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ESP32で電子ペーパー名札をつくってみた

みなさん、こんにちは。
ソフトウェア設計ユニットの中野と申します。よろしくお願いいたします。
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いきなりですが、みなさんの会社では出社、退社の表示どうされていますか?弊社では、出社、退社のたびにホワイトボードの名札をひっくり返しています。

ホワイトボードを見れば、課員の出社状態がわかるので便利ですが、ひっくり返すのは面倒ですよね。というわけで、今回はホワイトボードまでいかなくとも名札をひっくり返せるシステムを作りたいと思います!

普段の業務では、IoT組み込み機器をSTM32やRL78、LPCなんかを使って作っているのですが、今回はESP32を使っていきます。ESP32はArduinoで開発できるので、ライブラリもたくさんあり、サクッと出来てしまいます。

名札の表示部分は電子ペーパーを使っていきます。赤と黒と白、3色表示できる2.13インチの電子ペーパーを使います。もちろんArduinoでライブラリがあるので、SPIの設定をするだけで、簡単に文字を表示出来ちゃったりします。

 

■ESP32とは

Wi-FiとBluetoothを内蔵するマイコンで、上海に本社を置く無線チップメーカーEspressif Systemsが製造を行っています。

CPUはXtensaデュアルコア32ビットLX6マイクロプロセッサで、Wi-Fi、Bluetooth以外に、12ビットのADC、8ビットのDAC、SPI、UART、I2C、I2S、PWM、Ethernet等のインタフェースを内蔵しています。

 

■電子ペーパーとは

電子ペーパーはいろいろな方式がありますが、基本的には電圧を加えて、表示を行い、電源を切っても表示が保持されるという特徴があります。

歴史は1960年代後半から始まり、1970年代には松下電器の電気泳動方式の商用化開始や、米国Xerox社のPalo Alto研究所でのGyricon電子ペーパーの開発が行われました。1990年代後半から米国E Ink社により電気泳動方式の本格的な商用化が進み、最近は、電子書籍のリーダーとして目にすることも多くなりました。

 

今回は、赤黒白の3色表示ができるマイクロカップ方式の電子ペーパーを使います。

 

それでは実際に作っていきましょう。

 

■ハードウェアの準備

マイコンボード:ESP32-DevKitC
電子ペーパー:2.13inch e-Paper HAT
開発環境:Arduino IDE ※ESP32のボードマネージャ インストール済

今回は、ラズパイ用の電子ペーパーを使いますが、ラズパイにつなぐインタフェースはいらないので、外します。外せたら、ESP32の電源とSPIを電子ペーパーにつなぎます。

 

 

いい感じにできました。

 

ソフトウェアの書き込み

それでは、プログラムを書き込んで、動かしてみましょう。プログラムはサクッと仕込んでおきました。PCのブラウザから名札がひっくり返せるようにプログラムしています。

書き込みが終わると・・・。

 

 

上手く動いているようです。

 

 

指定のIPアドレスにブラウザからアクセスしてみます。

 

 

クリックBeginしてみたいとおもいます。

 

 

おお!うまく出社できました!
出社できたので、Finishのほうをクリックしてみます。

 

 

退社できました!

基板むき出しだとかっこ悪いので筐体も設計したいと思います。

 

 

どこかで見たことのある筐体ですね。サイズもぴったりです。

 

 

これで課長に見せても恥ずかしくありません。

 

WTIでは、このような感じで楽しく開発を行っています。ソフトウェア設計ユニットではIoT関連のラピッドプロトタイピングを得意としており、組み込み機器の回路設計、基板設計、ソフトウェア設計、筐体設計は弊社で一貫して行えますので、設計でお悩みの方は、ぜひ弊社にお任せください。

また、IoTを学んでみたい学生さんも、経験豊富な先輩エンジニアが多数在籍していますので、とても丁寧に教えてくれます。技術力をつけたい学生さんの入社お待ちしております。

 

それではまた、次回お会いいたしましょう!

 

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