Подключение и программирование 2.9-дюймовых E-Paper дисплеев WeAct Studio (296x128/296x160) через интерфейс SPI

#include <GxEPD2_BW.h>
#include <GxEPD2_3C.h>
#include <Fonts/FreeMonoBold9pt7b.h>
#include <SPI.h> // Подключаем библиотеку для работы с SPI

// ============================================
// НАСТРОЙКА ПИНОВ ПОДКЛЮЧЕНИЯ (ЗАДАЙТЕ СВОИ!)
// ============================================
// Пример для ESP32-S3 Supermini[citation:1]
#define EPD_BUSY  43
#define EPD_CS    13
#define EPD_RST   11
#define EPD_DC    12
#define EPD_SCK   44  // SCK/CLK
#define EPD_MISO  -1  // Не используется (нет данных от дисплея)
#define EPD_MOSI  10  // SDA/DIN

// ============================================
// ВЫБОР КЛАССА ДИСПЛЕЯ
// ============================================
// Раскомментируйте ОДНУ строку, соответствующую вашему дисплею
// Для 296x128 (Black & White):
 GxEPD2_BW<GxEPD2_290_BS, GxEPD2_290_BS::HEIGHT> display(GxEPD2_290_BS(EPD_CS, EPD_DC, EPD_RST, EPD_BUSY));

// Для 296x160 (Black & White). Создаем экземпляр, явно указывая высоту 160:
// GxEPD2_BW<GxEPD2_290_T5, 160> display(GxEPD2_290_T5(EPD_CS, EPD_DC, EPD_RST, EPD_BUSY));

// Для 3-цветного дисплея (Black, White, Red)[citation:1]:
// GxEPD2_3C<GxEPD2_290_C90c, GxEPD2_290_C90c::HEIGHT> display(GxEPD2_290_C90c(EPD_CS, EPD_DC, EPD_RST, EPD_BUSY));

// Создаем отдельный объект для пользовательской шины SPI (например, HSPI)
SPIClass hspi(HSPI);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  delay(1000);
  Serial.println("Start E-Paper Demo");

  // ============================================
  // 1. КЛЮЧЕВАЯ НАСТРОЙКА ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО SPI
  // ============================================
  // Стандартные примеры GxEPD2 используют предустановленные пины SPI по умолчанию.
  // Для работы с пользовательскими пинами необходимо:
  // а) Инициализировать дисплей (он временно использует пины по умолчанию).
  // б) Остановить стандартную шину SPI.
  // в) Запустить новую шину SPI (hspi) на нужных нам пинах[citation:1][citation:4].
  display.init(115200, true, 2, false); // Инициализация с таймаутом 115200 мс, сбросом, длительностью импульса сброса 2 мс
  SPI.end(); // Останавливаем стандартный SPI

  // Запускаем шину HSPI на заданных пинах
  hspi.begin(EPD_SCK, EPD_MISO, EPD_MOSI, EPD_CS);
  // Явно сообщаем библиотеке GxEPD2 использовать наш объект hspi с заданными настройками
  display.epd2.selectSPI(hspi, SPISettings(4000000, MSBFIRST, SPI_MODE0)); // Частота 4 МГц, режим 0

  // ============================================
  // 2. ТЕСТОВЫЕ ОПЕРАЦИИ
  // ============================================
  testDisplay(); // Функция с тестами (см. ниже)

  // ============================================
  // 3. КРИТИЧЕСКИ ВАЖНЫЙ ЭТАП - ГИБЕРНАЦИЯ
  // ============================================
  // После завершения всех операций ОБЯЗАТЕЛЬНО переведите дисплей в спящий режим.
  // Это предотвращает повреждение экрана из-за длительного приложения высокого напряжения[citation:1][citation:2].
  display.hibernate(); // Предпочтительный метод (самый низкое потребление)
  // display.powerOff(); // Альтернатива

  Serial.println("Demo finished, display in hibernate mode.");
}

void loop() {
  // Пустой цикл. Все действия выполняются в setup.
}

void testDisplay() {
  // 1. Полная очистка экрана (белый фон)
  display.setFullWindow();
  display.fillScreen(GxEPD_WHITE);
  display.display();
  delay(2000);

  // 2. Рисование базовой графики
  display.fillScreen(GxEPD_WHITE);
  // Прямоугольник
  display.drawRect(10, 10, 50, 30, GxEPD_BLACK);
  // Закрашенный прямоугольник
  display.fillRect(70, 10, 50, 30, GxEPD_BLACK);
  // Текст
  display.setFont(&FreeMonoBold9pt7b);
  display.setTextColor(GxEPD_BLACK);
  display.setCursor(10, 80);
  display.println("Hello, E-Paper!");
  display.setCursor(10, 110);
  // Динамическое определение высоты экрана для универсальности скетча
  display.print("Height: ");
  display.print(display.height());
  display.print("px");

  display.display();
  delay(3000);

  // 3. Демонстрация частичного обновления (если поддерживается)
  if (display.epd2.hasPartialUpdate) {
    display.setPartialWindow(50, 50, 100, 50);
    display.fillScreen(GxEPD_WHITE);
    display.setCursor(55, 80);
    display.setFont();
    display.println("Partial");
    display.display();
    delay(2000);
  }
}

2.4 Особенности работы с E-Paper и важные предупреждения

1. Срок службы дисплея: Дисплей не должен оставаться под напряжением без дела. Всегда завершайте работу с помощью display.hibernate() или display.powerOff().

2. Частичное обновление: Не используйте частичное обновление постоянно. После нескольких частичных обновлений (обычно 5-10) необходимо выполнить полное обновление (display.setFullWindow()), иначе на экране могут появиться нестираемые артефакты.

3. Скорость обновления: Полное обновление занимает ~2-3 секунды. Избегайте слишком частых обновлений. Рекомендуемый минимальный интервал — 180 секунд.

4. Уровни напряжения: Все линии данных должны работать от 3.3В. Большинство современных плат дисплея имеют встроенные преобразователи уровня, но проверьте это.

Заключение и итоговая шпаргалка

Для успешного запуска 2.9-дюймового E-Paper дисплея WeAct Studio выполните следующие шаги:

1. Подключите все 8 проводов к ESP32, соблюдая распиновку.

2. Подавайте только 3.3V на контакт VCC.

3. Установите библиотеки GxEPD2 и Adafruit_GFX.

4. В коде задайте свои пины в секции #define и выберите правильный класс дисплея (например, GxEPD2_290_BS).

5. Обязательно настройте пользовательский SPI, используя последовательность init() -> SPI.end() -> hspi.begin(...) -> selectSPI(...).

6. Всегда завершайте работу дисплея командой display.hibernate().

7. Чередуйте полное и частичное обновление для сохранения качества изображения.

Следуя этому руководству, вы сможете реализовать стабильную и долговечную работу вашего E-Paper дисплея в проектах с минимальным энергопотреблением.

Если у вас возникнут проблемы с отображением, первым делом проверьте корректность настройки пользовательской шины SPI в коде и напряжение питания. Для дисплея 296x160 также убедитесь, что в коде правильно задана высота буфера (например, <GxEPD2_290_T5, 160>).