Il nostro verdetto
Un’introduzione facile e divertente ai display HUB75. Ottimo per chi è nuovo all’argomento. Gli utenti esperti che richiedono il Wi-Fi dovranno guardare a Matrix Portal M4 di Adafruit.
Per
+ Ben progettato
+ La libreria MicroPython è facile da usare
+ Connettore Stemma QT / Qwiic
+ Morsetti a vite per alimentazione da pannello
Contro
– Nessuna connessione internet
– Il supporto di CircuitPython è problematico
Le matrici LED sono ovunque intorno a noi. Nei terminal degli autobus, negli aeroporti, nei portici e persino negli ascensori, questi semplici schermi ci forniscono informazioni brevi e nitide. Una matrice comune è l’HUB75 e per anni i produttori hanno violato vari microcontrollori per piegare questi dispositivi alla loro volontà.
Ora è il turno dell’RP2040 di Raspberry Pi, sotto forma di Interstate 75 di Pimoroni. Per $ 14 otteniamo una scheda alimentata RP2040 progettata su misura il cui unico scopo è far brillare un numero di LED del pannello a matrice 32 x 32 e 64 x 64. Interstate 75 funziona con i linguaggi di programmazione C, MicroPython e CircuitPython, sebbene quest’ultimo abbia avuto seri problemi durante i nostri test.
Specifiche dell’Interstate 75
SoC
RP2040 (Dual Arm Cortex M0+ fino a 133 Mhz con 264 kB di SRAM)
Conservazione
2 MB di flash QSPI che supportano XiP
Compatibilità
Matrici LED 32 x 32, 32 x 64, 64 x 64 HUB75.
GPIO
3 x analogico
I2C
QW/ST (Stemma QT / Qwiic)
1 pulsante utente
Morsetto a vite 5V per alimentazione matrici
Potenza
5V tramite USB C o GPIO
Dimensioni
1,9 x 1,2 x 0,66 pollici (48,5 x 31 x 17 mm)
Utilizzando l’Interstate 75
L’Interstate 75 è progettata per i display RGB HUB75, che vengono utilizzati quando abbiamo bisogno di molti dati in un grande formato. Pensa ai terminal degli autobus, ai negozi di alimentari e ai centri commerciali. Funzionano in modo diverso rispetto alle matrici NeoPixel che hanno LED indirizzabili. HUB75 funziona con una serie di registri a scorrimento che controllano due righe del display alla volta.
L’aggiornamento di una piccola sezione dello schermo richiede un aggiornamento completo. L’Interstate 75 si collega all’intestazione di ingresso dell’HUB75 e fornisce alimentazione al pannello tramite due terminali a vite. Il tuo HUB75 dovrebbe essere fornito con il cavo di alimentazione appropriato.
I pannelli HUB75 sono progettati per essere uniti per formare pannelli più grandi e quindi sono dotati di cavi a nastro e cavi di alimentazione a forma di y per display “a margherita”. Abbiamo testato con due display e abbiamo visto circa 1 A (500 mA per pannello) a 5,22 V durante l’esecuzione dei display con colori solidi. Ciò significa che possiamo eseguire facilmente l’Interstate 75 e i pannelli da una batteria USB.
Quanti pannelli puoi guidare da una Interstate 75? Abbiamo fatto questa domanda a Phil Howard, sviluppatore capo di Pimoroni in un recente episodio di The Pi Cast e sembra che quattro pannelli 32 x 32 siano il tuo limite. Non è una grande quantità di pannelli, ma abbastanza per la maggior parte dei progetti.
La Pimoroni Interstate 75 è più ampia di una tipica scheda Raspberry Pi Pico, il che è necessario dato il fattore di forma dell’interfaccia HUB75 e le porte extra fornite da Interstate 75. Abbiamo un unico connettore Stemma QT/Qwiic, che Pimoroni chiama QW/ST (Quest). Utilizzando questo connettore possiamo aggiungere sensori, pulsanti, potenziometri che possono controllare il display ed essere utilizzati come fonte di dati per esperimenti. Abbiamo un’infarinatura di pin GPIO, praticamente tutti i pin che non sono utilizzati per il display. Sono presenti I2C, ingressi analogici e pin di debug del software.
L’alimentazione e i dati vengono forniti alla Pimoroni Interstate 75 tramite un singolo cavo USB C, ma il breakout GPIO ha un pin da 5 V che può essere utilizzato per alimentare l’unità. I 2 MB di spazio di archiviazione possono sembrare irrisori e perdiamo 1 MB con l’installazione del firmware, ma abbiamo ancora spazio di archiviazione sufficiente per librerie aggiuntive e persino immagini. Un file BMP da 32 x 32 pixel pesa circa 3 KB, quindi possiamo avere molte immagini; anche le immagini 64 x 64 sono solo ~ 12 KB.
Poiché l’Interstate 75 è una scheda basata su RP2040, abbiamo una gamma di linguaggi di programmazione tra cui scegliere. Abbiamo prima testato con la versione MicroPython di Pimoroni, l’ultima delle quali supporta l’Interstate 75. Abbiamo seguito gli esempi trovati nel repository GitHub e in 20 minuti abbiamo avuto lo scorrimento del testo su due pannelli HUB75.
Il modulo MicroPython di Pimoroni si chiama hub75 e astrae molte delle complessità come l’impostazione del colore dei pixel in base ai valori RGB o HSV. Un’astrazione mancante nel modulo è il testo. Ci sarebbe piaciuto vedere una funzione o una classe a cui passare una stringa. Ma questo non è un rompicapo. Siamo riusciti a scrivere un semplice script che visualizzasse numeri interi sulla matrice; certamente il codice avrà bisogno di refactoring ma ha servito al suo scopo.
Il connettore QW/ST è il punto in cui possiamo aggiungere funzionalità extra alla Pimoroni Interstate 75. Utilizzando i componenti Stemma QT / Qwiic, possiamo aggiungere sensori per la temperatura, accelerometri, magnetometri e rilevamento della luce UV con un cablaggio molto ridotto. Il firmware MicroPython di Pimoroni funziona con alcuni, ma non tutti i componenti aggiuntivi. Dalla nostra collezione, abbiamo acquistato un sensore di temperatura BME688 e abbiamo riscritto rapidamente il nostro semplice script per ottenere la temperatura attuale e visualizzarla sulla matrice. Ha funzionato bene e ci ha fatto pensare al supporto di CircuitPython.
Un’alternativa a MicroPython è CircuitPython e l’Interstate 75 ha la sua porta ufficiale. Abbiamo collegato un singolo pannello HUB75, eseguito il flashing dell’ultima versione stabile di CircuitPython e quindi modificato un esempio di matrice RGB per utilizzare la mappatura dei pin GPIO dell’Interstate 75, quindi abbiamo raggiunto un punto morto. Il consiglio sembrava essere morto. Non siamo stati in grado di ripristinare CircuitPython sulla scheda, quindi siamo stati costretti a “nucleare” lo spazio di archiviazione utilizzando un firmware uf2 personalizzato.
Abbiamo ripetuto il processo di installazione e l’errore persiste. Avendo bisogno di un piccolo aiuto, abbiamo contattato Pimoroni e abbiamo lavorato insieme per risolvere il problema. L’ipotesi di lavoro è che CircuitPython stia eseguendo un’operazione “dietro le quinte” e questo fa apparire l’Interstate 75 “morta”. Dopo circa 90 secondi, Windows ci informa che “l’unità USB non viene riconosciuta” ma dopo aver premuto reset siamo di nuovo operativi e il nostro codice funziona.
Abbiamo dedicato molto tempo a questo processo di debug, lavorando con il co-fondatore di Pimoroni Paul Beech e con lo sviluppatore principale Phil Howard. A volte il nostro processo di debug era simile al processo di avvio utilizzato per accendere con successo il modulo di comando dell’Apollo 13. CircuitPython funziona con Interstate 75, ma se è necessario accedere alla libreria di software Adafruit, in particolare per i componenti Stemma QT, è meglio scaricare la versione MicroPython di Pimoroni con il supporto della libreria Adafruit.
Alternative all’Interstate 75
L’Interstate 75 vende al dettaglio per poco più di $ 14 e per quel prezzo hai una tavola solida, anche se limitata. Non abbiamo alcuna connettività Wi-Fi, ma può essere aggiunta tramite GPIO. Matrix Portal M4 di Adafruit è una bestia da tavola. Con un prezzo di $ 25, il processore Arm Cortex M4 e il coprocessore ESP32 ci offrono velocità grezza e connettività Wi-Fi. È completamente supportato da CircuitPython e Arduino IDE. Per ulteriori $ 10 otteniamo la possibilità di creare progetti IoT HUB75, con pochissimi cablaggi e questo è desiderabile per alcuni.
Se utilizzi l’Adafruit Feather RP2040, una delle migliori schede RP2040 a sé stante, puoi aggiungere l’Adafruit RGB Matrix Featherwing Kit, che costa $ 7,50 e offre funzionalità simili all’HUB75. Se aggiungi il costo della Feather RP2040, di per sé, $ 11,95, stai spendendo quasi $ 20 per la combinazione. Tuttavia, puoi anche utilizzare intestazioni impilabili e acquistare un Adafruit AirLift FeatherWing per $ 12,95, che ti darebbe funzionalità Wi-Fi.
Se il costo è un problema, il D1 Mini Matrix Breakout da $ 14 di Brian Lough e l’ESP32 Matrix Shield sono progetti realizzati dalla comunità che hanno risolto i problemi di molti produttori, incluso il nostro. Wemos D1 Mini è una scheda di sviluppo da $ 2 per ESP8266 e con le schede di Lough possiamo usarle per controllare le matrici HUB75 e collegarle a Internet.
Linea di fondo
La Pimoroni Interstate 75 è molto divertente. La scheda è piccola, ben progettata e facile da lavorare. Se desideri semplicemente scorrere testo e immagini a scorrimento, ne otterrai molto. Se l’Internet of Things è più la tua passione, allora spendere altri $ 10 per Matrix Portal M4 di Adafruit è la mossa intelligente.