2.13inch-e-Paper-HAT+教程

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开发资料

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各项参数

尺寸2.13英寸
驱动板尺寸65mm × 30.5mm
显示尺寸48.55mm × 23.71mm
外形尺寸(裸屏)59.2mm × 29.2mm × 1.05mm
工作电压3.3V
通信接口SPI
点距0.194mm × 0.194mm
分辨率250 × 122
显示颜色黑、白
灰度等级2
刷新时间2s
局部刷新0.3s
快刷刷新1.8s
刷新功耗(裸屏)10.5mW(typ.)
待机功耗(裸屏)< 0.01mW(typ.)
工作温度0 ~ 50 ℃
存储温度-25 ~ 70 ℃
  • 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。
  • 刷新功耗: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不同,会有一定误差,以实际效果为准。
  • 在低温环境下进行刷新可能出现显示偏色,需要在25℃的环境中静止6小时后,在进行刷新。

通信方式


CSB(CS):从机片选信号,低电平有效,为低电平的时候,芯片使能。
SCL(SCK/SCLK):串行时钟信号。
D/C(DC):数据/命令控制信号,低电平时写入命令(Command);高电平时写入数据(Data/parameter)。
SDA(DIN):串行数据信号。
时序:CPHL=0,CPOL=0,即 SPI 模式0。
【备注】具体关于SPI通信的相关信息,可以自行网上搜索资料了解。


工作原理

本产品使用的电子纸采用“微胶囊电泳显示”技术进行图像显示,其基本原理是悬浮在液体中的带电纳米粒子受到电场作用而产生迁移。电子纸显示屏是靠反射环境光来显示图案的,不需要背光,在环境光下,电子纸显示屏清晰可视,可视角度几乎达到了 180°。因此,电子纸显示屏非常适合阅读。


编程原理

  • 对于黑白图片,我们可以规定,如果是黑色我们定义成0,如果是白色就定义成1,那么有了表示颜色的方式:
    • 白色:□ 对应1
    • 黑色:■ 对应0
  • 一个点在图形上一般称之为像素点(pixel),而颜色不是1就是0,也就是1个位就可以标识颜色:1Pixel = 1bit,那么一个字节里面就包含了8个像素点。
  • 以16个像素点为例,我们假设前8个像素点为黑,后8个像素点为白色,那么可以这么认为,像素点1-16,对应这0位到15位,0表示黑色,1表示白色:

E-paper hardware work 1.png
对于计算机而言,它的数据存储方式是高位在前,低位在后,且一个字节只有8个位,因此会有一点改变:
E-paper hardware work 2.png
这样只需要2个字节即可表示16个像素点了。


注意事项

  1. 支持局刷的屏幕,注意使用的时候不能一直用局刷对屏幕进行刷新,需要在做几次局刷之后,对屏幕进行一次全刷清屏。否则会造成屏幕显示效果异常。
  2. 注意屏幕不能长时间上电,在屏幕不刷新的时候,要将屏幕设置成睡眠模式,或者进行断电处理。否则屏幕长时间保持高电压状态,会损坏膜片,无法修复。
  3. 使用墨水屏的时候,建议刷新时间间隔至少是180s, 并且至少每24小时做一次刷新,如果长期不使用墨水屏的话,要将墨水屏刷白存放。(具体储存环境需求参考数据手册)
  4. 屏幕进入睡眠模式之后,会忽略发送的图片数据,只有重新初始化才能正常刷新。
  5. 控制 0x3C 或 0x50 (具体参照数据手册)寄存器可以调节边框颜色,在例程中可以调节 Border Waveform Control 寄存器或者 VCOM AND DATA INERTVAL SETTING 进行设置。
  6. 如果发现制作的图片数据在屏幕上显示错误,建议检查一下图片大小设置是否正确,调换一下宽度和高度设置再试一下。
  7. 墨水屏的工作电压要求是 3.3V,如果您购买的是裸屏的话,设计电路的时候如果需要配合 5V 工作环境的话,建议做一下电平转换处理。新版驱动板(Rev2.1及后续版本)加入了电平处理电路,可以同时支持 3.3V 和 5V 工作环境,老版本只能支持 3.3V 工作环境,使用的时候可以先确认一下版本号(版本号在板名下)。
  8. 屏幕的 FPC 排线比较脆弱,请注意:不要沿屏幕垂直方向弯曲排线,避免排线被撕裂;不要反复过度弯曲排线,避免排线断裂;不要往屏幕正面方向弯曲排线,避免排线与面板的连接断开。调试研发时建议固定排线后使用。
  9. 墨水屏屏幕较为脆弱,注意尽量避免跌落、碰撞、用力按压。
  10. 我们建议客户拿到屏幕之后,先用我们提供的示例程序,使用对应的开发板进行测试。



Raspberry Pi

硬件连接

连接树莓派的时候,可以直接将板子插到树莓派的 40PIN 排针上去,注意对好引脚。

开启SPI接口

  • 打开树莓派终端,输入以下指令进入配置界面:
sudo raspi-config
选择Interfacing Options -> SPI -> Yes 开启SPI接口


  • 重启树莓派:
sudo reboot
  • 检查 /boot/config.txt,可以看到 'dtparam=spi=on' 已被写入


  • 为了确保 SPI 没有被占用,建议其他的驱动覆盖暂时先关闭。可以使用 ls /dev/spi* 来检查 SPI 占用情况,终端输出 /dev/spidev0.0 和 /dev/spidev0.1 表示 SPI 情况正常


运行C语言例程

  • 安装 lg 库
#打开树莓派终端,并运行以下指令:
wget https://github.com/joan2937/lg/archive/master.zip
unzip master.zip
cd lg-master
make
sudo make install
# 更多的可以参考源码:https://github.com/gpiozero/lg
  • 安装 gpiod 库(可选)
#打开树莓派终端,并运行以下指令:
sudo apt-get update
sudo apt install gpiod libgpiod-dev
  • 安装 BCM2835(可选)
#打开树莓派终端,并运行以下指令:
wget http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/bcm2835-1.71.tar.gz
tar zxvf bcm2835-1.71.tar.gz 
cd bcm2835-1.71/
sudo ./configure && sudo make && sudo make check && sudo make install
# 更多的可以参考官网:http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/
  • 安装 wiringPi(可选)
#打开树莓派终端,并运行以下指令:
sudo apt-get install wiringpi
#对于树莓派2019年5月之后的系统(早于之前的可不用执行),可能需要进行升级:
wget https://project-downloads.drogon.net/wiringpi-latest.deb
sudo dpkg -i wiringpi-latest.deb
gpio -v
# 运行 gpio -v 会出现 2.52 版本,如果没有出现,说明安装出错。

#Bullseye 分支系统使用如下命令:
git clone https://github.com/WiringPi/WiringPi
cd WiringPi
./build
gpio -v
# 运行 gpio -v 会出现 2.60 版本,如果没有出现,说明安装出错。
  • 下载程序(已下载可跳过)
wget https://www.waveshare.net/w/upload/7/71/E-Paper_code.zip
unzip E-Paper_code.zip -d e-Paper
cd e-Paper/RaspberryPi_JetsonNano/
  • 备用解压方式
sudo apt-get install p7zip-full
7z x E-Paper_code.zip -O./e-Paper
cd e-Paper/RaspberryPi_JetsonNano/
  • 通过 GitHub 下载程序(备用方式,已下载可跳过)

目前访问 GitHub 并不是很流畅,建议使用上面的方法从我们官网下载。

git clone https://github.com/waveshare/e-Paper.git
cd e-Paper/RaspberryPi_JetsonNano/
  • 编译程序(说明:-j4 为使用4线程编译,数字可自行修改;EPD=epd2in13V4 是指定一个宏定义,epd2in13V4 对应主函数中的测试程序)
# 此时在 e-Paper/RaspberryPi_JetsonNano 位置
cd c
sudo make clean
sudo make -j4 EPD=epd2in13V4
  • 运行程序
sudo ./epd

运行python例程

  • 安装函数库
sudo apt-get update
sudo apt-get install python3-pip
sudo apt-get install python3-pil
sudo apt-get install python3-numpy
sudo pip3 install spidev
  • 安装函数库(python2)
sudo apt-get update
sudo apt-get install python-pip
sudo apt-get install python-pil
sudo apt-get install python-numpy
sudo pip install spidev
  • 安装gpiozero库(系统默认已安装,如果没有安装请按照以下命令进行安装)
sudo apt-get update
# python3
sudo apt install python3-gpiozero
# python2
sudo apt install python-gpiozero
  • 下载程序(已下载可跳过)
wget https://www.waveshare.net/w/upload/7/71/E-Paper_code.zip
unzip E-Paper_code.zip -d e-Paper
cd e-Paper/RaspberryPi_JetsonNano/
  • 备用解压方式
sudo apt-get install p7zip-full
7z x E-Paper_code.zip -O./e-Paper
cd e-Paper/RaspberryPi_JetsonNano/
  • 通过 GitHub 下载程序(备用方式,已下载可跳过)

目前访问 GitHub 并不是很流畅,建议使用上面的方法从我们官网下载。

git clone https://github.com/waveshare/e-Paper.git
cd e-Paper/RaspberryPi_JetsonNano/
  • 运行程序
# 确保在 e-Paper/RaspberryPi_JetsonNano/ 位置
cd python/examples/
python3 epd_2in13_V4_test.py

Jetson Nano

硬件连接

Jetson Nano 的 40PIN 引脚是兼容树莓派的 40PIN 引脚的,并且提供了一个 Jetson.GPIO 库跟树莓派的 RPI.GPIO 库的 API 是一致的,所以这里连接的序号跟树莓派的是一样的,使用 40PIN 接口时,可以直接将模块插入 Jetson Nano 的 40Pin 排座。

运行C语言例程

  • 下载程序(已下载可跳过)
wget https://www.waveshare.net/w/upload/7/71/E-Paper_code.zip
unzip E-Paper_code.zip -d e-Paper
cd e-Paper/RaspberryPi_JetsonNano/
  • 备用解压方式
sudo apt-get install p7zip-full
7z x E-Paper_code.zip -O./e-Paper
cd e-Paper/RaspberryPi_JetsonNano/
  • 通过 GitHub 下载程序(备用方式,已下载可跳过)

目前访问 GitHub 并不是很流畅,建议使用另一种方法从我们官网下载。

git clone https://github.com/waveshare/e-Paper.git
cd e-Paper/RaspberryPi_JetsonNano/
  • 编译程序(说明:JETSON 是指定设备为 jetson nano,不指定默认为树莓派;-j4 为使用4线程编译,数字可自行修改;EPD=epd2in13V4 为指定一个宏定义,epd2in13V4 对应主函数中的测试程序)
# 此时在 e-Paper/RaspberryPi_JetsonNano 位置
cd c
sudo make clean
sudo make JETSON -j4 EPD=epd2in13V4
  • 运行程序
sudo ./epd

运行python例程

  • 安装函数库
sudo apt-get update
sudo apt-get install python3-numpy
sudo apt-get install python3-pip
sudo pip3 install Jetson.GPIO
  • 下载程序(已下载可跳过)
wget https://www.waveshare.net/w/upload/7/71/E-Paper_code.zip
unzip E-Paper_code.zip -d e-Paper
cd e-Paper/RaspberryPi_JetsonNano/
  • 备用解压方式
sudo apt-get install p7zip-full
7z x E-Paper_code.zip -O./e-Paper
cd e-Paper/RaspberryPi_JetsonNano/
  • 通过 GitHub 下载程序(备用方式,已下载可跳过)

目前访问 GitHub 并不是很流畅,建议使用上面的方法从我们官网下载。

git clone https://github.com/waveshare/e-Paper.git
cd e-Paper/RaspberryPi_JetsonNano/
  • 运行程序
# 确保在 e-Paper/RaspberryPi_JetsonNano/ 位置
cd python/examples/
python3 epd_2in13_V4_test.py

Sunrise X3 Pi

硬件连接

连接旭日派的时候,可以直接将板子插到旭日派的 40PIN 排针上去,注意对好引脚。

开启SPI

  • SPI 是默认开启的,如果不小心关闭请按照以下方法进行开启
  • 输入命令 : sudo srpi-config




运行python程序

  • 对应的库在函数中已安装完成,如果不小心卸载,请使用下面的命令进行安装
sudo apt-get update
sudo apt-get install python-pip
sudo apt-get install python-pil
sudo apt-get install python-numpy
sudo pip install Hobot.GPIO
sudo pip install spidev
  • 下载程序(已下载可跳过)
wget https://www.waveshare.net/w/upload/7/71/E-Paper_code.zip
unzip E-Paper_code.zip -d e-Paper
cd e-Paper/RaspberryPi_JetsonNano/
  • 备用解压方式
sudo apt-get install p7zip-full
7z x E-Paper_code.zip -O./e-Paper
cd e-Paper/RaspberryPi_JetsonNano/
  • 通过 GitHub 下载程序(备用方式,已下载可跳过)

目前访问 GitHub 并不是很流畅,建议使用上面的方法从我们官网下载。

git clone https://github.com/waveshare/e-Paper.git
cd e-Paper/RaspberryPi_JetsonNano/
  • 运行程序
# 确保在 e-Paper/RaspberryPi_JetsonNano/ 位置
cd python/examples/
python3 epd_2in13_V4_test.py

pwnagotchi

硬件连接

直接将板子插到树莓派的 40PIN 排针上去,注意对好引脚。

镜像准备

1、下载pwnagotchi 镜像,然后解压,将解压后的img文件烧录进TF卡
2、下载pwnagotchi 程序,解压
3、修改解压后的文件夹名称,例如:将 pwnagotchi 修改成 pwnagotchi_ss
4、将修改名称后的文件夹导入到TF卡的boot目录下

电脑端准备

1、安装RNDIS 驱动
2、进入控制面板\网络和 Internet\网络连接查看,此时正常来说会出现一个新的RNDIS网络,如下图

3、请右键唤出菜单,依次点击属性>Internet 协议版本 4 (TCP/IPv4),将它配置成如下静态IP地址:

IP: 10.0.0.1
掩码: 255.255.255.0
网关:10.0.0.1
DNS(如果需要的话): 8.8.8.8(或者别的)


4、然后尝试ping 10.0.0.2,如果通的话接下来就可以访问Web接口或者通过SSH连接了。

win + R 键,然后输入 cmd
然在终端输入 ping 10.0.0.2


开机

1、连接电脑与zero的USB接口(推荐使用电脑的USB3.0接口)

2、打开终端,输入ssh pi@10.0.0.2,密码是:raspberry
3、通过ssh连接上zero后,输入以下命令替换原本的程序

sudo rm -rf /usr/local/lib/python3.7/dist-packages/pwnagotchi
cd /boot
sudo mv pwnagotchi_ss /usr/local/lib/python3.7/dist-packages
cd /usr/local/lib/python3.7/dist-packages
sudo mv pwnagotchi_ss pwnagotchi

4、创建config.toml文件,设置启动屏幕

cd /boot
sudo nano config.toml
输入以下内容:
main.name = "pwnagotchi"
main.lang = "en"
main.whitelist = [
   "waveshare_wifi",
   "waveshare_wifi_5G"
]
main.plugins.grid.enabled = true
main.plugins.grid.report = true
main.plugins.grid.exclude = [
  "YourHomeNetworkHere"
]
ui.display.enabled = true
ui.display.type = "waveshare_4"
ui.display.color = "black"

# main.whitelist是放Wi-Fi白名单的,防止自己被攻击
# 按下Ctrl + O 保存,按下Ctrl + X 退出

5、输入 sudo poweroff 关机,然后断开zero与电脑的连接,连接2.13inch e-Paper HAT+与zero,接入电源即可