лишь чуть труднее, чем просто подключить обычный монитор по HDMI.
