Raspberry Pi : Kết nối màn hình cảm ứng 3.2 inch TFT LCD WAVESHARE với Pi

Qua bài viết này các bạn sẽ biết được cách cài đặt để có thể sử dụng màn hình cảm ứng 3.2inch TFT LCD cho Pi của hãng WAVESHARE , và là tài liêu tham khảo giúp lựa chọn phần mềm cho một số loại màn hình LCD hỗ trợ cho Raspberry Pi của hãng WAVESHARE.

Bài viết gồm các nội dung sau :

1. Giới thiệu về màn hình 3.2 inch TFT LCD của WAVESHARE

1.1. Tổng quan một số khái niệm công nghệ

1.2. Thông số kỹ thuật của màn hình 3.2inch TFT LCD

1.3. Giao diện ghép nối của LCD

1.4. Màn hình làm việc với Pi như thế nào ?

1.5. Một số lưu ý khi sử dụng màn hình

2. Setup cho màn hình LCD kết nối với Raspberry Pi

2.1. Cách 1 : Sử dụng cách cài đặt thêm Driver cho LCD của Waveshare

2.2. Cách 2 : Sử dụng image file của hệ điều hành Raspbian được cung cấp bởi Waveshare đã cài đặt sẵn driver cho màn hình LCD.

2.3. So sánh giữa 2 cách cài đặt trên

1. Giới thiệu về màn hình 3.2 inch TFT LCD của WAVESHARE

1.1. Tổng quan một số khái niệm công nghệ

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Màn hình cảm ứng là một lựa chọn thú vị mà bạn có thể trang bị cho Raspberry Pi của bạn. Trong bài viết này mình sử dụng màn hình cảm ứng điện trở 3.2 inch TFT LCD của WAVESHARE .

+ Giới thiệu màn hình LCD loại TFT:  thin-film-transistor liquid-crystal display (TFT LCD) là một dạng của màn hình LCD sử dụng công nghệ thin-film transistor giúp cải thiện chất lượng hình ảnh như khả năng định địa chỉ và độ tương phản. Màn hình sử dụng công nghệ TFT với chi phí sản xuất thấp hơn so với các công nghệ màn hình LCD cũ, thường được sử dụng trong các sản phẩm thương mại như : tivi LCD, màn hình điện thoại phổ thông  và smartphone giá rẻ. Yếu điểm của màn hình TFT là tiêu hao năng lượng khá cao và góc nhìn không rộng nên đòi hỏi người dùng phải nhìn thẳng vào màn hình mới thấy hình ảnh rõ nét.

Một số công nghệ màn hình như : Super LCD; AMOLED; Super AMOLED; Super AMOLED Plus; Super AMOLED HD; OLED; Retina; Mobile BRAVIA Engine; NOVA; IPS, IPS-LCD; DVGA; LED-backlit IPS LCD; …

+ Giới thiệu  về công nghệ màn hình cảm ứng điện trở : Cảm ứng điện trở là công nghệ cảm ứng dựa trên áp lực của tay, bút cảm ứng hay bất kì vật nhọn nào tác động lên màn hình. Cấu tạo của loại màn hình cảm ứng này gồm 3 phần chính :

- Bộ phận cảm ứng : sử dụng công nghệ cảm ứng điện trở. Các lớp chủ yếu trình bày sau đây.

1-Lớp Top gồm 2 thành phần chính:

+ Lớp bảo vệ làm bằng thủy tinh hoặc nhựa trong suốt nằm trên cùng.

+ Lớp dẫn xuất ITO với top circuit layer ở phía dưới lớp bảo vệ.

2-Lớp Bottom : một lớp dẫn xuất ITO có bottom circuit layer . Bề mặt của lớp dẫn xuất này có các “spacer dots” đó là các điểm cách điện.

3-Khoảng trống giữa 2 lớp mà mắt thường không thể nhìn thấy được.

Khi người dùng chạm trên lớp top , lớp dẫn xuất của lớp này sẽ chạm với lớp dẫn xuất của lớp bottom , tạo nên mạch điện khép kín (đây chính là quá trình cảm ứng chạm), giá trị điện áp đọc được sẽ cho biết vị trí có chạm xảy ra.

- Bộ phận điều khiển (phần cứng) : là một mạch điện tử có nhiệm vụ "biên dịch" thông tin (từ vị trí được chạm) nhận được từ cảm biến cảm ứng sang dạng tín hiệu mà bộ phận xử lý hiểu được. Sau khi tín hiệu được xử lý xong, kết quả sẽ xuất trực tiếp ra màn hình tương ứng với "lệnh" tác động.

- Phần mềm truyền thông tin: từng thiết bị cụ thể sẽ có phần mềm ứng dụng riêng giúp hệ điều hành cũng như các ứng dụng khác biết cách xử lý dữ liệu được số hóa từ cảm biến cảm ứng, sau đó gửi trả dữ liệu đã xử lý cho bộ điều khiển. Trên nhiều thiết bị, phần mềm điều khiển sẽ được cài hẳn vào phần cứng.

1.2. Thông số kỹ thuật của màn hình 3.2inch TFT LCD

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1.3. Giao diện ghép nối của LCD

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Thứ tự 26 Pin kết nối của màn hình hoàn toàn tương thích với thứ tự 26 Pin của Raspberry Pi. Dưới đây là ví dụ thứ tự 26 Pin của Raspberry Pi 3 Model B mà mình sử dụng trong bài viết này :

Như vậy việc kết nối giữa màn hình cảm ứng 3.2 inch TFT LCD và Raspberry Pi là rất đơn giản, các bạn thực hiện như trong hình sau (nếu như Pi của các bạn không thực hiện kết nối với ngoại vi nào khác.) :

1.4. Màn hình làm việc với Pi như thế nào ?

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Như vậy có thể thấy để Pi làm việc được với màn hình cảm ứng thì chúng ta cần một hệ điều hành Raspbian có sẵn driver cho màn hình LCD hoặc là được thêm vào gói driver cần thiết cho màn hình LCD.

1.5. Một số lưu ý khi sử dụng màn hình

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Phần này có thể sẽ quan trọng với việc sử dụng bất kỳ một màn hình cảm ứng, hoặc thiết bị có sử dụng màn hình cảm ứng tương tác với người sử dụng.

+ Nên sử dụng miếng dán màn hình để bảo vệ bề mặt màn hình : Có thể độ nhạy của màn hình sẽ bị giảm phần nào, nhưng dán màn hình là điều nên làm vì không phải màn hình cảm ứng nào cũng có khả năng chịu được các sự cố va đập dù được phủ một lớp kính cường lực chống trầy xước.

+ Chạm đúng: công cụ chạm vào màn hình cần phù hợp với công nghệ cảm ứng của thiết bị.

+ Hạn chế sử dụng màn hình thời gian dài: sử dụng màn hình liên tục sẽ tốn năng lượng, làm cho lượng nhiệt của máy tỏa ra nhiều hơn, dẫn đến giảm tuổi thọ màn hình và là một trong những nguyên nhân làm giảm chất lượng màn hình cảm ứng.

+ Độ sáng màn hình vừa phải: cách tốt nhất để màn hình hoạt động lâu dài và không bị nóng là giảm độ sáng của màn hình sao cho phù hợp nhất với điều kiện ánh sáng.

+ Tránh ánh sáng trực tiếp và nơi có độ ẩm cao: màn hình cảm ứng dễ bị hư hỏng do nhiệt độ và độ ẩm cao.

+ Thường xuyên vệ sinh: dùng miếng vải mềm ẩm kèm chất tẩy rửa nhẹ khi vệ sinh màn hình.

+ Nên thay mới: nếu màn hình bị xước, vỡ thì hãy thay màn hình.

2. Setup cho màn hình LCD kết nối với Raspberry Pi

Bước 1 : Chuẩn bị thiết bị phần cứng

-Raspberry Pi 3 Model B. (Các bạn có thể lựa chọn phiên bản Pi tùy điều kiện bản thân , tuy nhiên cần lưu ý 2 điều : giao diện kết nối phần cứng giữa màn hình và Pi, phiên bản Driver phù hợp với phiên bản Pi mà các bạn lựa chọn.)

-Thẻ nhớ Micro SD 16Gb .

-Màn hình cảm ứng TFT LCD 3.2 inch của  WAVESHARE dành cho Raspberry Pi.

-Nguồn cấp cho Raspberry Pi 5V/2.5A.

 Bước 2 : Chuẩn bị phần mềm hỗ trợ chuyển file image của hệ điều hành Raspbian vào thẻ Micro SD card.

-Trong hệ điều hành Window : Download phần mềm Win32DiskImager

-Trong hệ điều hành Ubuntu : Writing an SD Card Image Using Ubuntu Disk Image Writer

Bước 3 : Kết nối màn hình với Raspberry Pi

Ở đây mình thực hiện kết nối như trên mục 1.3. Giao diện ghép nối của LCD đối với Raspberry Pi 2 Model B.

Bước 4 : Thực hiện tiếp theo với từng cách được trình bày dưới đây.

2.1. Cách 1 : Sử dụng cách cài đặt thêm Driver cho LCD của Waveshare

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Bước 4 – 1 : Lựa chọn version hệ điều hành Raspbian và các version Driver cho LCD tương ứng.

Driver cho TFT LCD 3.2 inch  là : LCD-show-170703.tar.gz

Các bạn có thể download các Version của Raspbian theo đường link sau : Raspbian versions  ;  Raspbian newest version update.

Bước 5 – 1 : Cài đặt hệ điều hành Raspbian đã lựa chọn

Các bạn có thể thực hiện như theo hướng dẫn sau :  Raspberry Pi : Cài hệ điều hành cho Raspberry Pi

Bước 6 – 1 : Configure Raspberry Pi trước khi thực hiện cài đặt Driver

Thực hiện lệnh $ sudo  raspi-config để vào giao diện Configure của Pi.

Thực hiện Configure các thông tin quan trọng sau :

1.) Select Expand Filesystem.

2.)  Boot Option -> Desktop Autologin (may differ depending on Raspbian revision)

Các bạn theo dõi Bước 6 : Configure cài đặt cơ bản ban đầu theo bài hướng dẫn Raspberry Pi : Cài hệ điều hành cho Raspberry Pi , để biết vị trí thực hiện Configure 2 thông tin trên.

Bước 7 – 1 : Tải Driver cần thiết cho Pi

Tham khảo theo bài viết Raspberry Pi : Trao đổi dữ liệu giữa PC và Raspberry Pi . 

Dùng phần mềm WinSCP để thực hiện đưa file Driver LCD tải ở Bước 4 – 1, chuyển file này vào thư mục /home/pi của Raspberry Pi.

Bước 8 – 1 : Lựa chọn và Cài đặt Driver cho LCD

-Dùng PuTTY connect tới Pi

-Giải nén file Driver với câu lệnh : $ tar  -xzf  LCD-show-170703.tar.gz

-Sau khi giải nén các bạn có thư mục : LCD-show

-Vào thư mục LCD-show : $ cd   LCD-show

-Lựa chọn Driver phù hợp với màn hình WAVESHARE  bạn đang có, và cài đặt :

+ Nếu bạn sử dụng màn hình 3.2inch Rpi LCD :    $ sudo  ./LCD32-show

+ Nếu bạn sử dụng màn hình 3.5inch Rpi LCD :    $ sudo  ./LCD35-show

+ Nếu bạn sử dụng màn hình 4inch Rpi LCD    :    $ sudo  ./LCD4-show

+ Nếu bạn sử dụng màn hình 5inch Rpi LCD    :    $ sudo  ./LCD5-show

+ Nếu bạn muốn sử dụng màn hình HDMI         :    $ sudo  ./LCD-hdmi 

Bước 9 – 1 : Sau khi hoàn thành Bước 8 – 1; bạn đợi chờ Pi tự khởi động lại, và trong khoảng thời gian 30s bạn sẽ thấy màn hình TFT LCD hiển thị giao diện màn hình làm việc của Pi.

Lưu ý : Trong quá trình đang sử dụng một loại màn hình LCD nào đó, bạn muốn chuyển sang dùng màn hình LCD khác, hoặc chuyển sang dùng màn hình HDMI, bạn hoàn toàn có thể thực hiện lại Bước 8 – 1 ở trên.

2.2. Cách 2 : Sử dụng image file của hệ điều hành Raspbian được cung cấp bởi Waveshare đã cài đặt sẵn driver cho màn hình LCD.

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Bước 4 - 2 : Lựa chọn file image cho Version của Raspberry Pi tương ứng

+ Với Raspberry Pi 3 Model B : Download 3.2 inch Rpi LCD (B) Raspbian Image

Bước 5 - 2 : Đưa thẻ nhớ đã chuẩn bị ở Bước 1 : Chuẩn bị thiết bị phần cứng kết nối với PC mà các bạn đang sử dụng.

Bước 6 – 2 :

-Giải nén file có chứa Raspbian Image đã download ở Bước 4-2 ở trên.

-Bật phần mềm Win32DiskImager đã chuẩn bị ở Bước 2 :  Chuẩn bị phần mềm hỗ trợ chuyển file image của hệ điều hành Raspbian vào thẻ Micro SD card.

-Trong phần mềm Win32DiskImager : lựa chọn file image đã được giải nén; lựa chọn thẻ nhớ mà các bạn đã chuẩn bị cho Raspberry Pi. (thẻ nhớ đã được format trước)

-Chọn Write và đợi cho quá trình write thành công.

-Thực hiện Eject thẻ Micro SD card.

Bước 7 – 2 : Đưa thẻ nhớ đã có file image của Raspbian với Driver cho LCD vào khe thẻ nhớ của Pi.

Cắm nguồn cho Pi, đợi chờ trong khoảng 30 giây các bạn sẽ thấy trên màn hình TFT LCD sẽ hiển thị những dòng chữ và giao diện làm việc của Raspberry Pi.

Lưu ý : Trong trường hợp lần đầu cắm nguồn , đợi chờ lâu (5 phút) nhưng chưa thấy màn hình hiển thị chữ và giao diện làm việc cũng không hiện lên thì việc thực hiện write file image đã không thành công.

Trong trường hợp lần đầu cắm nguồn, các bạn thấy chữ hiện lên trên màn hình LCD, nhưng đợi lâu không thấy giao diện làm việc hiện lên, thì các bạn hãy rút nguồn của Pi và cắm lại.

2.3. So sánh giữa 2 cách cài đặt trên

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Với Cách 1 : Sử dụng các cài đặt thêm Driver cho LCD của Waveshare

Cài đặt phức tạp hơn, tuy nhiên hệ điều hành cài đặt được gọn nhẹ hơn, và các bạn hoàn toàn kiểm soát được những gì mình đã cài đặt vào hệ điều hành Raspbian và những gì mà hệ điều hành Raspbian của bạn đang có.

Với Cách 2 : Sử dụng image file của hệ điều hành Raspbian được cung cấp bởi Waveshare đã cài đặt sẵn driver cho màn hình LCD

Cài đặt đơn giản hơn , tuy nhiên trong hệ điều hành Raspbian mà Waveshare cũng cấp có cài đặt sẵn Driver cho LCD cùng với một số gói phần mềm khác, điều đó có thể một số người dùng không thích.

Và việc lựa chọn cách cài đặt nào là tùy bạn lựa chọn.

________ PIVIETNAM kính chúc các bạn học tập vui vẻ!!! Xin đón nhận mọi sự chia sẻ, đóng góp của các bạn!!!___________

Để cập nhật các tin tức công nghệ mới các bạn làm theo hướng dẫn sau đây :

Các bạn vào Trang chủ >> Tin tức. ở mục này có các bài viết kỹ thuật thuộc các lĩnh vực khác nhau các bạn có thể lựa chọn lĩnh vực mà mình quan tâm để đọc nhé !!!

Các bạn cũng có thế kéo xuống cuối trang để xem những tin tức công nghệ mới nhất.