Conectar Arduino a una pantalla OLED de 0.96"

¿Qué es una pantalla OLED?

Las OLED son uno de los tipos de pantalla disponibles para emplear en nuestros proyectos de electrónica y Arduino.

Un OLED (Organic light-emitting diode) es un tipo de LED en el que la capa emisiva es está formada por un compuesto orgánico que emite luz en respuesta a la electricidad.

Al igual que el resto de tipos de pantallas, las OLED necesitan un controlador específico que convierta los datos recibidos en las señales electrónicas para controlar la pantalla.

En el campo de la electrónica casera, se comercializan unas pequeñas pantallas OLED de 0.96” listas para conectar a Arduino. Estas pantallas incorporan el controlador SDD1306 y tienen un tamaño muy reducido de 25mm x 14mm. Son monocromas y tienen una resolución de 128x64 pixels.

Las pantallas OLED tienen la ventaja de tener un consumo muy bajo, en torno a 20mA, dado que solo se enciende el pixel necesario y no requieren de backlight. Esto es especialmente interesante en aplicaciones que funcionan con baterías.

Además, tienen una mejor visibilidad en ambientes luminosos, como bajo el sol. Aunque el pequeño tamaño de estas pantallas OLED de 0.96” pueden ser un problema para su correcta visualización.

La comunicación puede realizarse, según modelos, por bus SPI o por bus I2C por lo que es sencillo obtener los datos medidos. La tensión de alimentación admite voltajes de 3.3V y 5V.

Este tipo de pantallas OLED son interesantes para proyectos donde podamos aprovechar su pequeño tamaño. En el resto, generalmente preferiremos un display LCD como el Nokia 5110 o una pantalla TFT.

Esquema montaje

La conexión es sencilla, simplemente alimentamos el módulo desde Arduino mediante GND y 5V y conectamos el pin SDA y SCL de Arduino con los pines correspondientes del sensor.

Mientras que la conexión vista desde el lado de Arduino quedaría así.

Ejemplos de código

Para realizar la lectura de la pantalla OLED usaremos la librería desarrollada por Adafruit, disponible en este enlace. A su vez necesita la librería Adafruit GFX para realizar gráficos.

El uso de estas librerías simplifica mucho el uso de la pantalla OLED, pero tener en cuenta que ocupan una gran cantidad de memoria. La librería proporciona ejemplos de código, que resulta aconsejable revisar. El siguiente código muestra el ejemplo para un display I2C de 64 filas.

/*********************************************************************
This is an example for our Monochrome OLEDs based on SSD1306 drivers

  Pick one up today in the adafruit shop!
  ------> http://www.adafruit.com/category/63_98

This example is for a 128x64 size display using I2C to communicate
3 pins are required to interface (2 I2C and one reset)

Adafruit invests time and resources
Written by Limor Fried/Ladyada  for Adafruit Industries.  
BSD license, check license.txt for more information providing this open source code, 
please support Adafruit and open-source hardware by purchasing 
products from Adafruit!

All text above, and the splash screen must be included in any redistribution
*********************************************************************/

#include <SPI.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>


#define OLED_RESET 4
Adafruit_SSD1306 display(OLED_RESET);


#define NUMFLAKES 10

#define XPOS 0

#define YPOS 1

#define DELTAY 2


#define LOGO16_GLCD_HEIGHT 16 

#define LOGO16_GLCD_WIDTH  16 
static const unsigned char PROGMEM logo16_glcd_bmp[] =
{ B00000000, B11000000,
  B00000001, B11000000,
  B00000001, B11000000,
  B00000011, B11100000,
  B11110011, B11100000,
  B11111110, B11111000,
  B01111110, B11111111,
  B00110011, B10011111,
  B00011111, B11111100,
  B00001101, B01110000,
  B00011011, B10100000,
  B00111111, B11100000,
  B00111111, B11110000,
  B01111100, B11110000,
  B01110000, B01110000,
  B00000000, B00110000 };


#if (SSD1306_LCDHEIGHT != 64)

#error("Height incorrect, please fix Adafruit_SSD1306.h!");

#endif

void setup()   {                
  Serial.begin(9600);

  // by default, we'll generate the high voltage from the 3.3v line internally! (neat!)
  display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3D);  // initialize with the I2C addr 0x3D (for the 128x64)
  // init done
  
  // Show image buffer on the display hardware.
  // Since the buffer is intialized with an Adafruit splashscreen
  // internally, this will display the splashscreen.
  display.display();
  delay(2000);

  // Clear the buffer.
  display.clearDisplay();

  // draw a single pixel
  display.drawPixel(10, 10, WHITE);
  // Show the display buffer on the hardware.
  // NOTE: You _must_ call display after making any drawing commands
  // to make them visible on the display hardware!
  display.display();
  delay(2000);
  display.clearDisplay();

  // draw many lines
  testdrawline();
  display.display();
  delay(2000);
  display.clearDisplay();

  // draw rectangles
  testdrawrect();
  display.display();
  delay(2000);
  display.clearDisplay();

  // draw multiple rectangles
  testfillrect();
  display.display();
  delay(2000);
  display.clearDisplay();

  // draw mulitple circles
  testdrawcircle();
  display.display();
  delay(2000);
  display.clearDisplay();

  // draw a white circle, 10 pixel radius
  display.fillCircle(display.width()/2, display.height()/2, 10, WHITE);
  display.display();
  delay(2000);
  display.clearDisplay();

  testdrawroundrect();
  delay(2000);
  display.clearDisplay();

  testfillroundrect();
  delay(2000);
  display.clearDisplay();

  testdrawtriangle();
  delay(2000);
  display.clearDisplay();
   
  testfilltriangle();
  delay(2000);
  display.clearDisplay();

  // draw the first ~12 characters in the font
  testdrawchar();
  display.display();
  delay(2000);
  display.clearDisplay();

  // draw scrolling text
  testscrolltext();
  delay(2000);
  display.clearDisplay();

  // text display tests
  display.setTextSize(1);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setCursor(0,0);
  display.println("Hello, world!");
  display.setTextColor(BLACK, WHITE); // 'inverted' text
  display.println(3.141592);
  display.setTextSize(2);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.print("0x"); display.println(0xDEADBEEF, HEX);
  display.display();
  delay(2000);
  display.clearDisplay();

  // miniature bitmap display
  display.drawBitmap(30, 16,  logo16_glcd_bmp, 16, 16, 1);
  display.display();
  delay(1);

  // invert the display
  display.invertDisplay(true);
  delay(1000); 
  display.invertDisplay(false);
  delay(1000); 
  display.clearDisplay();

  // draw a bitmap icon and 'animate' movement
  testdrawbitmap(logo16_glcd_bmp, LOGO16_GLCD_HEIGHT, LOGO16_GLCD_WIDTH);
}

void loop() {
  
}

void testdrawbitmap(const uint8_t *bitmap, uint8_t w, uint8_t h) {
  uint8_t icons[NUMFLAKES][3];
 
  // initialize
  for (uint8_t f=0; f< NUMFLAKES; f++) {
    icons[f][XPOS] = random(display.width());
    icons[f][YPOS] = 0;
    icons[f][DELTAY] = random(5) + 1;
    
    Serial.print("x: ");
    Serial.print(icons[f][XPOS], DEC);
    Serial.print(" y: ");
    Serial.print(icons[f][YPOS], DEC);
    Serial.print(" dy: ");
    Serial.println(icons[f][DELTAY], DEC);
  }

  while (1) {
    // draw each icon
    for (uint8_t f=0; f< NUMFLAKES; f++) {
      display.drawBitmap(icons[f][XPOS], icons[f][YPOS], bitmap, w, h, WHITE);
    }
    display.display();
    delay(200);
    
    // then erase it + move it
    for (uint8_t f=0; f< NUMFLAKES; f++) {
      display.drawBitmap(icons[f][XPOS], icons[f][YPOS], bitmap, w, h, BLACK);
      // move it
      icons[f][YPOS] += icons[f][DELTAY];
      // if its gone, reinit
      if (icons[f][YPOS] > display.height()) {
        icons[f][XPOS] = random(display.width());
        icons[f][YPOS] = 0;
        icons[f][DELTAY] = random(5) + 1;
      }
    }
   }
}

void testdrawchar(void) {
  display.setTextSize(1);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setCursor(0,0);

  for (uint8_t i=0; i < 168; i++) {
    if (i == '\n') continue;
    display.write(i);
    if ((i > 0) && (i % 21 == 0))
      display.println();
  }    
  display.display();
  delay(1);
}

void testdrawcircle(void) {
  for (int16_t i=0; i<display.height(); i+=2) {
    display.drawCircle(display.width()/2, display.height()/2, i, WHITE);
    display.display();
    delay(1);
  }
}

void testfillrect(void) {
  uint8_t color = 1;
  for (int16_t i=0; i<display.height()/2; i+=3) {
    // alternate colors
    display.fillRect(i, i, display.width()-i*2, display.height()-i*2, color%2);
    display.display();
    delay(1);
    color++;
  }
}

void testdrawtriangle(void) {
  for (int16_t i=0; i<min(display.width(),display.height())/2; i+=5) {
    display.drawTriangle(display.width()/2, display.height()/2-i,
                     display.width()/2-i, display.height()/2+i,
                     display.width()/2+i, display.height()/2+i, WHITE);
    display.display();
    delay(1);
  }
}

void testfilltriangle(void) {
  uint8_t color = WHITE;
  for (int16_t i=min(display.width(),display.height())/2; i>0; i-=5) {
    display.fillTriangle(display.width()/2, display.height()/2-i,
                     display.width()/2-i, display.height()/2+i,
                     display.width()/2+i, display.height()/2+i, WHITE);
    if (color == WHITE) color = BLACK;
    else color = WHITE;
    display.display();
    delay(1);
  }
}

void testdrawroundrect(void) {
  for (int16_t i=0; i<display.height()/2-2; i+=2) {
    display.drawRoundRect(i, i, display.width()-2*i, display.height()-2*i, display.height()/4, WHITE);
    display.display();
    delay(1);
  }
}

void testfillroundrect(void) {
  uint8_t color = WHITE;
  for (int16_t i=0; i<display.height()/2-2; i+=2) {
    display.fillRoundRect(i, i, display.width()-2*i, display.height()-2*i, display.height()/4, color);
    if (color == WHITE) color = BLACK;
    else color = WHITE;
    display.display();
    delay(1);
  }
}
   
void testdrawrect(void) {
  for (int16_t i=0; i<display.height()/2; i+=2) {
    display.drawRect(i, i, display.width()-2*i, display.height()-2*i, WHITE);
    display.display();
    delay(1);
  }
}

void testdrawline() {  
  for (int16_t i=0; i<display.width(); i+=4) {
    display.drawLine(0, 0, i, display.height()-1, WHITE);
    display.display();
    delay(1);
  }
  for (int16_t i=0; i<display.height(); i+=4) {
    display.drawLine(0, 0, display.width()-1, i, WHITE);
    display.display();
    delay(1);
  }
  delay(250);
  
  display.clearDisplay();
  for (int16_t i=0; i<display.width(); i+=4) {
    display.drawLine(0, display.height()-1, i, 0, WHITE);
    display.display();
    delay(1);
  }
  for (int16_t i=display.height()-1; i>=0; i-=4) {
    display.drawLine(0, display.height()-1, display.width()-1, i, WHITE);
    display.display();
    delay(1);
  }
  delay(250);
  
  display.clearDisplay();
  for (int16_t i=display.width()-1; i>=0; i-=4) {
    display.drawLine(display.width()-1, display.height()-1, i, 0, WHITE);
    display.display();
    delay(1);
  }
  for (int16_t i=display.height()-1; i>=0; i-=4) {
    display.drawLine(display.width()-1, display.height()-1, 0, i, WHITE);
    display.display();
    delay(1);
  }
  delay(250);

  display.clearDisplay();
  for (int16_t i=0; i<display.height(); i+=4) {
    display.drawLine(display.width()-1, 0, 0, i, WHITE);
    display.display();
    delay(1);
  }
  for (int16_t i=0; i<display.width(); i+=4) {
    display.drawLine(display.width()-1, 0, i, display.height()-1, WHITE); 
    display.display();
    delay(1);
  }
  delay(250);
}

void testscrolltext(void) {
  display.setTextSize(2);
  display.setTextColor(WHITE);
  display.setCursor(10,0);
  display.clearDisplay();
  display.println("scroll");
  display.display();
  delay(1);
 
  display.startscrollright(0x00, 0x0F);
  delay(2000);
  display.stopscroll();
  delay(1000);
  display.startscrollleft(0x00, 0x0F);
  delay(2000);
  display.stopscroll();
  delay(1000);    
  display.startscrolldiagright(0x00, 0x07);
  delay(2000);
  display.startscrolldiagleft(0x00, 0x07);
  delay(2000);
  display.stopscroll();
}