Rozšiřující deska pro Raspberry Pi

Návod

Připojení displeje

Tato funkce vycházela z článku o řízení displeje přes I2C.

Protože existuje mnoho různých displejů, které je možné k RasPi připojit mnoha různými způsoby, snažil jsem se na expanzní desce vytvořit velice univerzální připojovací interfejs.

Pro textový displej 16x2 znaky stačí propojit piny konektoru K20 na shodné piny displeje (tak, jak je to vidět na úvodní fotografii). 

Základem je polovina expanderu MCP23017. Šest bitů jeho portu "GPA" je vyvedeno na 16-pinový konektor.
Dalším bitem z tohoto expanderu je možné přes tranzistor ovládat podsvět displeje (v režimu zhasnout / rozsvítit). O podsvětu se podrobněji rozepíšu níže.
Poslední bit (GPA7) je nevyužitý (rezervní).

Na konektor je vyveden výstup z napěťového děliče (tvořeného trimrem PP1).
Hodnota odporu trimru není důležitá - může být třeba mezi 10k a 100k. 
Tento signál se u některých displejů používá na nastavení kontrastu.

Na 16-pinovém konektoru je dostupné i napájecí napětí +5V a GND.

Některé displeje jsou ovládané I²C sběrnicí, nebo jiným druhem sériové komunikace. Pro ten případ je možné na konektor přivést další čtyři libovolné signály pomocí propojek na kolíky P38, P39, P40 a P41.

Podsvět je zapojen přes univerzální spínací NPN tranzistor. Při testech jsem použil BC546A. Pozor na orientaci vývodů. Některé tranzistory mají vývody prohozené.
Na kolektoru tranzistoru je odpor R26, který omezuje proud do podsvětu. Některé displeje mají ten odpor už v sobě - v tom případě se místo odporu osadí propojka 0R. 

Odpor R29 mezi bází tranzistoru a GND se neosazuje a je použit jen pro případnou náhradu NPN tranzistoru FETem.

R28 omezuje proud do báze a jeho hodnota je řádově kiloohmy (při testech jsem používal 1k). Přesná hodnota se dá spočítat z proudového zesilovacího činitele použitého tranzistoru a z požadovaného proudu, který je třeba dodávat kolektorem do podsvětu.

Podsvět je možné řídit dvěma způsoby:

1) Jednoduché zhasnout / rozsvítit pomocí GPA6.
   V tom případě se osadí R27 zkratovací propojkou 0R.

2) PWM - plynulá změna jasu podsvětu
   V tom případě se R27 neosadí a přes kolík P35 se přivede na vstup tranzistoru signál z jednoho z kanálů obvodu PCA9685 

V případě, že by bylo potřeba do displeje přivést všech 8 datových bitů z expanderu, provede se to tak, že se neosadí odpor R27 (řízení podsvětu se pak provádí přes kolík P35). Tím se uvolní GPA6.
Pomocí propojek mezi kolíky P36-P38 a P37-P39 se pak i nezapojené GPA6 a GPA7 dostanou do konektoru displeje.
Na řídící signály pak zbydou kolíky P40 a P41.

Pokud by bylo potřeba přivést na konektor displeje ještě jeden nezávislý řídící signál, je možné využít kolík P42, na kterém je za normálních okolností +5V. Při nutnosti využití P42 se musí toto napětí odpojit. Nejjednodušším způsobem je provrtání jednoho připraveného prokovení v desce. Na osazovacím schématu je toto prokovení označeno žlutým kroužkem. Pak zůstane P42 připojený pouze na pin č. 15 na konektoru K20.

Osazovací schéma

Horní strana

Žlutým kroužkem je označeno prokovení, které je třeba provrtat při nutnosti využití P42 pro další nezávislý řídící signál.

Tranzistor T1 na fotografii je univerzální NPN tranzistor BC546A.
Jiné tranzistory mohou mít jinak zapojené vývody.

Spodní strana

Žlutým kroužkem je označeno prokovení, které je třeba provrtat při nutnosti využití P42 pro další nezávislý řídící signál.

Příklad použití