Наш вердикт
Простое и увлекательное знакомство с дисплеями HUB75. Отлично подходит для новичков в теме. Опытным пользователям, которым требуется Wi-Fi, следует обратить внимание на Matrix Portal M4 от Adafruit.
За
+ Хорошо спроектированный
+ Библиотека MicroPython проста в использовании
+ Разъем Stemma QT/Qwiic
+ Винтовые клеммы для питания панели
Против
— Нет соединения с интернетом
— Поддержка CircuitPython проблематична
Светодиодные матрицы окружают нас повсюду. На автовокзалах, в аэропортах, торговых залах и даже в лифтах эти простые экраны дают нам короткие и четкие фрагменты информации. Распространенной матрицей является HUB75, и в течение многих лет производители модифицировали различные микроконтроллеры, чтобы подчинить эти устройства своей воле.
Теперь настала очередь RP2040 от Raspberry Pi в форме Interstate 75 от Pimoroni. За 14 долларов мы получаем специально разработанную плату с питанием от RP2040, единственной целью которой является заставить светиться несколько светодиодов матричной панели 32 x 32 и 64 x 64. Interstate 75 работает с языками программирования C, MicroPython и CircuitPython, хотя последний язык имел серьезные проблемы во время нашего тестирования.
Технические характеристики межштатной автомагистрали 75
SoC
RP2040 (Dual Arm Cortex M0+, работающий на частоте до 133 МГц с 264 КБ SRAM)
Место хранения
2 МБ флэш-памяти QSPI с поддержкой XiP
Совместимость
Светодиодные матрицы HUB75 32 x 32, 32 x 64, 64 x 64.
GPIO
3 х аналоговых
I2C
QW/ST (стемма QT/Qwiic)
1 х пользовательская кнопка
5V Винтовая клемма для питания матриц
Сила
5В через USB C или GPIO
Габаритные размеры
1,9 х 1,2 х 0,66 дюйма (48,5 х 31 х 17 мм)
По межштатной автомагистрали 75
Interstate 75 предназначен для дисплеев HUB75 RGB, которые используются, когда нам нужно много данных в большом формате. Подумайте об автовокзалах, продуктовых магазинах и торговых центрах. Они работают иначе, чем матрицы NeoPixel с адресными светодиодами. HUB75 работает с рядом регистров сдвига, которые одновременно управляют двумя строками дисплея.
Обновление только небольшой части экрана требует полного обновления. Interstate 75 подключается к входному разъему HUB75 и обеспечивает питание панели через две винтовые клеммы. Ваш HUB75 должен поставляться с соответствующим шнуром питания.
Панели HUB75 спроектированы таким образом, чтобы их можно было соединять вместе в более крупные панели, поэтому они поставляются с ленточными кабелями и Y-образными силовыми кабелями для подключения дисплеев по принципу «гирляндной цепи». Мы протестировали два дисплея и увидели около 1 А (500 мА на панель) при напряжении 5,22 В при использовании дисплеев со сплошными цветами. Это означает, что мы можем легко управлять Interstate 75 и панелями от USB-аккумулятора.
Сколько панелей можно проехать по одной межштатной автомагистрали 75? Мы задали этот вопрос Филу Ховарду, ведущему разработчику Pimoroni в недавнем выпуске The Pi Cast, и кажется, что четыре панели 32 x 32 — это ваш предел. Это не так много панелей, но их достаточно для большинства проектов.
Pimoroni Interstate 75 шире, чем типичная плата Raspberry Pi Pico, что необходимо, учитывая форм-фактор интерфейса HUB75 и дополнительные порты, которые предоставляет Interstate 75. У нас есть один коннектор Stemma QT/Qwiic, который Pimoroni называет QW/ST (Quest). Используя этот разъем, мы можем добавить датчики, кнопки, потенциометры, которые могут управлять дисплеем и использоваться в качестве источника данных для экспериментов. У нас есть небольшое количество контактов GPIO, в основном все контакты, которые не используются для дисплея. Имеются I2C, аналоговые входы и отладочные контакты программного обеспечения.
Питание и данные подаются на Pimoroni Interstate 75 по одному кабелю USB C, но у выхода GPIO есть контакт 5 В, который можно использовать для питания устройства. 2 МБ памяти могут показаться ничтожными, и мы теряем 1 МБ при установке прошивки, но у нас все еще достаточно места для дополнительных библиотек и даже изображений. Файл BMP размером 32 x 32 пикселя весит около 3 КБ, поэтому у нас может быть много изображений; даже изображения 64 x 64 занимают всего ~ 12 КБ.
Поскольку плата Interstate 75 основана на процессоре RP2040, у нас есть выбор из нескольких языков программирования. Сначала мы протестировали собственный выпуск MicroPython от Pimoroni, последний из которых поддерживает Interstate 75. Мы следовали примерам, найденным в репозитории GitHub, и в течение 20 минут у нас была прокрутка текста на двух панелях HUB75.
Модуль MicroPython от Pimoroni называется hub75, и он абстрагируется от многих сложностей, таких как установка цвета пикселя на основе значений RGB или HSV. Одной из абстракций, отсутствующих в модуле, является текст. Нам бы хотелось увидеть функцию или класс, которым мы могли бы передать строку. Но это не нарушает условия сделки. Нам удалось написать простой скрипт, выводящий на матрицу целые числа; по общему признанию код потребует рефакторинга, но он выполнил свою задачу.
Разъем QW/ST — это то место, где мы можем добавить дополнительные функции к Pimoroni Interstate 75. Используя компоненты Stemma QT / Qwiic, мы можем добавить датчики температуры, акселерометры, магнитометры и обнаружение ультрафиолетового излучения с очень небольшим количеством проводов. Прошивка MicroPython от Pimoroni работает с некоторыми, но не со всеми надстройками. Из нашей коллекции мы взяли датчик температуры BME688 и быстро переписали наш простой скрипт, чтобы получить текущую температуру и отобразить ее на матрице. Это сработало хорошо, и это заставило нас задуматься о поддержке CircuitPython.
Альтернативой MicroPython является CircuitPython, и у межштатной автомагистрали 75 есть собственный официальный порт. Мы подключили одну панель HUB75, установили последнюю стабильную версию CircuitPython, а затем изменили пример матрицы RGB, чтобы использовать сопоставление контактов GPIO Interstate 75, и затем мы остановились. Плата оказалась мертвой. Нам не удалось прошить CircuitPython обратно на плату, поэтому мы были вынуждены «уничтожить» хранилище с помощью специальной прошивки uf2.
Мы повторили процесс установки, и ошибка осталась. Нуждаясь в небольшой помощи, мы обратились к Pimoroni и вместе решили проблему. Рабочее предположение состоит в том, что CircuitPython выполняет операцию «за кулисами», и это приводит к тому, что межштатная автомагистраль 75 выглядит «мертвой». Примерно через 90 секунд Windows сообщает нам, что «USB-накопитель не распознан», но после нажатия кнопки сброса мы снова в деле, и наш код работает.
Мы потратили много времени на этот процесс отладки, работая с соучредителем Pimoroni Полом Бичем и ведущим разработчиком Филом Ховардом. Иногда наш процесс отладки был похож на процесс запуска, используемый для успешного включения командного модуля Apollo 13. CircuitPython работает с межштатной автомагистралью 75, но если вам нужен доступ к библиотеке программного обеспечения Adafruit, особенно для компонентов Stemma QT, лучше всего загрузить выпуск Pimoroni MicroPython с поддержкой библиотеки Adafruit.
Альтернативы межштатной автомагистрали 75
Interstate 75 продается по цене чуть более 14 долларов, и по этой цене у вас есть солидная, хотя и ограниченная доска. У нас нет подключения к Wi-Fi, но его можно добавить через GPIO. Matrix Portal M4 от Adafruit — настоящий зверь. Процессор Arm Cortex M4 и сопроцессор ESP32 по цене 25 долларов дают нам чистую скорость и подключение к Wi-Fi. Он полностью поддерживается CircuitPython и Arduino IDE. За дополнительные 10 долларов мы получаем возможность создавать проекты IoT HUB75 с очень небольшим количеством проводов, что для некоторых желательно.
Если вы используете Adafruit Feather RP2040, одну из лучших плат RP2040, вы можете добавить комплект Adafruit RGB Matrix Featherwing Kit, который стоит 7,50 долларов США и предлагает функции, аналогичные HUB75. Если вы добавите стоимость самого Feather RP2040 в 11,95 долларов, вы потратите около 20 долларов за комбинацию. Однако вы также можете использовать наращиваемые заголовки и купить Adafruit AirLift FeatherWing за 12,95 долларов США, что даст вам возможность Wi-Fi.
Если стоимость является проблемой, Brian Lough за 14 долларов D1 Mini Matrix Breakout и ESP32 Matrix Shield — это проекты, созданные сообществом, которые решили многие проблемы производителей, включая нашу. Wemos D1 Mini — это плата для разработки ESP8266 за 2 доллара, и с платами Lough мы можем использовать их для управления матрицами HUB75 и подключения их к Интернету.
Нижняя линия
Автомагистраль Pimoroni Interstate 75 доставляет массу удовольствия. Доска небольшая, хорошо спроектированная и с ней легко работать. Если вам просто нужна простая прокрутка текста и изображений, вы получите от этого много пользы. Если вам больше нравится Интернет вещей, то разумным шагом будет потратить еще 10 долларов на Matrix Portal M4 от Adafruit.