Pre nego zaronimo u analizu Soldered Inkplate 6 e-ink displeja, treba reći par bitnih činjenica o ovoj tehnologiji koja se razvija još od 1997. godine kada je na MIT-u u okviru projekta grupa studenata i profesora započela sa razvojem ove ideje. Cilj je bio stvoriti novi tip ekrana na bazi tada nove tehnologije koja je obezbeđivala malu potrošnju i dugotrajnost. U godinama koje su sledile rad u tom polju se usmerio na što bolju čitljivost i kontrasnost displeja, povećavanje negovih dimenzija i smanjivanje vremena potrebnog da se slika na ekranu prikaže, odnosno osveži. Uz malu potrošnju koja je nagoveštavala upotrebu u energetski kritičnim situacijama, to što ekran nema pozadinsko svetlo koje umara oči nametnulo je i dodatnu primenu u uređajima za čitanje, tada sve popularnijih e-knjiga. Kindle je verovatno najpoznatija realizacija te ideje. Daleko jeftinija izrada i distribucija i troškovi proizvodnje koji ne zavise od tiraža, stvorili su jednu celu „industriju e-štamparstva“ koja se još vešto pozvala na ekologiju zanemarujući energetsku glad interneta i neracionalno povećavajući štetnost uticaja štamparstva.
E-ink displeji za potrebe digitalnih oznaka su delovali perspektivno, međutim tehnologija dugo vremena nije uspela da obezbedi dovoljnu kontrastnost i time je atraktivnost takvih oznaka bila upitna. Problemi čitljivosti, kao i kod štampe na papiru, iskazuju se posebno pri smanjenom osvetljenju prostora u kome se oznake nalaze, eliminišući ih iz svih rešenja koja ciljaju „emergency“ situacije, one u kojima može doći do prekida strujnog snabdevanja regularnog osvetljenja. Nove tehnologije ovih ekrana kao što je recimo EcoDisplay koga smo predstavljali ranije doveli su na zavidan nivo kontrast i ukupan svetlinu bele kao i intenzitet crne, pri tom omogućavajući ekrane dovoljnih dimenzija da bi se koristili za u granju u info pultove, što znači da su im dimenzije bar 50 x 150 cm. Naravno o ceni nećemo.
Ono gde ćemo sresti e-ink ekrane u velikom obimu su nove „markice“ sa cenama u veletrgovinama. Za ovu primenu se mogu koristiti čak i veoma nekvalitetni ekrani, malih dimenzija, relativno niske rezolucije. Ažuriranje cena je stoga postalo centralizovano. Jedina posebnost ovih ekrana je njihova sposobnost da prikazuju sliku u dve boje, ne samo crno i belo, već obično i u crvenom tonu.
Ono što je bila ideja hrvatske komapnije Soldered je da mejkerskom svetu ponudi e-ink tehnologiju po što prihvatljivijoj ceni. Naravno da su neke ustupke morali da učine, ali da li su u tome uspeli pitali smo se i mi. Na našu molbu, proizašlu iz želje da predstavimo mejkerske e-ink displeje našim čitaocima, od Soldereda smo dobili Inkplate 6 sa kućištem za potrebe ove recenzije. Dolazi u ljubičastoj kutiji, koja je definitivno zaštitni znak ove kompanije, zapakovan u zaštitnu vrećicu. Sasvim dovoljno za sve poštanske nedaće.
Soldered Inkplate 6 u zaštitnoj kesici | photo: magazin Mehatronika
Čim smo dobli paket i izvadili Soldered Inkplate 6 u oči nam je upalo da na njemu već postoji slika. Ekran „dobrodošlice“ je u stvari odlično osmišljen sa par linkova ka dokumentaciji i podršci. Znali smo da Soldered za svoje ekrane koristi refabrišovane displeje iz polovnih e-čitača knjiga i time na neki način smanjuje količinu elektronskog otpada. Ideja u ovom slučaju deluje veoma korektno, posebno što e-ink displeji slabo degradiraju sa vremenom i ako su očuvani, mogu mejkerske svrhe da se još dugo koriste. Naravno, odmah smo pregledali ekran u potrazi za bilo kakvih oštećenjem, ali ni najmanja linijica nije bila na njemu. Iako „polovan“ deluje kao da je potpuno nov.
Krenuli smo ka prvom programiranju. Na dnu inicijalne slike je rečenica koja kaže da treba povezati ekran USB kablom na računar ili preko UART pinova sa napomenom da brzinu prenosa treba podesiti na 115200 baud-a.
QR kodovi ka literaturi su već na ekranu | photo: magazin Mehatronika
Ovo se odnosi naravno na hardverski deo, dok se podrazumeva da se programiranje radi u Arduino IDE. Pominjanje ESP32 UART pinova samo potvrđuje ono što znamo, a to je da ga pokreće Espressif ESP32 mikrokontroler, koji generički ima i Wi-Fi/Bluetooth 4.0 modul i za koga postoji odlična podrška u Arduino ekosistemu.
Nakon instalacije Arduino IDE, u skladu sa odličnim online uputstvom na sajtu Soldered-a, potrebno je dodati definicije ploče u IDE, instalirati CH340 drajver za USB port i najzad instalirati Soldered biblioteku za Inkplate proizvode. Kompletan softver (IDE, biblioteke i primeri) je otvorenog koda (open source), što znači da ćete bez ikakvih problema vaše rešenje moći da realizujete bez dodatnih ulaganja za licence.
Nekoliko klikova u Arduino IDE i displej je dostupan za rad | Screenshot: magazin Mehatronika
Treba reći da Soldered u seriji crno-belih Inkplate e-ink displeja ima i one od 4″, 6″, 7″ i 10″. Imaju i model sa touch folijom, ali i trobojni crno-crveno-beli 2″ displej idealan za markice sa cenama, ali i sedmobojni (crna, bela, crvena, žuta, plava, zelena i narandžasta) ekran koji oponaša kolorni u dimenziji 5,85″ (iako je označen kao Inkplate 6COLOUR).
OLED-Display-SOLDERED.h Arduino biblioteka koju je obezbedio Soldered daje veći broj elementarnih funkcija za isrtavanje na displeju, konkretno za crtanje piksela, linija, popunjenih i nepopunjenih četvorouglova, krugova, zaobljenih četvorouglova, trouglova, kao i funkcije za prikaz slike, ispis karaktera, pa čak i za efekat skrolovanja teksta na ekranu. Sasvim dovoljno za početak i za gotovo svaki realni aplikativni zahtev koji bi postavili pred ovaj ekran.
Za ljubitelje Micropython jezika, Soldered je napravio i javno objavio sve potrebne biblioteke postavljajući ih na svoj github.
Hardverske karakteristike
Tehnički, ovaj 6″ displej je rezolucije 800 x 600 što znači da mu je veličina tačke oko 0.33 mm, tj da u jednom milimetru imamo 3 tačke. Ovo daje mogućnost za upotrebu zaista elegantnih pisanih fontova i prikaz finih slika sa veoma tankim linijama. Veoma smo zadovoljni realnim izgledom generisanih prikaza, sa time da imamo malu primedbu vezanu za „belinu“ bele, za koju bi voleli da je manje siva.
Deklarisana brzina osvežavanja ekrana je 1,26 s, sa tim da se delimično ažuriranje slike može izvršiti za svega 264 ms, što je veoma prihvatljivo za ovu tehnologiju.
Inkplate ploča dodaje refabrišovanom displeju mnoštvo funkcionalnosti | photo: magazin Mehatronika
Refabrišovan displej kompanija povezuje na sopstvenu Inkplate ploču za većim brojem interesantnih konektora koja u mnogim aspektima olakšava integraciju u projekat. Sa leve strane vidimo Espressif ESP32-Wrover-E dvojezgrani SoC. Veliki broj multipleksiranih GPIO linija izvučeno je na samu ivicu ploče preko PCF85063A, jasno označeni i sa galvanizovanim rupama spremnim za lemljenje. Sa donje strane su izvučene I2S i SPI linije sa ESP32.
Texas Instruments TPS65186 PMIC za E-Ink Vizplex Enabled Electronic Paper Display je kolo koje se brine za funkcionisanje samog e-ink panela. Uz njega je jedan easyC konektor kompatibilan sa Soldered ekosistemom easyC komunikacionih veza senzora i mikrokontrolera. Najzad tu je i ležište za CR2032 bateriju za sat realnog vremena, sa pripadajućim kolima.
photo: magazin Mehatronika
Ležište za SD karticu je veoma korisan dodatak pri izradi displeja za prikaz slika smeštenim na zamenjivoj kartici, bez potrebe za dodatnim programiranjem u toku upotrebe.
Sa obzirom na malu potrošnju u sleep modu 25 µA za ceo uređaj i 5 µA za sam ESP32, a u skladu sa načinom rada e-ink displeja, koji koristi energiju samo u toku promene slike, ne i za vreme njenog prikazivanja, baterijsko napajanje ovog uređaje itekako ima smisla. Konektor za Li-ion bateriju je stoga odlično osmišljen, sa tim da dodajemo da je implementirano i kolo za punjenje preko USB-C porta.
USB-C port inače može služiti i za programiranje, budući da je vezan na CH340 i upravo na taj način se prebacuje novi kod iz Arduino IDE-a. Kada je ekran spakovan u kućištu, postoji otvor za USB-C kabl.
Rupa za USB kabl sija plavo kada je sistem pod naponom | photo: magazin Mehatronika
Kućište koje dolazi u paketu ukoliko ste odabrali model sa njim je štampano da FDM štampaču. To je ekonomično i mejkersko rešenje i tako ga i treba doživeti. Kao kućište koje će zaštiti ekran i portove na ploči i pored USB-C otvora ima samo dva dugmeta za Reset i Wake up sa obe bočne strane, ali nema otvor za plavu LED diodu koja gori kada je urađj upaljen. Njeno svetlo se probija kroz USB otvor i moramo priznati da takvo rešenje ima šarma. I na kraju, kućište ima mali zazor koji olakšava njegovo otvaranje, budući da je iz dva dela.
OPEN HERE znači da je ovde potebno razdvojiti FDM kućište i prevazici strah da će pući | photo: magazin Mehatronika
Donji deo, zadnji kada je ekran spakovan ima izlivene rupe pogodnog oblika da se sam ekran lako zakači za igličast nosač. Omogućava montiranje i u vertikalnom i horizontalnom položaju i s obzirom na vrlo malu masu ekrana, odlično rade svoj posao.
Kačenje je veoma lako na bilo koju kukicu na zidu | photo: magazin Mehatronika
Zaključak
Majkerski svet je željan ekonomičnih i pouzdanih rešenja koja se oslanjanju na prihvaćene ekosisteme kao što je Arduino. Soldered je svojom gamom Inkplate e-ink displeja, u koju se ubraja i naš Inkplate 6 sa kućištem, postigao upravo to. Dodatno je pokazao društvenu odgovornost smanjujući elektronski otpad u onom segmentu gde nema značajne degradacije kvaliteta koji bi umanjili upotrebljivost ili osećaj prilikom korišćenja. I početnik će uz ovaj displej, čak i samom modifikacijom datih softverskih primera u poznatom Arduino IDE okruženju veoma brzo realizovati svoj prvi projekat ispisa na e-ink ekran. Odličan pristup i korektan uređaj dobrodošao na tržištu displeja.
Više informacija: Soldered
Sa pozadinom u električnom inženjeringu i dugom istorijom rada u stručnim časopisima, on se fokusira na ključnom sadržaju magazina Mehatronika i stoji iza brojnih inicijativa.
- Elecfreaks Nezha Inventor’s Kit for micro:bit recenzija - 21/07/2024
- Orange Pi 5 Pro recenzija - 17/07/2024
- DFRobot Fermion: BLE Sensor Beacon recenzija - 16/07/2024