ユニバーサル基板に挑戦【ディスプレイボード製作編】

Raspberry Pi/電子工作
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こんにちは、あろっちです。

マイコンを使ってOLEDディスプレイやTFTディスプレイを題材に色々と試す機会が増えてきました。

本記事は、ユニバーサル基板を使って気軽にOLEDディスプレイやTFTディスプレイを使用する目的の回路基板を製作していきます。

LCD/OLED用基板の作成(参考サイト)

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ディスプレイボード製作

準備

道具

ミニルーター

カッター刃を取り付けしたところ

主にピンソケットのカットに使います。

ミニルーターを使わず、手動でカットする場合は、ホビーのこがオススメです。

オルファ ホビーのこ 167B

ワイヤーストリッパー

リード線の被覆むきやカットで使います。

ペンチ、ニッパー、メジャーを揃えておくとよいでしょう。
いずれもダイソーなど100均で入手できます。

材料

ユニバーサル基板(5cm×7cm)

リード線

今回の製作では一部AWG24のリード線やジュンフロン線を使っている箇所もありますが、基本的にはAWG28で配線します。

ジュンフロン線

はんだ

ピンソケット(ストレート)

ピンソケット(L型)

本記事では、1列40ピンのものを切断しながら使っていきます。

ピンヘッダー(L型)

本記事では、1列40ピンのものを切断して使います。

M2ナイロンスペーサー 6mm & M2六角ナット

基板の足として取り付けます。

ピンソケットの準備(I2C、SPI接続用)

ピンソケット(L型)を切断していきます。

I2Cディスプレイ用のピンソケットは5ピンです。
6番目のピンをペンチで抜いて、ここをミニルーターで切断します。

切断後はこんな感じになりました。

同様にSPIディスプレイ用(14ピン)のピンソケットを切り出しました。

ディスプレイ用のピンソケットはこの2つです。

Raspberry Pi Pico用ディスプレイ基板

見本

今回は、I2Cディスプレイ用配線までを実施します。

取り付ける部品の順序ですが、高さが低いものから取り付けていくというのが基本ということで、

ピンソケット(L型)
タクトスイッチ
Raspberry Pi Pico用のピンソケット(ストレート)

の順番で取り付けていくのがよいでしょう。

タクトスイッチに関しては、はんだ付け前でも基板にしっかりホールドするので、後から付けることもできます。

今回の製作では実際に後から取り付けました。

ピンソケットの位置を合わせます。

この状態で裏返し、ピンソケットの端のみをはんだで仮止めします。

右側の基板(ピンヘッダー側)は、ディスプレイ設置用基板です。

そのまま裏返すと左右両端が落ちてしまいますが、今回はスペーサー代わりに画像のように未使用のピンソケットを挟んで水平状態になるようにしてみました。

ピンヘッダーとピンソケットの端ピンをはんだで仮止めします。

ピンソケット側基板

ピンソケット(L型)を位置合わせした時点で仮止めします。

位置合わせしたピンヘッダー側基板

Raspberry Pi Pico用のピンソケットを取り付け

ピンソケットは片側20ピンです。今回は42ピンのピンソケットを20ピンに切断したものを使っています。

ピンソケットの位置をより確実にするには、Raspberry Pi Picoを実際に差し込んで固定するとよいでしょう。

I2C用の配線はこんな感じです。

赤リード線を3.3V、黒リード線をGNDに配線しています。

青リード線がI2Cの配線です。
GPIOとの対応は以下の通りです。

SCLGPIO21
SDAGPIO20
※RP2040 I2C0

Raspberry Pi Picoはリセットボタンがないので、リセットボタン(タクトスイッチ)を追加します。

黄色リード線でリセットボタンを配線しました。

表示テスト

0.96インチ I2C OLEDディスプレイを取り付け表示テストしてみました。

このようにうまくいきました。いいですね。

ディスプレイ設置用基板

見本

ディスプレイ設置用基板を製作していきます。

I2Cディスプレイ用ピンソケットの設置編

5ピン×1、4ピン×2のピンソケットを作ります。
カットする箇所のピンは抜いておきます。

ピンを抜いた箇所をミニルーターでカットしました。
カット作業中は画像のように結構粉が飛散します。

飛散物ガードのためにゴーグルやマスクをして作業していますが、以下のようにブロックにプラスチック板をのせ、プラスチック板の下で作業することで大元からなるべく飛散物を防止する工夫をしていたりします。

ブロックとプラスチック板(硬質カードケースB5)はダイソーで購入

基板にピンソケットを設置したところ

左から5ピン、4ピン、4ピンのピンソケットを配置

手前から見るとこんな感じになっています。

今回は、5ピン(左のピンソケット)の箇所のみ配線しました。
GNDとVCCの配線には手持ちのジュンフロン線を使ってみました。
他の配線はAWG28のリード線を使っています。

表示テスト

前回製作したRaspberry Pi Picoの基板に今回製作したディスプレイ設置用基板をドッキングし、0.96インチ I2C OLEDディスプレイを取り付け表示テストしてみました。

このように表示できました!

制御IC SSD1309の1.54インチ I2C OLEDディスプレイを入手したのでこちらもテストしてみました。
スケッチは0.96インチのものと同じです。

無事表示されました。うーん、大きくて見やすい!お気に入りディスプレイがまたもや増えました。

ちなみにAliExpressにて調達。4ピンのものがI2Cになります。

ディスプレイモジュールに液晶保護フィルムを貼る

ディスプレイモジュールは購入時、緑などタグ付きの保護フィルムが貼られていて、そのまま使うことが多いのですが、使用しているうちに剥がれてしまうことがあります。

そこで、保護フィルムを綺麗にしたいディスプレイを対象に保護フィルム貼りを実践してみました。

材料&道具

今回すべて100均で揃えました。

保護フィルム

コスパの面からフリーカットができる大きめなA4サイズを選びました。これを画面サイズに合わせてカットし、貼り付けていきます。

カッターと定規

定規は後ろが金属になってるタイプです。カッター刃を金属面に沿わせられるのがメリットですね。

カッターマット

クリーニングクロス

エヴァ初号機デザインのクリーニングクロスですが、たまたまセリアで発見し、一目で気に入って購入したものです。
保護フィルムを貼る前の画面や貼り付けた後の保護フィルムの表面のクリーニングに使用します。
使い心地は想像以上に良好、綺麗になります。

養生テープ

主に仮止めなどで使うテープですが、保護フィルム貼り付け前の画面のホコリ取りなどでも使えるので便利です。

実践

まずは、本記事の最初のI2C表示テストで使った0.96インチのOLEDディスプレイで実践

画面サイズを定規で採寸して、保護フィルムをカット。
ちなみに画面サイズは、(W)25mm×(H)17mmでした。

貼り付けてみました。

右側がホコリが目立ちますね。あと、保護シートが画面寸法より大きめになってしまっていますね。
知人に保護シートの寸法のコツに関して聞いたところ、画面全体を保護しようと意識して大きめにカットするよりも、画面サイズより気持ち小さめにカットした方が側面が剥がれにくくなり、またフィット感がでるそうです。

今回、このディスプレイに関しては画面保護することを目的ということで割り切り、これでよしとしました。

次は、こちら。

カラーOLEDディスプレイ 0.95インチ

最初に貼り付けられていた保護シートが一度剥がれてしまい、再度貼りなおした時にホコリや気泡が入った状態になっていました。

今回は採寸せずに上手く画面サイズ通りの保護シートがカットできるか試しということで、最初に貼り付けられていた保護シートを剥がして、それを直接カット用の保護シートに貼り付けてカッターでカットしてみました。

カットしたフィルム

結構ホコリがついていますが、クリーニングクロスで拭けば綺麗になります。

貼り付け後はこんな感じです。

保護フィルムのサイズは大きめになってしまいましたが、綺麗に貼れたほうなのではないでしょうか。
フィルム貼り付け前の画面は、しっかりクロスでクリーニングし、さらに養生テープでのホコリとりを実施しました。

最後はこちら

ILI9486 4.0インチディスプレイ

個人的にお気に入りのディスプレイですが、最初の保護フィルムがボロボロの状態。

保護フィルムカットの様子や手順は大体同じなので割愛します。

貼り付け後はこちら

なかなか綺麗に仕上がりました。嬉しいですね。
これからまた気持ちよく使用できそうです。

まとめ

本記事は、製作、動作した時点のものを追記していく予定です。

LCD/OLED用基板の作成(参考サイト)

この記事を書いた人
あろっち

元ITエンジニア
エンジニア時代は大手企業などでSE・プログラマを経験してきました。

当ブログでは、経験や日々の暮らしの中で、興味があること、役に立ちそうなこと、気になったことを発信していきます。

IT関係(技術的な内容もあります) / スマホ・PC / ガジェット / 生活に役立ちそうなこと ... etc

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