Имитатор различных видов индикации цифр с помощью цветных TFT-дисплеев 1.77” 160x128
 

Имитатор различных видов индикации цифр с помощью цветных
TFT-дисплеев 1.77” 160x128

Д. МАМИЧЕВ, п. Шаталово Смоленской обл.

В последнее время появилось большое число самодельных радиолюбительских конструкций с оригинальными способами индикации выходных данных. Один из примеров — часы с цифровой индикацией (рис. 1) могут быть на газоразрядных индикаторах 1, с перекидными плашками 2 или гравировкой и подсветкой изображений цифр на листовом акриле 3. Их светотехника и конструкции разные, не всегда удобные для повторения начинающими.


Было решено изготовить имитатор индикаторов (рис. 2), содержащий набор цветных дисплеев 1, расположенных на самодельном макетном модуле-подставке 2. В качестве управляющего устройства был выбран модуль ESP32 Wemos D1 R32 [1 ]. Схема макета имитатора показана на рис. 3. Выбор типов дисплеев обусловлен их ценовой доступностью и соответствием размеров размерам реальных индикаторов. С помощью резисторов R1 —R4 можно регулировать яркость свечения экранов. Их желательно подобрать экспериментально для выравнивания яркости подсветки всех дисплеев. Выводы IO4, IO26, IO25, 1017 модуля А1 управляют дисплеями, определяя какой из них принимает данные. Уровень лог. О разрешает, а уровень лог. 1 запрещает этот приём. Число используемых экранов в зависимости от решаемой задачи может быть другим, больше или меньше четырёх.
На рис. 4 изображены элементы макета. Элементы 1 — опорные стойки с прорезями для крепления с помощью клея планки 2. К ней, в свою очередь, приклеены разъёмы 3 для дисплеев и управляющей платы. Электрические соединения произведены пайкой с помощью отрезков гибких проводов 4.


Вариант графического набора цифр для имитации индикаторов показан на рис. 5. Размер каждого изображения должен составлять 128x160 пикселей. Тестовый скетч esp32_test_A наглядно демонстрирует перебор цифр в сегментах от 0 до 9. Основная функция indicator(0,1,2,3); выводит на дисплеи слева направо указанную в аргументах комбинацию цифр. Эта функция позволяет использовать макет как четырёхразрядный семисегментный светодиодный индикатор, только со значительно большим графическим потенциалом. Значение переменной z определяет вид используемых цифр. При z = 0 будет имитация газоразрядных индикаторов. Если z присвоить значение 1 и вновь перезагрузить скетч в модуль А1, индикатор будет имитировать анимацию перекидных цифр. Для просмотра третьего варианта следует закомментировать строку 5 скетча и раскомментировать строку 7. Переменную z приравнять z = 3 и вновь перезагрузить скетч.


Более сложный вариант индикации, с возможностью анимации представлен на рис. 6. Кроме смены цифр, он дополнительно имитирует их горение в огне. Для создания эффекта используется два набора картинок с числом N1 и N2 соответственно (рис. 7). Первый набор, по сути, является набором спрайтов, в котором пиксели красного цвета при выводе на экран заменяются соответствующими пикселями из набора N2. Картинка-трафарет слева как бы накладывается на фоновое изображение справа. В итоге, перебирая фоны, создаётся иллюзия горения. Общий набор вариаций картинок равен произведению N1 на N2. В примере esp32_test_C оно равно 60 (шесть фоновых для огня и десять спрайтовых для цифр). Для вывода графики использована отдельная функция (drawFoto_ spr();), позволяющая отображать и стирать спрайт на фоновой картинке.
Ранее она использовалась в [2].

Ещё один вариант сюжетной анимации представлен на рис. 8 (скетч esp32_test_E). Любопытные цифры-человечки, сменяя друг друга, интересуются порхающей бабочкой. Здесь также использованы два спрайта с изображением бабочки на фоне картинок-цифр. Положение бабочки на первом экране задаётся псевдослучайным образом.
Пример варианта практического использования индикатора и анимации представлен на рис. 9. За основу для повторения взята статья из "Радио" [3]. На дисплеях последовательно сменяются даты и годы: 31.12,2023,01.01,2024, символизируя уход старого года и наступление нового. Управляющий скетч — esp32_test_H.
Устройство питается от USB ПК и может служить дополнительным элементом праздничной иллюминации или релаксационной игрушкой при работе на компьютере. Также имитатор будет полезен при макетировании конструкций различных вариантов часов, подобных из описания [4] и представленных на рис. 10.
Автор надеется, что публикация будет полезна радиолюбителям при разработке собственных изделий с использованием анимации цифровой индикации.