2.13inch e-Paper Cloud Module使用教程
产品简介
参数、特点说明
自我介绍
我是针对2.13inch e-Paper设计的无线网络驱动板。
我有电池接口，可以使用电池供电。
我使用Type-C接口，紧跟社会潮流。
我支持Arduino开发，你可以像使用其它Arduino板一样使用我。
我可以通过WiFi或者蓝牙从PC机或智能手机上获取图片信息，并将信息通过电子墨水屏显示出来。
产品参数
- WiFi 标准：802.11b/g/n
- 通信接口： SPI
- 蓝牙标准：4.2，包含传统蓝牙(BR/EDR)和低功耗蓝牙(BLE)
- 通信接口：3-wire SPI、4-wire SPI(默认)
- 供电方式：电池供电
- 充电电流：1A
- 外形尺寸：71mm × 30.2mm
- 显示尺寸：48.55mm × 23.7mm
- 点距：0.194* 0.194
- 分辨率：250*122
- 显示颜色：黑、白
- 灰度等级：2
- 局部刷新 ：0.3s
- 全局刷新 ：2s
【备注】： 刷新时间：刷新时间为实验测试数据，实际刷新时间会有误差，以实际效果为准。全局刷新过程中会有闪烁效果，这个是正常现象
功耗：功耗数据为实验测试数据，实际功耗由于驱动板的存在和实际使用情况的不同，会有一定误差，以实际效果为准
特点
- 板载 ESP32，支持 Arduino 开发
- 无需背光，断电可长时间保持最后一屏的显示内容
- 电压检测电路，可以检测电池电路避免过度放电
- 拥有电池接口和充电电路，可以离线使用
- 提供安卓手机 APP 程序，可通过蓝牙 EDR 更新显示内容，方便使用
- 提供 HTML 上位机程序，可通过网页远程更新显示内容，方便集成到各种网络应用中
- 支持 Floyd-Steinberg 抖动算法，以获得更多的颜色组合，对原始图片进行更好的阴影渲染
- 支持多种常用图片格式(BMP、JPEG、GIF 和 PNG 等)
- 出厂内置电子墨水屏驱动程序(开源)
产品应用
本产品配合墨水屏，适用于无线刷图的应用场景。
- 电子名片
- 设备标签
- 货架标签
- 信息储存
- 串口信息显示牌等
功能引脚
| 功能引脚 | ESP32 | 描述 |
| VCC | VCC | 电源正(3.3V电源输入) |
| GND | GND | 电源地 |
| KEY | 12 | 用户按键 |
| SCK | 13 | SPI的CLK，时钟信号输入 |
| DIN | 14 | SPI的MOSI，数据输入 |
| CS | 15 | 片选，低电平有效 |
| BUSY | 25 | 忙状态输出引脚（表示忙碌） |
| RST | 26 | 复位，低电平有效 |
| DC | 27 | 数据/命令，低电平表示命令，高电平表示数据 |
| ADC | 36 | ADC输入引脚，电压为1/3电池电压 |
PS：以上为板子固定连接，无需用户额外操作
使用准备
使用准备
硬件操作、环境搭建和程序说明等
硬件连接
- 将屏幕接入 2.13inch e-Paper Cloud Module：
- 使用一条 Type-C线将 ESP32 驱动板接入到电脑或者 5V 电源
下载例程
我们有提供本地、蓝牙、WiFi三种例程，本页面的“资料”标签内可以找到示例程序，或者点击 示例程序 下载
将下载下来的压缩包解压出来，可以得到以下文件：
- ePape_Esp32_Loader_APP：蓝牙App源码（Android Studio）
- examples：本地例程
- Loader_esp32bt：蓝牙例程
- Loader_esp32wf：WiFi例程
- app-release.apk：蓝牙例程App安装包
环境配置
- 如果您电脑之前没有安装 Arduino IDE，或者 IDE 的版本比较老。建议到 Arduino 官方网站根据自己的系统下载最新的 IDE 并安装。
官方链接：https://www.arduino.cc/en/Main/Software - 下载 Arduino-ESP32 支持包：https://codeload.github.com/espressif/arduino-esp32/zip/master （GitHub国内访问比较慢）并将压缩包里面的文件解压到 Arduino IDE 安装目录下的 hardware\espressif\esp32 路径。（注意：如果在安装目录没有该路径，可以手动创建)
- 打开 tools，并以管理员身份运行以下 get.exe 文件
- 等待安装完成后，可以在 IDE 的 Tools - Boards 里面找到 ESP32 Dev Module 的型号选项即可
图像处理算法
在蓝牙和WiFi例程中，提供了两种图像处理算法，分别是 Level（色阶法）以及 Dithering（抖动法）
色阶法
一张图像，我们可以把它划分为几个大的颜色域，图像上的每个像素点根据颜色跟这几个色域的趋近程度，被划分到这些颜色域中去。这种方法比较适用于颜色不多的图像，例如亮色或者三色的形状或者文字图像。以黑白红三色墨水屏为例，处理图像的时候我们希望把它处理成黑白红三色，因此对于一张图像来说，我们可以把图像的所有颜色划分三个大的颜色区域：黑色区域，白色区域，红色区域。
比如根据下图，如果灰度图中的某个像素点的值等于或者小于127的话，我们把这个像素点视为黑色像素，否则，就是白色
对于彩色图来说，我们都知道RGB有三色通道，相对于红色通道来说，我们可以把蓝色和绿色统称为蓝-绿通道，或者是非红通道。根据下面的图，彩色图像上的某个像素点，如果它红色通道的值很高，但是蓝-绿通道的值很低的话，我们将它归为红色像素；如果说它红色通道和蓝-绿通道的值都很低的话，我们将它归为黑色像素；红色和蓝-绿通道值都很高的话我们把它归为白色。
算法中，对于颜色定义是根据RGB值以及预期颜色值的平方和的差值计算的。其中预期颜色值是指的像素点最趋近的那个颜色值，这些值被保存在 curPal 数组中。
抖动法
对于那些颜色比较多，或者渐变区域比较多的图像，上面的色阶法并不太合适，很多时候图像里面的渐变区域的像素可能跟所有颜色域都很接近，如果用色阶法的画就会让图像丢失很多图像细节。很多摄像头拍摄的图片，通过混合颜色的方法来绘画阴影和过度区域，这些图像中，渐变区域占了大部分
对于人眼来说，很容易把特别小的颜色混淆了，比如两种颜色红和蓝并列，如果把它缩小到足够小的手，在人眼看来会变成一种由红和蓝混合而成的颜色。人眼的缺陷意味着我们可以通过欺骗人眼，利用“混合”的方法来获取更多可以表现的颜色，抖动算法就是采用了这一种现象。
我们提供的例程中使用了Floyd-Steinberg 抖动算法-基于错误扩散 （由Robert Floy 和Louis Steinberg在1976年发表）。公式是根据下面的图像的方式进行错误扩散
X 就是错误 （原始颜色和灰度值（颜色值）之间的一个标量（矢量）差值），这个错误会向右边，右下， 下边，和左下四个方向扩散， 分别以7/16， 1/16， 5/16和3/16的权重添加到这四个像素点的值中去。感兴趣的用户可以去了解该算法，网络上有很多资源。
