Сенсорный экран 3.5". Запускаем OCTOPRINT на Orange PI

  • Цена: $12.99 (на момент покупки было $10.91)

После покупки нового 3D принтера я задумался над его удаленным управлением. В наличии имелись апельсиновые ПК Orange PI PC, Orange PI PC+ и Orange PI ZERO — вполне годные микрокомпьютеры для того чтобы установить Octoprint с камерой. Захотелось сразу еще и маленький сенсорный экран. HDMI экраны с USB тачем показались дороговатыми и слишком громоздкими. Решил попробовать недорогой дисплейчик для Raspberry PI с SPI интерфейсом.

Начну с характеристик модуля

  • LCD дисплей 3.5″ (49 x 73.4 мм) со светодиодной подсветкой
  • Разрешение 340*480 пикселей (8:5)
  • Количество поддерживаемых цветов — 65536
  • Сенсорная резистивная панель
  • Интерфейс SPI
  • Подключение — двухрядный разъем PBD-26 (совместим с Raspberri PI 40-пин и 26-пин разъемом)
  • Габариты 56.6 x 97.6 x 20.8 мм

В магазине на Алиэкспресс указан производитель экрана — LANDZO. Эта китайская компания, без зазрения совести шлепает и продает копии различных около ардуиновых и малиновых плат. На страничке с описанием данного товара практически нет полезной информации. На самом деле этот модуль разработан другой китайской компанией Waveshare Electronics. У нее этот экран вдвое дороже и есть предупреждение о «китайских подделках» )

Внутренний мир сенсорного дисплея


Модуль дисплея состоит из собственно экрана 3.5″ на встроенном контроллере ILI9486 с параллельным 60-пиновым гибким интерфейсом. На основной плате стоят сдвиговые регистры 74-й серии, превращающие параллельный интерфейс в SPI

Там же на плате находится контроллер сенсорного экрана XPT2046 и 3.3В стабилизатор AMS1117
Ну и двухрядный разъем PBD-26 для подключение к 26 и 40-пиновому GPIO Rapberry PI.

Комплектность, внешний вид, подключение

Доехал дисплей до Перми всего за 15 дней. Оказывается, случаются и добрые чудеса у Почты России. Упаковка — двойная картонная коробочка


В комплект поставки входит сам дисплей,CD-диск (о где же взять читалку?) с драйверами для Raspberry PI и стилус для резистивного сенсорного экрана.



Размеры дисплея соответствуют габаритам плат микрокомпьютеров — Raspberri PI, Asus Tinker Board, Orange PI (PC)

Разъем позволяет подключить к любому одноплатнику, совместимому с Raspberri PI 40 пин или 26 пин. Orange PI PC встает идеально прямо над платой



У Orange PI ZERO разъем повернут на 180 и экран превращает его в этакого монстр


Винить инженеров OPI ZERO не нужно.Такое размещение гребенки GPIO на микро ПК сделано для того, чтобы экран (и другие подобные платы) можно было использовать совместно с платой расширения, добавляющей к микрокомпьютеру два USB, микрофон, звуковой выход и ИК порт.

Купленный дисплейный модуль «заточен» под Rasperri PI и работает с этими компьютерами «практически из коробки». На диске имеются «драйвера» — файлы для UBOOT, ядро с модулями и конфигурационные файлы, которые нужно просто переписать поверх чистого Raspbian.

Для Orange PI такой поддержки нету и приходится уповать на сторонних разработчиков LINUX (ту же команду Armbian), которые осуществляют поддержку этих дешевых, но очень непростых микро ПК.

В интернете есть разные описания подключения 3.5" сенсорного экрана к Orange PI род управлением той или иной версии LINUX. Поэтому в настройках, как говорится, имеются нюансы, о которых я постараюсь написать далее.

Настройка сенсорного экрана на Orange PI PC
Первым делом качаем и устанавливаем последнюю версию Armbian для нашей версии Orange PI PC с официального сайта. Я остановился на дистрибутиве Armbian Stretch 5.69 на базе ядра 4.19.13.

Сразу ставим пакет для сборки ядра 4.19.13

  apt-get update  apt install linux-headers-next-sunxi=5.70  

apt-get upgrate делать не рекомендую, так как в последних обновлениях есть проблемы со скриптами для сборки модулей ядра
Модуль экрана fb_ili9486 уже давно есть в Armbian (в других дистрибутивах не смотрел). Нужно только правильно указать, как подключен экран.

Включаем SPI шину. Для этого в файле /boot/armbianEnv.txt добавляем следующие строки:

  overlays=spi-spidev spi-add-cs1  param_spidev_spi_bus=0  param_spidev_spi_cs=1  

RESET на OPI PC подключен к GPIO2, а DC к 71. Остальные GPIO — SPI интерфейс. Старт модуля ядра выглядит следующим образом

  modprobe fbtft_device rotate=90 name=piscreen speed=16000000 gpios=reset:2,dc:71 txbuflen=32768 fps=25  

Параметр rotate=90 говорит о повороте изображения на экране на 90 градусов. Можно заменить его на 180 и 270.

Для того чтобы модуль с заданными параметрами стартовал при запуске Linux — создаем файл загрузки модулей /etc/modules-load.d/98-fbtft.conf

  fbtft  fbtft_device  

И файл с параметрами модуля fbtft_device /etc/modprobe.d/fbtft.conf

  options fbtft_device rotate=90 name=piscreen speed=16000000 gpios=reset:2,dc:71 txbuflen=32768 fps=25  

Теперь на нашем экранчике мы видим текстовую консоль загрузки системы Armbian а в журнале загрузки ядра по команде dmesg видим что наш экран система опознала


Поддержка графического режима на TFT экране производится установкой пакета

  apt-get install xserver-xorg-video-fbdev  

и создания файла /usr/share/X11/xorg.conf.d/99-fbdev.conf

  Section "Device"      Identifier "piscreen"    Driver "fbdev"    Option "fbdev" "/dev/fb0"  EndSection  

С сенсорным экраном все немного сложнее — готовых модулей-драйверов нету, придется их собирать из исходников. Для этого мы и устанавливали пакет для сборки модулей ядра

Качаем драйвер тачскрина ADS7846, совместимого с микросхемой XPT2046 на нашем модуле

  mkdir ads7846   cd ads7846   wget https://sourceforge.net/p/openipmi/linux-ipmi/ci/master/tree/drivers/input/touchscreen/ads7846.c?format=raw  mv ads7846.c?format=raw ads7846.c  

Создаем файл Makefile с следующим содержимым:

  obj-m := ads7846.o   KDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build   PWD := $(shell pwd)   all:  	$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules   clean:  	$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) clean   install:  	$(MAKE) -C $(KDIR) M=$(PWD) modules_install  

После этого запускаем сборку и установку модуля

  make  make install  depmod  


Похожим образом скачиваем, собираем и устанавливаем модуль ads7846_device:

  cd ..   git clone https://github.com/notro/fbtft_tools/  cd fbtft_tools/ads7846_device   make   make install   depmod   


Теперь можно загрузить модуль вручную и посмотреть dmesg

  modprobe ads7846_device model=7846 cs=1 gpio_pendown=1  


Проверить работу сенсорного экрана можно командой с выбором нашего устройства (в моем случае /dev/input/event2)

  evtest  

Теперь если мы прикоснемся к экрану — на экран выведутся координаты точки и другие параметры

Осталось добавить поддержку сенсорного экрана при загрузке системы. Для этого создаем файл загрузки модулей /etc/modules-load.d/99-ads7846.conf

  ads7846  ads7846_device  

И файл параметров модуля ads7846_device /etc/modprobe.d/ads7846_device.conf

  options ads7846_device model=7846 cs=1 gpio_pendown=1  

Теперь начинаются те самые нюансы, с которыми пришлось поразбираться:

В графическом режиме у меня модуль не виделся утилитами xinput и xinput_calibrate. Иногда в системе устанавливался с каким то пакетом файл /usr/share/X11/xorg.conf.d/40-libinput.conf и сенсорный экран виделся системой, но ни в какую не хотел настраиваться

Создание файла /usr/share/X11/xorg.conf.d/99-calibrate.conf ничего не давало. Вернее, строка

  Option "TransformationMatrix" "0 -1 1 1 0 0 0 0 1"  

в этом файле позволяла привести соответствие тачкрина с ориентацией экрана, а вот точная настройка положения указателя игнорировалась. xinput_calibrator давал при этом совершенно «левые» значения, которые находились далеко за пределом экрана.

Все оказалось просто — тачкрин работал через «мышиный» драйвер libinput вместо evdev, который должен работать по событиям нажатия на экран. Для его включения создаем файл /usr/share/X11/xorg.conf.d/45-evdev.conf со следующим содержимым

  Section "InputClass"          Identifier "evdev touchscreen catchall"          MatchIsTouchscreen "on"          MatchDevicePath "/dev/input/event*"          Driver "evdev"  EndSection  

После перезагрузки драйвер заработал как нужно и стал брать все параметры калибровки из файла /usr/share/X11/xorg.conf.d/99-calibrate.conf как нужно

  Section "InputClass"      Identifier "calibration"      MatchProduct "ADS7846 Touchscreen"      Option "Calibration" "300 3932 294 3801"      Option "SwapAxes" "0"      Option "TransformationMatrix" "0 -1 1 1 0 0 0 0 1"  EndSection  

Если ваш экран не точно откалиброван, то просто запустите с консоли

  export DISPLAY=:0.0  xinput_calibrate  

и ткнув стилусом в четыре предложенные на экране точки получаете новые значения «Calibration». Чтобы каждый раз не перезапускать при калибровке XWindow можно устанавливать новые значение командой xinput

  export DISPLAY=:0.0  xinput list-props 'ADS7846 Touchscreen'    xinput set-prop 'ADS7846 Touchscreen' 'Evdev Axes Swap' 135 4025 226 3754  xinput set-prop 'ADS7846 Touchscreen' 'Coordinate Transformation Matrix' 0 -1 1 1 0 0 0 0 1  

Пока разбирался со всеми этими настройками, нашел альтернативный способ калибровки тача. Все параметры можно указать при загрузке модуля ядра и не возиться с фалами /usr/share/X11/xorg.conf.d/

  modprobe ads7846_device model=7846 cs=0 gpio_pendown=1 keep_vref_on=1 swap_xy=1 pressure_max=255 x_plate_ohms=60 x_min=200 x_max=3900 y_min=200 y_max=3900 busnum=1  

может кому пригодиться

Настройка на Orange PC ZERO
Orange PI ZERO имеет SPI1 вместо SPI0 на GPIO экрана и сами GPIO имеют другие номера

В файле /boot/armbianEnv.txt прописываем SPI1

  overlays=spi-spidev spi-add-cs1  param_spidev_spi_bus=1  param_spidev_spi_cs=1  

Строка запуска модуля будет выглядеть следующим образом

  modprobe fbtft_device rotate=270 name=piscreen speed=16000000 gpios=reset:2,dc:18 txbuflen=32768 fps=25 busnum=1  

Параметр rotate=270 делает правильное положение картинки на экране при условии если контроллер снизу экрана

Обновление системы до нужной версии и сборка драйвера сенсорного экрана полностью идентична OPI PC. В строке запуска модуля добавляется только номер шины SPI

  modprobe ads7846_device model=7846 cs=1 gpio_pendown=1 busnum=1  

Все остальные настройки экрана и программ не зависят от аппаратного обеспечения и полностью идентичны с Orange PI PC

При таком неудачном размещении экрана и контроллера общие габариты получаются даже больше, чем у Orange PI PC и поэтому особого смысла использования платы ZERO я не вижу, так как ее единственное преимущество — габариты, здесь не используются

Установка OCTOPRINT
В интернете пишут, что установка Octoprint на Orange PI ничем не отличается от установки на Raspberri PI, которая везде детально расписана, причем прямо для нашего дисплейчика. Но, как оказалось, все же есть отличие дистрибутивов Armbian и Raspbian, те самые «нюансы», которые здесь упомяну

1. Команда питона virtualenv в Armbian заработала только после следующего действия:

  /usr/bin/easy_install virtualenv  

2. Браузера chromius при помощи которого выводится консоль Octoprint на экранчик в репозитарии Armbian нету. Можно установить chromius из другого репозитария

  apt-get update  wget -qO - http://bintray.com/user/downloadSubjectPublicKey?username=bintray | apt-key add -  echo "deb http://dl.bintray.com/kusti8/chromium-rpi jessie main" | tee -a /etc/apt/sources.list  apt-get update  apt-get install chromium-browser  

3. После установки Octoprint не захотели устанавливаться плагины, в частности TouthUI с интерфейсом для нашего дисплея. Помогла установка прав на каталоги Octoprint

  chown -R octoprint.octoprint .  


Делаем корпус

Чем отличается обычный радиолюбитель, от радиолюбителя с 3D-принтером? Правильно. Последний изводит килограммы пластика, чтобы поместить в него свои изделия. Освоив пакеты для проектирования печатных плат и моделирования схем, приходится осваивать и 3D-моделирование для создания корпусов (не побираться же всю жизнь на готовых моделях!)

Проектирую простые модели для принтера я в TINKERCAD






Модель корпуса положил туда

Итоги

  • Сенсорный дисплейный модуль 3.5" полностью оправдал мои ожидания
  • Несмотря на то, что многие ругают Orange PI за их глючность, подобные железки вполне прикручиваются к этим недорогим микро ПК, хотя поддержка и коммьюнити у них значительно хуже чем у «малиновых друзей»
  • Данный экран вполне может найти применения в автономных миниатюрных системах, например, как панель к умному дому
  • При желании, данный модуль можно подключить у всевозможным Arduino/ESP (библиотеки готовые есть), но, на мой взгляд, применение будут довольно ограниченным из за низкой производительности и малому объему памяти указанных контроллеров.
А еще можно сделать маленький компьютер или телевизор для кота )))

Всех с первым днем весны!

Планирую купить 0 Добавить в избранное +7 +7

(c) 2017 Источник материала

Пролистать наверх