Display eInk SSD1683 con GxEPD e ESP32 (e HMI CrowPanel 4,2″): nozioni di base e configurazione

Renzo Mischianti

27 minuti fa

Display eInk SSD1683 con GxEPD e ESP32 (e HMI CrowPanel 4,2"): nozioni di base e configurazione

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I display ePaper (o eInk) sono una tecnologia affascinante che permette un consumo di potenza ultra-basso e un’eccellente leggibilità in piena luce solare. In questo articolo esploreremo come utilizzare i display ePaper basati sul controller SSD1683, ampiamente adottato nei pannelli monocromatici da 4,2″, e approfondiremo il CrowPanel ESP32-S3 4.2” E-paper HMI Display, una potente soluzione tutto-in-uno.

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Introduzione ai display ePaper SSD1683

L’SSD1683 è un controller progettato per pannelli ePaper. Supporta una risoluzione fino a 400×300 pixel ed è ideale per display monocromatici da 4,2″. Questo tipo di schermo è spesso utilizzato in applicazioni a basso consumo, come stazioni meteo, smart tag e etichette per scaffali.

Parametri di base del display

Dimensione prodotto: 4,2 pollici
Risoluzione: 400×300
PPI: 119,05
Colore: Bianco e Nero
Circuito driver: SSD1683
Interfaccia: SPI
Tensione di funzionamento: 3,3 V
Temperatura di funzionamento: 0–50 ℃

Caratteristiche principali del display

Caratteristica del display: display bistabile (mantiene il contenuto corrente dopo un’interruzione di corrente)
Modalità di visualizzazione: riflessione pura
Angolo di visualizzazione: ampio angolo superiore a 170 gradi
Trattamento superficiale: rivestimento rigido per effetti antiriflesso
Risparmio energetico: nessun consumo quando non si aggiorna lo schermo
Protezione degli occhi: nessuna emissione di luce blu, zero radiazioni

Collegamento dell’SSD1683 a un ESP32/ESP8266

Per interfacciare un display eInk SSD1683 generico con il tuo ESP32 o ESP8266, è necessario collegare quanto segue:

Pin SSD1683	Descrizione	Esempio su ESP32
VCC	Alimentazione	3,3 V
GND	Massa	GND
SDA	MOSI	GPIO 23
SDL	SCK	GPIO 18
CS	Selezione chip	GPIO 5
DC	Dati/Comando	GPIO 17
RST	Reset	GPIO 16
BUSY	Occupato	GPIO 4

Nota: verificare sempre i requisiti di tensione e il pinout del modulo display specifico.

Here to buy e-ink display (my choice) CrowPanel ESP32 4.2” E-paper HMI Display - CrowPanel ESP32 4.2” E-paper HMI Display from ALiexpress - WeAct 4.2" Epaper Module SSD1683

Installazione e utilizzo della libreria GxEPD

Utilizzeremo la popolare libreria GxEPD, che supporta molti controller ePaper, incluso l’SSD1683.

Installazione di GxEPD:

Apri l’IDE Arduino
Vai al Gestore delle librerie (Sketch > Include Library > Manage Libraries…)
Cerca e installa GxEPD

Esempio base per SSD1683:

/*
  Generic 4.2" SSD1683 ePaper Display Demo
  Author: Renzo Mischianti
  Website: https://mischianti.org

  Description:
  This sketch demonstrates how to initialize and display
  text on a generic 4.2" ePaper display with SSD1683 controller
  using the GxEPD2 library and an ESP32.
*/

#include <GxEPD2_BW.h>
#include <Arduino.h>

// ==============================
// Pin definitions (adjust as needed)
// ==============================
#define EPD_CS    5   // Chip Select
#define EPD_DC    17  // Data/Command
#define EPD_RST   16  // Reset
#define EPD_BUSY  4   // Busy

// =================================
// E-paper power & control pin defs
// =================================
//#define EPD_PWR        7   // Power‐enable pin: HIGH = display powered on, LOW = off
//#define EPD_BUSY       48  // BUSY pin from panel: HIGH = busy drawing, LOW = ready
//#define EPD_RST        47  // RST (Reset) pin: pulse LOW to reset the panel
//#define EPD_DC         46  // D/C (Data/Command) pin: LOW = command, HIGH = data
//#define EPD_CS         45  // CS (Chip Select) pin for SPI transactions


// ==============================
// Instantiate the e-paper object
// ==============================
// Using SSD1683 4.2" display, 400x300px resolution
GxEPD2_BW<GxEPD2_420_GYE042A87, GxEPD2_420_GYE042A87::HEIGHT> display(GxEPD2_420_GYE042A87(EPD_CS, EPD_DC, EPD_RST, EPD_BUSY));

// ==============================
// Power control function (optional) Only for CrowPanel
// ==============================
#ifdef EPD_PWR
	void epdPower(int state) {
	  pinMode(EPD_PWR, OUTPUT);
	  digitalWrite(EPD_PWR, state);
	}
}
#endif

// ==============================
// Display initialization
// ==============================
void epdInit() {
  display.init(115200, true, 50, false);  // SPI speed, reset, pulse ms, skip init
  display.setRotation(0);                 // 0 = portrait; adjust if needed
  display.setTextColor(GxEPD_BLACK);      // Draw in black
  display.setTextSize(2);                 // Font scaling
  display.setFullWindow();                // Full buffer mode
}

void setup() {
  // Enable power rail if used
#ifdef EPD_PWR
  epdPower(HIGH);
#endif

  epdInit();

  display.fillScreen(GxEPD_WHITE);              // Clear display
  display.drawRect(0, 0, 400, 300, GxEPD_BLACK); // Draw border
  display.setCursor(40, 130);                   // Set cursor
  display.print("Hello from mischianti.org!");  // Print message
  display.display();                            // Refresh screen
  display.hibernate();                          // Sleep mode
#ifdef EPD_PWR
  epdPower(LOW);                                // Cut power (optional)
#endif
}

void loop() {
  // Nothing here — everything runs once in setup()
}

Ecco il risultato

Comprendere il comportamento di aggiornamento

Gli schermi eInk non funzionano come i TFT. È necessario chiamare display.display() per aggiornare effettivamente lo schermo. Inoltre, gli aggiornamenti parziali sono complessi e più lenti dei ridisegni TFT, ma consumano molta meno energia e non richiedono retroilluminazione.

Avanzato: aggiornamento parziale

GxEPD consente l’aggiornamento parziale su alcuni display. Per evitare ghosting e lampeggiamenti, chiamare display.refresh(true); per un aggiornamento completo e pulito di tanto in tanto.

In primo piano: CrowPanel ESP32-S3 4.2” E-paper HMI Display

Il CrowPanel ESP32-S3 4.2” è una potente soluzione integrata che combina:

Display eInk 4.2″ 400×300 SSD1683
MCU ESP32-S3 (con USB e PSRAM)
USB-C per programmazione e alimentazione
Pulsanti touch (capacitivo)
Breakout IO (header e JST)
Slot MicroSD
RTC, buzzer e altro

Riferimento pinout:

Consulta il mio articolo completo: CrowPanel ESP32-S3 4.2” HMI – Pinout e Scheda Tecnica

È possibile utilizzare la stessa libreria GxEPD con i seguenti pin predefiniti:

Funzione	Pin
CS	45
DC	46
RST	47
BUSY	48
PWR	7

// =================================
// E-paper power & control pin defs
// =================================
#define PWR        7   // Power‐enable pin: HIGH = display powered on, LOW = off
#define BUSY       48  // BUSY pin from panel: HIGH = busy drawing, LOW = ready
#define RST        47  // RST (Reset) pin: pulse LOW to reset the panel
#define DC         46  // D/C (Data/Command) pin: LOW = command, HIGH = data
#define CS         45  // CS (Chip Select) pin for SPI transactions

// ==============================
// Instantiate the e-paper object
// ==============================
// Using SSD1683 4.2" display, 400x300px resolution
GxEPD2_BW<GxEPD2_420_GYE042A87, GxEPD2_420_GYE042A87::HEIGHT> display(GxEPD2_420_GYE042A87(EPD_CS, EPD_DC, EPD_RST, EPD_BUSY));

Consiglio: il CrowPanel è ideale per creare GUI sofisticate a basso consumo con menu touch personalizzati o dashboard IoT.

Considerazioni sull’alimentazione

Il CrowPanel può essere alimentato tramite USB-C o batteria. Grazie al display ePaper, puoi mantenerlo in deep sleep la maggior parte del tempo e risvegliarlo periodicamente per aggiornare i contenuti — ideale per stazioni meteo, orologi e pannelli di stato a batteria.

Grazie

Con i fondamenti di cablaggio, configurazione SPI e aggiornamenti dello schermo ormai acquisiti, sei pronto a portare i tuoi progetti eInk oltre. Nei prossimi articoli approfondiremo la grafica avanzata: imparerai come caricare e rendere font personalizzati, disegnare forme vettoriali e visualizzare immagini sul tuo pannello SSD1683. Infine, nel nostro ultimo capitolo combineremo tutto ciò che hai appreso per costruire una semplice stazione meteo — completa di dati live su temperatura, umidità e previsioni — direttamente sul tuo CrowPanel HMI da 4,2″. Resta sintonizzato!

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