Como usar um display OLED (SSD1306): texto, formas e gráficos com Arduino

Mesmo sendo pouco maior que a ponta de um dedo, o display OLED de 0,96 polegada mostra uma imagem nítida de 128×64 pixels e é um dos displays mais populares em projetos com Arduino. Ao contrário dos LCDs de caracteres, ele desenha não só letras, mas também linhas, círculos, ícones, gráficos e até joguinhos. É ideal para relógios inteligentes, estações meteorológicas, controles remotos e medidores portáteis. Quase todos esses displays usam um chip controlador chamado SSD1306 e são ligados com apenas dois fios de dados (I2C).

O que é OLED e qual a diferença para um LCD?

Em um display OLED (Organic Light Emitting Diode, diodo orgânico emissor de luz), cada pixel produz a própria luz; não existe luz de fundo. Por isso as áreas pretas são pretas de verdade, o contraste é muito alto, a tela parece nítida de qualquer ângulo e o consumo é muito baixo quando a maior parte da imagem é escura. Os 128×64 pixels permitem gráficos, ícones e desenhos que os LCDs baseados em caracteres não conseguem mostrar.

Especificações

Ligação do display OLED

Nos modelos de duas cores, as 16 linhas de cima da tela brilham em amarelo e o resto em azul; essas cores não podem ser mudadas por software, então fica bonito desenhar a parte de cima como uma barra de título. Se você não tem certeza do endereço do display, use o sketch scanner I2C de Como usar um display LCD I2C.

Instalando as bibliotecas

1. Abra o Gerenciador de Bibliotecas na Arduino IDE e busque Adafruit SSD1306.
2. Quando a instalação perguntar sobre as dependências, escolha Instalar tudo para que a Adafruit GFX e a Adafruit BusIO também sejam instaladas.
3. Se quiser, abra Arquivo > Exemplos > Adafruit SSD1306 > ssd1306_128x64_i2c e teste com o endereço do display definido como 0x3C.

Primeiro programa: escrevendo texto na tela

1#include <Wire.h>
2#include <Adafruit_GFX.h>
3#include <Adafruit_SSD1306.h>
4
5Adafruit_SSD1306 display(128, 64, &Wire, -1);   // genişlik, yükseklik, I2C, reset pini yok / width, height, I2C, no reset pin
6
7void setup() {
8  if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) {   // I2C adresi / I2C address
9    for (;;);                                         // ekran bulunamadı / display not found
10  }
11  display.clearDisplay();
12  display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
13  display.setTextSize(2);                   // 2 kat büyük / double size
14  display.setCursor(0, 0);
15  display.println(F("BlueGrays"));
16  display.setTextSize(1);
17  display.setCursor(0, 24);
18  display.println(F("OLED 128x64 hazir!"));
19  display.display();                        // tamponu ekrana gönder / push the buffer to the screen
20}
21
22void loop() {
23}

Desenhando formas: funções da Adafruit GFX

O canto superior esquerdo da tela é (0, 0) e o canto inferior direito é (127, 63). Para a cor, você usa SSD1306_WHITE (aceso), SSD1306_BLACK (apagado) ou SSD1306_INVERSE (inverter).

Mostrando o valor de um sensor: um termômetro ao vivo

O ponto forte do OLED é mostrar leituras com dígitos grandes e gráficos. O código abaixo escreve em fonte grande a temperatura lida de um DHT11 e mostra a umidade embaixo como um gráfico de barras. Para a ligação do sensor, veja Sensor de temperatura e umidade DHT11.

1#include <Wire.h>
2#include <Adafruit_GFX.h>
3#include <Adafruit_SSD1306.h>
4#include <DHT.h>
5
6Adafruit_SSD1306 display(128, 64, &Wire, -1);
7DHT dht(2, DHT11);
8
9void setup() {
10  display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);
11  display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
12  dht.begin();
13}
14
15void loop() {
16  float t = dht.readTemperature();
17  float h = dht.readHumidity();
18  display.clearDisplay();
19  display.setTextSize(1);
20  display.setCursor(0, 0);
21  display.print(F("Sicaklik / Temp"));
22  display.setTextSize(3);
23  display.setCursor(0, 16);
24  display.print(t, 1);
25  display.print(F("C"));
26  display.drawRect(0, 52, 128, 10, SSD1306_WHITE);                    // nem çubuğu çerçevesi / humidity bar frame
27  display.fillRect(2, 54, (int)(h / 100.0 * 124), 6, SSD1306_WHITE);  // nem oranı kadar dolu / filled by humidity
28  display.display();
29  delay(2000);
30}

Desenhando seu próprio ícone: bitmaps

Para mostrar um logotipo ou um ícone, você transforma a imagem em um array de bytes: cada bit é um pixel. Ferramentas de conversão como o image2cpp transformam uma imagem em preto e branco direto em um array para o Arduino. Você também pode escrever ícones pequenos à mão; o array 8×8 abaixo desenha um coração:

1const unsigned char PROGMEM heart[] = {
2  0b01100110,
3  0b11111111,
4  0b11111111,
5  0b11111111,
6  0b01111110,
7  0b00111100,
8  0b00011000,
9  0b00000000
10};
11
12// setup() ya da loop() içinde / inside setup() or loop()
13display.drawBitmap(60, 28, heart, 8, 8, SSD1306_WHITE);
14display.display();

OLED com o ESP32 e o Raspberry Pi Pico

O mesmo código e as mesmas bibliotecas do Arduino rodam no ESP32; os pinos I2C são o GPIO 21 (SDA) e o 22 (SCL). Como o ESP32 tem bastante memória, animações e gráficos que atualizam rápido ficam muito mais suaves. No Pico com MicroPython, basta copiar para o Pico o arquivo de driver ssd1306.py (da micropython-lib):

1from machine import Pin, I2C
2import ssd1306                                 # ssd1306.py Pico'da olmalı / must be on the Pico
3
4i2c = I2C(0, sda=Pin(4), scl=Pin(5), freq=400000)
5oled = ssd1306.SSD1306_I2C(128, 64, i2c)       # adres varsayılan 0x3C / default address 0x3C
6
7oled.fill(0)                                   # ekranı temizle / clear the screen
8oled.text("BlueGrays", 0, 0)
9oled.text("Pico + OLED", 0, 16)
10oled.rect(0, 40, 128, 20, 1)                   # çerçeve / frame
11oled.fill_rect(2, 42, 80, 16, 1)               # dolu çubuk / filled bar
12oled.show()                                    # ekrana gönder / push to the screen

Vida útil do display e burn-in

Os pixels do OLED perdem brilho com o uso. Se a mesma imagem fica na tela, sem mudar, por meses, pode se formar um leve "fantasma" nos pixels que acendem com frequência. Para evitar isso, desligue o display quando não estiver em uso (display.ssd1306_command(SSD1306_DISPLAYOFF)), diminua o brilho (display.dim(true)), desloque o conteúdo fixo alguns pixels de vez em quando, ou use um sensor PIR para ligar o display só quando houver alguém por perto.

Ideias de projetos com display OLED

• Miniestação meteorológica: mostre temperatura, umidade e pressão com ícones.
• Jogos de bolso: jogue Pong ou o T-Rex runner com botões ou um joystick.
• Display de previsão do tempo: mostre, com ícones, a previsão do tempo que você busca na internet com um ESP32.
• Display de sensor de estacionamento: mostre a distância medida por um HC-SR04 como um número e uma barra.
• Plotador de sinais: desenhe na tela os valores do analogRead como um gráfico que rola.
• Relógio de mesa: reúna em uma só tela a hora da internet, a data e o clima do dia.

Erros comuns e como resolvê-los

• A tela fica em branco: display.display() não é chamado, o endereço está errado (0x3D em vez de 0x3C), ou o SDA e o SCL estão trocados.
• "SSD1306 allocation failed": o Uno ficou sem RAM; o buffer de um display 128×64 ocupa 1 KB. Escreva textos com F(), passe arrays grandes para a PROGMEM ou use a biblioteca U8g2, que economiza RAM.
• A imagem sai embaralhada ou só pela metade: um display 128×32 foi declarado como 128×64 (ou o contrário); use o tamanho correto no código.
• A imagem está de cabeça para baixo: gire 180 graus com display.setRotation(2).
• Ligar o VCC e o GND invertidos: isso queima o display para sempre; leia as marcações dos pinos antes de ligar.
• Travamentos aleatórios: fios I2C longos e frouxos; use fios curtos e, se precisar, diminua a velocidade do I2C.

Um display OLED é o jeito mais barato de dar uma aparência profissional ao seu projeto. Se você só precisa mostrar números, um display de 7 segmentos é uma boa escolha, e para textos que precisam ser legíveis sob o sol, um LCD I2C. No app BlueGrays você encontra jogos de Pong e T-Rex com OLED, um display de previsão do tempo com ESP32, um sensor de estacionamento e um registrador de temperatura, com esquemas do circuito e código.