電子ペーパーNTP時計の作り方


電子ペーパーNTP時計実験セットで、NTP時計を作る方法のご紹介です。

電子ペーパーの実験セットは↓こちら↓で購入いただけます

以下のような手順でご説明します

  1. 組み立て(電子ペーパーと本体の接続)
  2. Arduino開発環境のセットアップ
  3. プログラムの書き込み
  4. 文字盤の変更方法

1.組み立て

電子ペーパーと本体基板との接続

コネクタの黒部分を引き出す

epdset02
コネクタの黒い部分を引き出します。黒い部分の両サイドに飛び出したところを爪で引っ掛ける感じで引き出すことができます。

フイルムコネクタを差し込む

epdset03
電子ペーパーのフィルムコネクタを、基板のコネクタに刺し込みます。この時、コネクタの黒い部分が閉まってしまうと、奥まで刺さらないので、黒い部分が引き出された状態で、フィルムコネクタを刺し込んでください。

コネクタの黒い部分を閉める

epdset04
基板のコネクタの黒い部分を、写真のようにしっかりと閉めます。これでフィルムコネクタが抜けなくなり、接続が完了します。

フィルムコネクタはとても弱く切れやすいので、動かすときには、よじれたり、ねじれたりしないよう注意してください。epdset05

USBをつなぐ

基板の右下にUSBケーブルを接続します。USBのもう片方のコネクタは、Arduinoがセットアップ終わるまではパソコンには繋がないでください。

Arduinoのセットアップ

こちらの記事を参考に、セットアップしてください。

NTP時計プログラムの準備

NTP時計プログラムのダウンロードと展開

NTP時計実験セットのプログラムを以下よりダウンロードして展開します。

kc_epdclock.zip

2019.6.6 更新:
esp8266ライブラリ ver2.5.2に対応
2019.3.21 更新:
機能追加:フルカラーまたはグレースケールのBMPはディザリングで表示するよう改善

展開してできたkc_epdclockフォルダをArduinoのフォルダの中に入れてください。

Macの場合は、[書類]->[Arduino]

Windowsの場合は、[Documentd]->[Arduino]

の中です。

データファイルのコピー

天気予報プログラムは、SDカードから天気マークの画像データやフォントデータを読み取って電子ペーパーに表示しています。付属のマイクロSDカードに、それらのファイルをコピーします。

コピーするファイルは、先ほど展開したフォルダの中にあります。

Macの場合は、[書類]->[Arduino]->[kc_epdforecast3]->[sd]

Windowsの場合は、[Documentd]->[Arduino]->[kc_epdforecast3]->[sd]

のフォルダの中を全部SDカードにコピーします。

sdフォルダの中身を全てコピーします。sdというフォルダをコピーするわけではないので注意してください。

 

プログラムをカスタマイズ

お客様のご利用環境に合わせて、プログラムをカスタマイズします。Arduino IDEでプログラムを開いてください。

[ファイル]->[開く]で、[Arduino]->[kc_epdclock]->[kc_epdclock.ino]

を開きます。

13行目から14行目までの2行が変更する場所になります。

  1. WIFI_SSID:ご自宅の無線LANのアクセスポイントの名前を入れてください。本機は2.4GHzの電波にしか対応していません。5GHzのアクセスポイントにはつながらないので注意してください。
  2. WIFI_PASSWORD:アクセスポイントのパスワードを入れてください。

プログラムの書き込み

ここまでで準備は完璧です。カスタマイズしたプログラムを書き込んで、動作の確認をします。

USBをつなぐ

電子ペーパー実験セットのボードとパソコンをUSBで接続してください。

[ツール]->[シリアルポート]で、追加されたポートを設定します。

シリアルモニタを起動

マイコンから現在の処理状況がシリアルポートを経由して、ログ情報として送信されています。その情報を受信するためにシリアルモニタを起動します。

[ツール]->[シリアルモニタ]で、モニタが表示されます。

シリアルモニタの通信速度を変更します。

右下のプルダウンメニューから「115200 bps」を選択します。

プログラムの書き込み

左上から2番目の矢印のアイコンをクリックします。

すると、プログラムがコンパイルされて自動的に書き込みます。

赤い点々がどんどん伸びて100%になると書き込み完了。自動的にマイコンが再起動してプログラムが動作を開始します。

動作の確認

正常に動作すると、電子ペーパーに天気予報が表示されます。

 

NTPサーバから取得した時刻を表示します。表示は1分毎に更新されます。

また、シリアルモニタに出力された処理状況から、動作が確認できます。

正常に終了すると、上記のようなログになります。

時刻が表示されない場合

無線LANに接続できませんでした

アクセスポイントの名前(SSID)かパスワードが間違っています。プログラムの13,14行目が正しいか確認してください。また、5GHzの無線LANにはつがらないので、2.4GHzのアクセスポイントを利用してください。

インターネットから時刻の取得ができませんでした

NTPサーバが応答しませんでした。時間をあけて、もう一度電源を入れてみてください。

白または黒

SDカードにフォントやアイコンファイルがありません。プログラムを展開した時にできたsdフォルダの中身を、そのままマイクロSDカードにコピーしてください。SDカードを開くと中身はこのようなファイル構成になっています。

文字盤のカスタマイズ

文字盤のフォントデータはBMPファイルとなっています。このファイルを書き換えることで、自由に文字盤を変更することができます。文字盤の画像データはSDカードのfontフォルダに入っています。

文字とファイル名

文字盤の数字とファイル名は以下のようになっています。

  • 0:0.bmp
  • 1:1.bmp
  • 2:2.bmp
  • 3:3.bmp
  • 4:4.bmp
  • 5:5.bmp
  • 6:6.bmp
  • 7:7.bmp
  • 8:8.bmp
  • 9:9.bmp
  • 「:」:colon.bmp

このファイルを書き換えることで、アイコンを変更できます。

文字盤ファイルの画像フォーマット

  • 数字の解像度:150 ピクセル x 300 ピクセル
  • コロン(:)の解像度:75 ピクセル x 300 ピクセル
  • 色数:2色(1bit) または フルカラー(24bit)
  • フォーマット:BMP

数字の文字が150×300ピクセル、コロンが75×300ピクセルのBMPファイルです。色数白黒の2色を推奨しますが、フルカラー(24ビット)のBMPでも白黒に変換して表示されます。

おつかれさまでした

多くの作業があって大変だったと思います。あとは素敵なフォトフレーム納めてください。

これで、いつでも素敵な文字盤で時間がわかるようになりました。

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