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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik AVR Mikrocontroller Ansteuerung eines epaper e-paper bzw. eInk e-ink Displays


Autor: Nik R. (nirunik)
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Hallo,

ich teile diesen Text in 3 Teile. TEIL I mein Projekt , TEIL II e-ink 
bzw. eink , e-paper bzw. epaper Liste und TEIL III erste praktische 
Fragen, AVR und Display evtl. wird auch auf den Sensor eingegangen.

TEIL I
mein Projekt ist es mit einem AVR Mikrocontroller die Daten eines 
Beschleunigungssensors zu bearbeiten und die Zeit anzugeben, wielange 
der Sensor keine Beschleunigung gemessen hat.

Das alles soll mit einer geringen elektrischen Leistung realisiert 
werden.

TEIL II
Ich habe hier im Forum einige links zu e-Ink bzw. e-paper gefunden. Ich 
würde gerne in diesen Beitrag diese nochmals sammeln, weil einige der 
Links tot sind, z.B. der Link der Firma "nemoptic" 
(http://www.nemoptic.com). Ich habe gelesen diese Firma sei pleite.

Liste:
* Hersteller Direktverkauf
www.eink.com - Anfrage gestellt noch nicht gemeldet
www.kentdisplays.com genauer:
http://www.kentdisplays.com/products/lcdmodules/12...
haben sich gemeldet - Angebot 8,7€ pro Display aber 300€ für 
Entwicklerkit. Anbindung ähnlich wie SPI oder so - siehe Datenblatt. 
Lange Wartezeit 6 Wochen auf das Kit.

** Verkäufer
Kent Displays bei:
https://www.distrelec.de/ishopWebFront/search/luce...
Preis 90€ bis einige hundert
da steht ChLC , sind das e-paper oder e-ink Displays?
Günstigeres Winstar Display:
http://www.sparkfun.com/products/10150
Preis $25 ohne Versand usw.

(keine Messe oder Foreninformationen über e-inks usw. erwünscht - auch 
keine Geräte wo man die displays ausbauen muss)

Teil III
Ich will also vom Mikrocontroller aus Daten auf dem Display anzeigen. 
Die Ansprüche an das display sind mindestens Schwarz/Weiß 2 Zeilen mit 
10 Spalten. Dies wäre das Winstar. Im Datenblatt des Winstar e-paper 
Displays sind auf den ersten Blick die Bedingungen gegeben.
Was mich nicht so erfreut ist, dass dieses Display 30V bis 40V braucht 
für EPD. Ich weiß nicht was EPD ist. Es wird im Datenblatt auch nicht 
geklärt.

Eine Schaltung zum anschließen des Displays ist im Datenblatt gegeben. 
Wobei es eine Arbeitsfrequenz von 12 MHz benötigt, fXCK = 12MHz. Meine 
Frage dazu ist, wie kann ich diese realisieren? Ich habe schon nach 
Oszillatoren geguckt, diese haben oft 2 Pins, wie die funktionieren muss 
ich nochmal gucken.
Oder kann ich 12MHz von einem AVR-Mikrocontroller verwedenen. Problem 
dabei ist, nicht alle Mikrocontroller haben 12MHz und kann ich dann 
immernoch den Prozessor des Controllers runterfahren für eine geringe 
Leistungsaufnahme?

Da passt mir das Kent display: 
https://www.distrelec.de/chlc-display-weiss-blau-2...
Es ist über SPI ansteuerbar. Für meine Low Power Anwendung habe ich mir 
ein AVR Tiny oder Mega der Serie A ausgeguckt. Sie verbrauchen weniger 
Energie. Ich denke, dass ich mit einem Tiny auskomme.
Was ich nicht verstehe: Es gibt AVR Mikrocontroller ohne eigenen 
Programmspeicher, wie sind die in der Lage Programme auszuführen bzw. wo 
spielt dieses Detail eine Rolle?

Danke schonmal

Autor: Kai S. (zigzeg)
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Nik R. schrieb:

> Das alles soll mit einer geringen elektrischen Leistung realisiert
> werden.

LCDs habe auch einen recht geringen Leistungsbedarf. Habe hier an den 
Heizkörpern elektronische Wärmemesser. Die zeigen ständig was auf ihrem 
LCD an, und halten mit einer relativ kleinen Lithium-Batterie 5 Jahre.

Interessant, gerade gesehen dass es auch Bistabile LCD gibt. Vielleicht 
ist ja auch so eins verbaut.

> Oder kann ich 12MHz von einem AVR-Mikrocontroller verwedenen. Problem
> dabei ist, nicht alle Mikrocontroller haben 12MHz und kann ich dann
> immernoch den Prozessor des Controllers runterfahren für eine geringe
> Leistungsaufnahme?

Die 12 MHz braucht das e-ink Display sicher nur für einen 
Display-Wechsel, oder ? Sonst sollte es eigentlich statisch sein, dachte 
zumindest das das der "Witz" an den Teilen ist.

Habe gerade keine Idee, wie man da einen gemeinsamen Quarz nutzen 
könnte.

> Was ich nicht verstehe: Es gibt AVR Mikrocontroller ohne eigenen
> Programmspeicher, wie sind die in der Lage Programme auszuführen bzw. wo
> spielt dieses Detail eine Rolle?

Klar, das Progamm ist dann im Flash-Speicher, alles andere muss man in 
den Registern oder im EEProm halten. Klingt aber fummelig.

Autor: Ralli (Gast)
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Welchen Umfang und Ressourcen-Hunger das Sensor-Programm hat,
wird uns ja nicht verraten, daher ein paar kleine Hinweise:

2 Zeilen mit 16 Zeichen Standard-LCD-Display: 2..3 mA
Beleuchtung mit einer Taste einschalten: kurzzeitig etwa 50 mA
AT-Tiny 24/44/84: ca. 5 mA

14 Pins
-6 Pins für LCD
-1 Pin  für Reset
-2 Pins für V+ und GND
---
 5 Pins frei

Der interne Taktoszillator ist auf ein paar Prozent genau.
Genauer: Quarz dran, dann sind nur noch 3 Pins frei.

Sonst 20-Pin-AVR oder 28-Pin-AVR (Mega8).

Autor: Nosnibor (Gast)
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Die Dokumentation zum sparkfun-Display läd durch Tippfehler und 
schlechtes Engrish zu Mißverständnissen ein. Außerdem ist sie ein 
Gemisch aus den Datenblättern zum eigentlichen Display (also die 
Glasscheiben mit der Suppe dazwischen) und dem Treiberchip, was für 
zusätzliche Verwirrung sorgt.

EPD steht für electrophoretic display, also das "Glas mit der Suppe 
drin".

Die 30-40V sind die Betriebsspannung, die man eben braucht, um in der 
"Suppe" etwas zu bewegen; das entspricht der "Kontrastspannung" bei 
LCDs.

Die 12MHz sind die maximale Taktfrequenz für das Hereinschieben der 
Daten. Das ist also harmlos: man braucht den Takt nur, wenn sich etwas 
ändern soll, und er darf auch langsamer sein.

Autor: Nik R. (nirunik)
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Erstmal danke

Ich will gerade herausfinden, wie genau ich Sensor und Display 
anschließe. Ich gehe im Moment vom ATtiny 24A aus, der hat 14 Pins.
Es steht mir der Beschleunigungssensor Analog Device ADXL345 als analoge 
und als digitale Version zur Verfügung.

Aus dem Datenblatt des ATtiny finde ich heraus, das nur der PORT A über 
ADC und SPI verfügt.
Das Kent display und den Sensor würde ich gerne beide über SPI mit 
anschließen. Ginge so etwas generell ? - Ich glaube, das geht nicht, 
aber vielleicht mit Tristate oder so etwas. Die Drähte würden dann auch 
parallel sein, so wie ich das sehe, ich glaube nicht, dass das möglich 
ist.
Die Gedanken reißen nicht ab, was ist wenn ich es schaffe Sensor oder 
Display dafür auszuschalten oder den Port Busy vom Display zu benutzen.

|Sensor|----(SPI oder I²C)-->|MCU AT.|----(SPI)--->|Display|

Die Anwendung ist langsam. Ich werde wohl nur jede Minute überhaupt 
Daten an das Display senden.

I²C scheint der ATtiny nicht zu haben, jedenfalls finde ich dazu nichts 
im Datenblatt I²C oder I2C.

Mir stellt sich die Frage, ob ich die analoge Sensor-Version mit ADC 
auslesen sollte. Ich hoffe, es ist variabel wieviele Bits ich vom ADC 
benutze - ist es variabel?

|Sensor|----(ADC)-->|MCU AT.|----(SPI)--->|Display|

Da das Kent-Display leider noch nicht feststeht interessiert mich 
nochmal die Frage, wie man ein Display gängiger weise anschließt. Ich 
habe noch nicht verstanden wie man auf die erwähnten 6 Pins kommt.

Ralli schrieb:
> -6 Pins für LCD

Falls sich in nächster Zeit ein e-ink Display findet würde ich gerne 
eine Abschätzung haben, welche Pins ich brauche und wieviele.
Noch warte ich darauf, dass eink.com sich meldet.

Autor: Nik R. (nirunik)
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Taktfrage
Ich will mindestens eine Zeit von 5 Stunden messen. Ich will erstmal auf 
die Minute genau sein.
Ein langsamer Takt von 8 MHz oder so sind also dicke ausreichend. Ich 
habe auch gesehen, dass ich den Takt oder einen Bruchteil davon bequem 
ausgeben kann. Denn werde ich wohl für Display und Sensor verwenden. Ich 
denke, ich kann beide an den gleichen Takt anschließen. Das sollte 
eigentlich nicht stören.

Ob die zwei Timer des Tiny für diese Zeit ausreicht habe ich noch nicht 
geklärt.

Autor: Nik R. (nirunik)
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Nachtrag SPI

SPI hat Master und Slave, so wie es aussieht einfach den AVR MCU auf 
Master stellen und von Sensor Daten abrufen und auf das Display schieben 
über die gleichen Verbindungen ist möglich.
(Habe das gerade bei Wikipedia gelesen - noch nicht ausprobiert)

Autor: Hannes Lux (hannes)
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Nik R. schrieb:
> Nachtrag SPI
>
> SPI hat Master und Slave, so wie es aussieht einfach den AVR MCU auf
> Master stellen und von Sensor Daten abrufen und auf das Display schieben
> über die gleichen Verbindungen ist möglich.
> (Habe das gerade bei Wikipedia gelesen - noch nicht ausprobiert)

Schau mal nach, welchen Sinn die /CS-Leitung (oder Enable) bei SPI hat.

...

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