设计一个电子纸显示器

时间：2025-03-09 23:26:29

关键字：电子纸显示器 ESP32-S3 Arduino

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[导读]电子纸显示器以节能而闻名，因为它们只在图像或文本变化时才消耗电力，而且与传统的背光屏幕不同，它们可以在明亮的阳光下轻松阅读。这一次，我将描述并做一个简短的测试，特别是对这个ELECROW CrowPanel ESP32 4.2“电子纸HMI显示器，由SPI接口驱动。

电子纸显示器可以在照明或自然光下清晰显示图像/文字，无需背光，功耗更低

电子纸显示器(也称为电子纸显示器或电子墨水显示器)是一种模仿纸张上普通墨水外观的屏幕。它通常用于电子阅读器、智能手表和数字标牌等设备。

电子纸显示器以节能而闻名，因为它们只在图像或文本变化时才消耗电力，而且与传统的背光屏幕不同，它们可以在明亮的阳光下轻松阅读。这一次，我将描述并做一个简短的测试，特别是对这个ELECROW CrowPanel ESP32 4.2“电子纸HMI显示器，由SPI接口驱动。

首先，让我介绍一下这个设备的基本特性。实际上，这是一个内置ESP32-S3芯片作为主控的电子纸显示器，通过SPI接口保证了强大的性能和快速稳定的数据传输。该显示器具有400 × 300像素的高分辨率，支持白色和黑色两种颜色。如果取下背板，可以看到设备配有多个接口和按钮设计，包括TF卡插槽、BAT接口、UART0接口、20引脚GPIO接口、返回按钮、home按钮和旋转开关开关，方便用户开发和操作。

白色亚克力外壳不仅美观，还能保护屏幕。开机后，显示屏上立即出现一个演示程序，演示设备的功能。然后出现主屏幕，我们可以使用侧边按钮选择提供的三个选项。

首先是显示文本，然后是一个示例图像，以及一个灯控制软件场景。如果在任何时候我们关闭电源，当前显示的图像仍然在屏幕上。这实际上是这类显示器的主要特点。它只在刷新时耗电。

首先，让我简要解释一下使用Arduino IDE安装一些代码的过程，这实际上是最简单的方法。此显示的演示代码可以在Elecrow网站以及GitHub上找到。作为一个例子，我现在将为一个从Openweathermaps网站获取数据的Wi-Fi气象站安装代码。为此，我们首先需要在Arduino IDE上安装ESP32支持，这在我之前的几个视频中有描述。进入“Tools”，选择“ESP32S3 Dev Module”。接下来，在板子上的菜单中，我们需要做一些设置。

现在我们可以开始安装了。我们打开带有草图的文件夹并激活。进气阀打开文件。这将打开整个代码结构，我们只需要输入WiFi网络数据和openvedarmap API密钥和国家代码。然后我们选择合适的COM端口并按下上传。在很短的时间内，上传将完成，气象站将出现在屏幕上。您还可以在Elekrow的YouTube频道上找到更多示例，但它们都包含包含在代码本身中的完整支持，并且不使用外部库。

GxEPD2是最著名的电子墨水显示库，但不幸的是，它不完全支持这种类型的显示。在makerguides页面上描述了一个小调整，我们可以让GxEPD2库库在CrowPanel 4.2英寸电子纸上工作，所有的功劳都归他们。

现在我已经有了一个高级的库，我萌生了创建一个实用且非常有用的项目的想法。它是一种信息显示器，可以在无数的地方和情况下使用，具有通用的用途。

显示器本身在视觉上类似于白板，用于编写各种临时消息和信息。因此，这种设备的良好功能的基本要求是找到一种简单的方式来输入和删除消息。考虑到显示模块包含一个ESP32微控制器，顺便说一下，它具有WiFi和蓝牙支持，我设法在本地WiFi网络中创建一个带有WebServer的Arduino代码，创建一个易于管理的web界面，通过该界面控制Info-Display。因此，我们可以通过本地网络中的任何一台电脑或智能手机写入或删除信息。

至于安装代码，过程是标准的，唯一的要求是安装GxEPD2库，它是提供的。一旦代码安装完成，我们需要打开串行监视器并重置设备，这将在串行监视器上为我们提供其本地IP地址。我们以后会用到这个地址。

让我们看看这个设备在真实环境下是如何工作的。开启后，屏幕上出现带有设备名称的文本，然后以白板样式出现空白屏幕。此时，电路板已连接到Wi-Fi网络，并准备在其上打印文本。正如我前面提到的，我们通过web界面输入文本，我们通过在任何web浏览器中从串行监视器输入给定的IP地址来访问该界面。我们将收到的地址输入到浏览器中，屏幕上就会出现一个清晰的界面，通过这个界面，我们可以在显示器上输入文本。

需要显示的文本分为8个字段。在每一行中，我们可以选择提供的三种字体大小中的一种，旁边是一个用于删除该行内容的按钮。下面是一个字段，我们可以直观地看到写在黑板上的文字将是什么样子。底部是一个绿色的更新按钮，通过它我们可以通过Wi-Fi网络将内容传输到电路板上。在屏幕顶部的两个按钮上，我们可以选择黑色背景上的白色文本，或者白色背景上的黑色文本。

通过字、字母、数字的组合，我们还可以形成一个框架，各种图形和相似的内容。在下文中，我将介绍几个如何填写黑板的例子。

最后是一个简短的结论。电子纸显示器可以在照明或自然光下清晰显示图像/文本，无需背光，功耗更低，部分刷新寿命更长。能见度几乎是180度。本项目中展示的设备使用了一个内置ESP32S微控制器的电子纸显示模块和一个封闭在合适外壳内的附加组件，几乎不需要硬件干预，所以我们只需要安装草图，就可以得到一个功能齐全的最终产品。