Содержание

Цветной сенсорный дисплей для Raspberry Pi в корпусе / 1080×1920 / 5,5” / HDMI / AMOLED

Цветной сенсорный дисплей для Raspberry Pi с диагональю 5,5 дюймов превратит вашу Raspberry Pi в настоящий планшет, на котором можно выводить полноценное цветное изображение, просматривать динамические видео ролики и играть в игры.

Изготовленный методом 3D-печати пластиковый корпус удобно вмещает плату Raspberry Pi и заодно служит настольной подставкой для дисплея — малинка с ним превращается в портативный медиацентр.

Подключение и настройка

Дисплей сделан с прицелом на Raspberry Pi версии B, но технически работает с любыми компьютерами по HDMI-интерфейсу. В качестве примера приведем настройку экрана на малинке Raspberry Pi 4 B.

Весь процесс разбит на три этапа:

Подключение электроники

Что понадобится

Инструкция

  1. Расположите дисплей на гладкой поверхности экраном вниз и снимите защитную плёнку со всех металлических отверстий.
  2. Прикрутите четыре металлических стойки М2.5×4 в отверстия под крепления Raspberry Pi.
  3. Установите компьютер Raspberry Pi на металлический стоки и закрепите конструкцию винтами M2.5×4.
  4. Соедините дисплей с Raspberry Pi HDMI-адаптером и USB-адаптером:
    1. HDMI-коннектор необходим для трансляции изображения.
    2. USB-коннектор служит для питания дисплея и передачи данных из сенсорной панели.
  5. Электроника подключена, переходим к сборке корпуса.

Сборка корпуса

Что понадобится

Инструкция

  1. Расположите дисплейный модуль с Raspberry Pi на гладкой поверхности экраном вниз и установите сверху деталь пластикового корпуса №1.
  2. Далее установите сверху на конструкцию деталь корпуса №3 и закрепите её четырьмя винтами М2.5×4 с потайным шлицем.
  3. Прикрутите вентилятор охлаждения к детали пластикового корпуса №2 с помощью винтов М2.5×14 и гаек М2.5.
  4. Подключите кулер к питанию через 40-выводной разъём компьютера Raspberry Pi.
  5. Установите заднюю крышку №2 к общей конструкции и закрепите её саморезами.
  6. Корпус собран, переходим к установке драйверов.

Установка драйверов

  1. Заведите Raspberry Pi.
  2. Отредактируйте файл config.txt. Добавьте в конец файла строки:
    max_framebuffer_height=1920
max_usb_current=1
config_hdmi_boost=10
hdmi_group=2
hdmi_force_hotplug=1
hdmi_mode=87
hdmi_timings=1080 1 26 4 50 1920 1 8 2 6 0 0 0 60 0 135580000 3
dtoverlay=vc4-fkms-v3d
  3. Перезапустите Raspberry Pi. В итоге вы должны увидеть загрузку Raspberry Pi OS.

Это значит всё получилось и дисплей готов к работе.

Поворот экрана

Дисплей по умолчанию имеет вертикальную ориентацию. Для смены ориентации на горизонтальную, необходимо повернуть отображаемую картинку и сенсорную панель тачскрина.

В файле config.txt мы указали строку dtoverlay=vc4-fkms-v3d, которая означает поддержку OpenGL. А это означает, что поворачивать дисплей старыми функциями вроде display_rotate и lcd_rotate не получится. Подробности читайте на странице производителя.

Поворот изображения

  1. Откройте терминал на рабочем столе малинке или подключитесь по SSH.
  2. Т.к. у Raspberry Pi 4 два разъёма HDMI, необходимо узнать номер порта к которому подключён текущий экран.
    1. В терминале Raspberry Pi:
      xrandr
    2. При подключении по SSH:
      DISPLAY=:0 xrandr

      В ответ малинка выведет строку с текущими настройками, где будет отображено имя активного HDMI-порта: HDMI-1 или HDMI-2.

  3. Введите команду для поворота дисплея на 90°.
    1. В терминале Raspberry Pi:
      xrandr --output HDMI-1 --rotate right
    2. При подключении по SSH:
      DISPLAY=:0 xrandr --output HDMI-1 --rotate right
  4. В итоге изображение на малинке должно повернутся на 90°.

Для отмены поворота картинки, используйте вместо флага right → флаг normal

С изображением разобрались, переходим к повороту тачскрина.

Поворот тачскрина

  1. Откройте терминал на рабочем столе малинке или подключитесь по SSH.
  2. Установите утилиту libinput для расширенной настройки тачскрина:
    sudo apt-get install xserver-xorg-input-libinput
  3. Перейдите в директорию /etc/X11 и создайте папку xorg.conf.d:
    sudo mkdir /etc/X11/xorg.conf.d
  4. Скопируйте файл 40-libinput.conf из директории /usr/share/X11/xorg.conf.d/ в директорию /etc/X11/xorg.conf.d/: 
    sudo cp /usr/share/X11/xorg.conf.d/40-libinput.conf /etc/X11/xorg.conf.d/
  5. Откройте файл 40-libinput.conf в текстовом редакторе: 
    sudo nano /etc/X11/xorg.conf.d/40-libinput.conf
  6. Отредактируйте файл:
    1. Найдите в файле строку Identifier "libinput touchscreen catchall".
    2. Добавьте после найденной строки, запись Option "CalibrationMatrix" "0 1 0 -1 0 1 0 0 1".
    3. Сохраните файл.
  7. Перезапустите Raspberry Pi. В итоге тачскрин перевернётся на 90° и будет совпадать с ориентацией дисплея.

Для отмены поворота тачскрина, в файле 40-libinput.conf удалите строку Option "CalibrationMatrix" "0 1 0 -1 0 1 0 0 1".

Элементы дисплея в сборе

Элементы платы дисплея

Экран

В модуле установлен AMOLED-дисплей диагональю 5,5 дюймов и разрешением 1920×1080 пикселей. Технология на органических светодиодах (OLED) отличается повышенным качеством изображения, поскольку каждый пиксель является самостоятельным источником света. У дисплея углы обзора до 170° , высокая контрастность и широкая палитра цветов.

Матрица дисплея подключена к контролеру Tochiba TC358779XBG, который является мостом между экраном и внешними управляющими платами по HDMI. Сверху на матрице расположен ёмкостный сенсор экрана, который выполнен в связке с двумя контроллерами GT5688 и STM32F072CBT6

HDMI-порт

Через HDMI-разъём дисплей получает цифровое видео и звук с внешних компьютеров, например Raspberry Pi, стационарных ПК или ноутбуков.

USB-разъём тачскрина

Дисплейный модуль оснащён портом micro-USB Touch с двумя функциями:

Рекомендуем не использовать внешние ПК в качестве источника напряжения для экрана, т.к. USB-порт компьютера не всегда может отдать требуемый ток для стабильной работы дисплейного модуля. В итоге подсветка экрана может не включится или мигать. Для стабильной работы экрана советуем разделить две сущности: текущий USB-разъём Touch использовать в режиме передачи данных тачскрина, а для питания экрана использовать отдельно выведенный USB-разъём Power.

USB-разъём питания

Дисплейный модуль питается через выделенный порт micro-USB Power. В качестве источника питания подойдёт блок питания на 5 В с током не менее 1 А, например Amperka USB.

Аудиовыход

На модуле предусмотрен аудиовыход 3,5 мм для подключения наушников, звуковых колонок и других акустических систем. Аудиовыход на дисплее решает проблему со звуком, ведь встроенный аудиовыход на малинке использует простой ШИМ, поэтому качество звучания оставляло желать лучшего. Текущий же аудиовыход выдаёт оцифрованный звук с HDMI-выхода с помощью контроллера TC358779XBG.

Кнопка управления

Пользовательская кнопка с двумя полезными функциями:

Контроллер дисплея TC358779XBG

Матрица дисплея подключена к драйверу Toshiba TC358779XBG, который выполняет роль моста между экраном и внешними управляющими платами по HDMI.

Контроллеры тачскрина GT5688 / STM32F072CBT6

Сверху на матрице расположен ёмкостный сенсор экрана с распознаванием до 5 касаний одновременно. Тачскрин выполнен на двух контроллерах:

Габаритные чертежи

Размеры платы дисплея

Размеры корпуса

Характеристики

Ресурсы