Comment afficher du texte, image et animation sur un écran OLED SSD1306 I2C 128×64 0.96″avec un Arduino

ecran oled ssd1306 display blanc

Dans ce tutoriel, nous allons apprendre comment câbler et afficher du texte, des images et faire de petites animations sur un mini écran OLED monochrome SSD1306 0.96” avec  un Arduino. Cet écran piloté par un micro-contrôleur SSD1306 utilise le bus I2C pourra communiquer avec un Arduino, un ESP8266 et même un mini-PC (Raspberry Pi, Orange Pi…). Cet écran de 0,96” est capable d’afficher 128×64 pixels.Vous pouvez trouver cet écran OLED chez Adafruit ou Sparkfun par exemple. On le trouve également pour moins de 3€ chez de nombreux fabricants asiatiques. Ces écrans sont de bonne qualité. Adafruit et Sparkfun ont développés des librairies qui permettent d’afficher très facilement du texte, des images et mêmes de faire des animations à base de formes géométriques très simplement.

Câblage de l’écran OLED I2C SSD1306 128x64p 0.96″ sur Arduino

L’utilisation de l’interface I2C permet de réduire très fortement le câblage de cet écran OLED. Cet écran n’étant pas disponible dans la librairie d’Adafruit, je l’ai remplacé par son cousin plus petit, 128 x 32 pixels. L’écran est alimenté en 3.3V, il utilise le même micro-contrôleur SSD1306.

Si vous disposez d’un Arduino Uno, relié le Pin A4 sur le Pin SDA (Serial DAta) de l’écran et le port A5 sur le Pin SCL (Serial CLock). Certaines cartes disposent directement des Pins dédiés SDA/SCL. Sinon, voici un petit tableau qui récapitule les connecteurs SDA et SCL pour différentes cartes Arduino courantes (d’après cet article).

Carte SDA SCL
arduino uno r3 Arduino Uno A4 A5
arduino-mega-2560-sainsmart Arduino Mega 20

Marqué SDA

21

Marqué SCL

arduino leonardo Arduino Leonardo D2 D3

 

ecran oled i2c ssd1306 arduino

Matériel nécessaire

Pour réaliser le montage de ce projet vous aurez besoin du matériel suivant (liens commerciaux) :

arduino uno r3 Arduino Uno R3
ecran oled ssd1306 display blanc Ecran OLED I2C 0.96” monochrome (SSD1306)
jumper dupont Jumper Dupont

Pour ce tutoriel, nous allons utiliser un écran de 0,96” permettant d’afficher 128×64 pixels mais il existe d’autres résolutions et d’autres tailles disponibles. En voici quelques unes.

oled ssd1306 128x32 pixels monchrome arduino 128×32 pixels monochrome 0.91”
ecran display oled monochrome ssd1306 1.3 inch arduino 128×64 pixels monochrome 1,3”

N’oubliez pas de vérifier que la résolution est supportée par la librairie. Par exemple, la librairie Adafruit supporte les écrans de 128×64 ou 128×32 pixels.

Enfin, il existe principalement trois couleurs d’affichage.​

ecran oled ssd1306 display blanc Blanc
  Bleu
Jaune (le haut de l’écran) et bleu
Attention, ce n’est pas un écran de couleur. Tout le texte (ou l’image) sera de couleur bleue.

Comment trouver l’adresse de l’écran SSD1306 sur le bus I2C ?

Avant de pouvoir utiliser l’écran OLED SSD1306, il va falloir configurer le port sur lequel celui-ci ce trouve sur le bus I2C. Pour cela, Nick Gammon’s a développé un petit programme Arduino pour trouver le port I2C sur lequel est branché l’écran OLED. Le programme scrute en boucle et recherche les appareils I2C connectés au port série toutes les 5 secondes mais on peut ajuster le délai de rafraichissement en ajustant le délai en fin de boucle.

Rappel : comment installer une librairie sur l’IDE Arduino ?

Pour ceux qui découvrent l’IDE Arduino, vous aurez besoin d’ajouter des librairies pour faire fonctionner l’écran OLED. Certaines librairies sont directement disponibles depuis le gestionnaire de librairies. C’est le cas par exemple de la librairie Adafruit pour le SSD1306. Dans le menu croquis, aller dans Inclure une bibliothèque puis Gérer les bibliothèques.

D’autres bibliothèques sont disponibles sur GitHub. C’est par exemple le cas de la bibliothèque (library en anglais) de Sparkfun. Dans ce cas, commencez par télécharger la librairie mais ne compressez pas le Zip. Ensuite, allez dans Croquis -> Inclure une librairie -> Ajouter la bibliothèque .ZIP et choisissez le zip de la librairie à importer.

ide arduino importer librairie

Vous pouvez maintenant aller dans Fichier -> Exemples pour découvrir les exemples proposés dans la librairie.

ide arduino exemple librairie

Pour utiliser une librairie dans vos projets, déclarez la en début de projet, par exemple

Test des librairies Adafruit et Sparkfun pour piloter un écran OLED SSD1306

Pour gérer l’affichage sur votre écran OLED, il y a plusieurs librairies Open Source à notre disposition. Pour cet article, je vais vous présenter les deux principales. La librairie développée par Adafruit et celle de Sparkfun.

Librairies Adafruit_GFX et Adafruit_SSD1306

Adafruit a développé une librairie très puissante qui va nous permettre de gérer l’affichage de notre mini écran mais aussi de tracer plein de chose très facilement grâce à la librairie dédiée, GFX Library. Vous pouvez récupérer la librairie Adafruit SSD1306 sur le github https://github.com/adafruit/Adafruit_SSD1306 et la librairie GFX ici https://github.com/adafruit/Adafruit-GFX-Library/archive/master.zip.

Attention. Il est nécessaire d’inclure les 2 librairies dans votre projet. Pour gagner quelques précieux octets, vous pouvez utiliser la librairie Micro_OLED de Sparkfun décrite dans le prochain paragraphe.

Liste des fonctions de la librairie disponibles

Fonctions de la librairie Adafruit_SSD1306
Adafruit_SSD1306 display(OLED_RESET) initialise l’objet display(Pin pour le reset)
display() Actualise l’affichage
clearDisplay() Efface l’écran et le buffer
invertDisplay(bool) inverse l’affichage (true ou false)
Fonctions Adafruit_GFX
drawPixel(uint16_t x, uint16_t y, uint16_t color) Dessine un pixel en X,Y de la couleur color
drawLine(uint16_t x0, uint16_t y0, uint16_t x1, uint16_t y1, uint16_t color) Dessine une ligne de X1,Y1 à x2,Y2 de la couleur color
drawFastVLine(uint16_t x0, uint16_t y0, uint16_t length, uint16_t color)

drawFastHLine(uin86_t x0, uin86_t y0, uint8_t length, uint16_t color);

Tracé optimisé de lignes horizontales et verticales
drawRect(uint16_t x0, uint16_t y0, uint16_t w, uint16_t h, uint16_t color)

fillRect(uint16_t x0, uint16_t y0, uint16_t w, uint16_t h, uint16_t color)

Dessine un rectangle depuis X,Y de largeur w et hauteur h

idem mais plein

drawCircle(uint16_t x0, uint16_t y0, uint16_t r, uint16_t color)

fillCircle(uint16_t x0, uint16_t y0, uint16_t r, uint16_t color)

Dessine un cercle de centre X,Y et de rayon r

idem mais le cercle est plein

drawRoundRect(uint16_t x0, uint16_t y0, uint16_t w, uint16_t h, uint16_t radius, uint16_t color)

fillRoundRect(uint16_t x0, uint16_t y0, uint16_t w, uint16_t h, uint16_t radius, uint16_t color)

 Idem rectangle mais avec un arrondi de rayon raduis aux angles
drawTriangle(uint16_t x0, uint16_t y0, uint16_t x1, uint16_t y1, uint16_t x2, uint16_t y2, uint16_t color)

fillTriangle(uint16_t x0, uint16_t y0, uint16_t x1, uint16_t y1, uint16_t x2, uint16_t y2, uint16_t color)

Dessine un triangle en spécifiant les coordonnées de chaque sommets (x0,y1), (x2,y2), (x3,y3)
drawChar(uint16_t x, uint16_t y, char c, uint16_t color, uint16_t bg, uint8_t size) Dessine un caractère en x,y
drawBitmap(int16_t x, int16_t y, uint8_t *bitmap, int16_t w, int16_t h, uint16_t color)  Affiche un bitmap en x,y de largeur w et hauteur t
fillScreen(uint16_t color);  Colorie entièrement l’écran dans la couleur spécifiée
setRotation(uint8_t rotation)  Rotation de l’affichage : 0 -> 0°, 1 -> 90°, 2 -> 180°, 3 -> 270°

Le paramètre color permettant de définir la couleur d’affichage uniquement sur les écrans couleur est disponible dans toutes les fonctions graphiques de la librairie GFX. Pour plus d’informations, vous pouvez consulter ce document de formation en anglais.

La librairie Adafruit_GFX est utilisée par d’autres librairies dédiées à chaque (microcontroleur) écran.

Afficher du texte

L’affichage d’un texte demande un peu plus de travail. Il est nécessaire de modifier les paramètres d’affichage paramètre par paramètre. Voici un petit exemple pour afficher Hello Word en 0,0:

Par contre, vous pouvez oublier les accents, ils ne sont pas gérés dans les Fonts disponibles.

Librairie Micro_OLED de Sparkfun (compatible SSD1306)

La seconde librairie à notre disposition est celle développée par Sparkfun. Elle est disponible sur le github de Sparkfun. Elle est plus compacte que celle d’Adafruit mais en contrepartie elle offre (un peu) moins de fonctions de tracé. Cette librairie peut fonctionner aussi bien sur I2C qu’en SPI avec votre SSD1306.  Vous pouvez tester l’un ou l’autre directement en ajustant vos paramètres dans le code d’essai ci-dessous. La librairie Sparkfun est livrée avec 4 exemples :

  • Hello
  • Clock : affiche une montre qui actualise la petite aiguille à chaque seconde
  • Cube : dessine un cube 3D en rotation
  • Demo : une démo qui passe en revue toutes les possibilités de la librairie
  • DrawBitmap : Affiche un bitmap

Comment préparer et afficher des images Bitmaps

Vous voudrez très certainement afficher plus qu’un simple texte sur votre petit écran. Voici deux solutions pour convertir vos Bitmaps en chaine Hexa.

Après avoir passé beaucoup de temps à chercher les bons réglages, je vous conseil de prendre une taille d’image dans un multiple de 2 (du moins avec la librairie Adafruit_GFX).

LCD Assistant

LCD Assistant est un petit utilitaire bien pratique qui va vous permettre de convertir d’importe quel image au format Bitmap en un tableau de caractères pouvant être affiché sur votre mini écran OLED. LCD Assistant est recommandé par Sparkfun mais vous en trouverez d’autres sur internet avec les mots clés “convert bitmap to graphic lcd”.

Pour commencer vous devez disposer d’une image au format Bitmap. Après quelques tests, je vous conseil de redimensionner votre image pour quelle soit compatible avec l’écran cible. LCD Assistant est un programme bien pratique mais déjà ancien, il ne faut pas trop lui en demander et corriger à la main les petits défauts. J’ai pris pour cet exemple le logo de Projets DIY que j’ai redimensionné en 64 x 64 pixels (le logo est carré). Exportez l’image au format BMP monochrome. Si votre image dépasse la résolution demandée, elle sera tronquée et seule la partie en haut à gauche de l’image importée sera générée. J’ai obtenu le meilleur résultat en prenant la taille inférieure de 48×48 pixels.

Ouvrez l’image dans LCD Assistant en laissant 8 pixels/byte, orientation verticale pour Byte Orientation. Exportez le tableau via File -> Save Output. Donnez d’importe quel nom avec une extension .txt par exemple pour pouvoir ouvrir facilement le fichier avec un petit éditeur de texte. Vous obtiendrez une variable contenant votre image convertie. La conversion n’est pas toujours parfaite, bien souvent (toujours !!) vous devrez supprimer la première ligne du tableau [0x40, 0x00, 0x40, 0x00,] (attention de ne pas oublier la virgule).

Affichage d’un bitmap à l’aide de la librairie Sparkfun

On commence par nettoyer l’écran

En imaginant que votre écran OLED soit déclaré avec l’objet oled, il suffit d’appeler la fonction drawBitmap en lui passant en paramètre la variable contenant l’image à afficher.

Maintenant on actualise l’écran. C’est tout

Affichage d’un bitmap avec la librairie Adafruit_GFX

La librairie Adafruit_GFX utilise une variable PROGMEM pour stocker l’image. La variable suivante a été générée à l’aide d’image2cpp présenté au prochain paragraphe

Les commandes sont très similaires à celles de Sparkfun. On commence par nettoyer l’écran

La commande drawBitmap nécessite les paramètres suivants : position x, position y, variable contenant le bitmap, largeur, hauteur, couleur. Pour mes tests, j’ai un écran de 128×32 pixels. Pour obtenir un logo carré, j’ai étendu l’image en doublant le nombre de pixels de x (64×32).

On actualise l’affichage

mini oled affiche display bitmap sparkfun library

 

Convertir une image bitmap en ligne avec Image2CPP

image2cpp est un outil de conversion de bitmap en chaine hexa pour afficheur LCD disponible en ligne à cette adresse http://javl.github.io/image2cpp/. image2cpp est beaucoup plus récent que LCD Assistant. image2cpp est aussi beaucoup plus puissant. Il vous permettra :

  • De choisir une taille de génération différente du fichier image
  • De choisir le mode de mise à l’échelle
  • D’ajuster le niveau de gris de seuillage (Brightness threshold) entre le noir et le blanc si vos choisissez une image en couleur ou en niveau de gris.
  • De re-centrer l’image verticalement et/ou horizontalement.
  • D’inverser les couleurs
  • D’ajouter du code Arduino qui définit la variable qu’il ne restera plus qu’à renommer après l’avoir collé dans votre code.

Un autre fonction très pratique et la possibilité de visualiser l’image qui sera produite par l’écran OLED en collant la chaine Hexa dans la zone “Paste byte array”. Par contre pour que cela fonctionne correctement, rechargez la page si vous aviez fait une conversion d’image avant.

image2cpp convert image to lcd oled display adafruit_gfx

Si vous avez un petit projet à réaliser et que vos trouvez que la programmation Arduino  demande trop d’effort, le firmware ESP Easy permet d’afficher très simplement des informations sur un mini écran OLED. Il n’est pas possible d’afficher des images ou faire des animations, mais c’est suffisant pour débuter.

esp easy ssd1306 oled display bmp180

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  • Guigui KARTMAN

    bonsoir, je suis en train de découvrir l’utilisation des petits écran oled, le premier programme fonctionne bien par contre le deuxième programme avec la Librairie Micro_OLED de Sparkfun (compatible SSD1306) ne fonctionne pas, ça affiche rien sur l’écran

    • Bonjour Guigui. J’ai testé les deux pour cet article mais j’ai trouvé que la librairie d’Adafruit est beaucoup plus intuitive et puissante que celle de Sparkfun. Par contre, faut pas hésiter à faire un reset après avoir téléversé. Je n’ai pas d’explications (probablement le reset du bus i2c qui est mal fait?), mais j’ai aussi des problèmes similaires avec le shield Motor. Un Reset, et ça repart. A très bientôt

      • Guigui KARTMAN

        J’ai re-testé et re-testé, je comprend pas ça fonctionne toujours pas :/

        • Guigui KARTMAN

          c’est bon j’ai réussi, j’avais pas vu que dans le code il fallait la ligne SPI déclaration en I2C déclaration, par contre la librairie de Spartfun n’utilise que 64×48 pixels, est-ce que on peut utiliser la totalité de mon écran qui est de 128×64 pixels avec cette librairie ??

    • Tigerb

      Bonjour,

      Pareil pour moi , avec la library sparkfun , sa affiche rien.

  • Thomas Lamy

    Bonjour ! Concernant la library de sparkfun qui est plus légère (pour arduino nano), comment faut il déclarer l’écran ? Je n’ai que SDA et SCL sur le mien, pas de PIN_reset ou DC_jumper ? merci d’avance !

    • Bonjour Thomas. De mémoire, on peut assigner n’importe quelle broche de l’Arduino. J’ai rapidement opté pour la librairie Adafruit plus puissante et plus simple à mettre en oeuvre. A très bientot

  • jultur

    Bonjour j’aimerai mettre une nouvelle police qui n’est pas comprise dans GFX sur mon écran OLED mais je ne comprends pas trop bien comment faire. L’avez déjà fait ? Si oui comment procéder ?