Embedded PC
Proto Invention ธีรวุธ จิตพรมมา
จอแสดงผล LCD แบบสัมผัสส�ำหรับ
Raspberry Pi
2
รู้จักและต่อใช้งาน
ล่าสุดกับอุปกรณ์ต่อพ่วงส�ำหรับบอร์ด คอมพิวเตอร์ตัวเก่ง จอภาพจากผู้ผลิต Raspberry Pi อย่างเป็นทางการ ขนาด 7 นิ้ว ที่เชื่อมต่อผ่านพอร์ต DSI มาพร้อมกับระบบสัมผัสแบบคาปาซิตีฟ คุณสมบัติทางเทคนิคที่ส�ำคัญของจอสัมผัส Raspberry Pi • เป็นจอสัมผัสแบบคาปาซิตีฟหลายจุดสัมผัส รองรับสูงสุด 10 จุดสัมผัส • ขนาดจอแสดงผล 7 นิ้ว (วัดในแนวทะแยงมุม) • ความละเอียด 800 x 480 พิกเซล ที่ความเร็วในการแสดงผล 60 เฟรมต่อ วินาที (fps) • แสดงผลข้อมูลสี RGB 24 บิต • มุมมอง 70 องศา • ต้องการจุดเชื่อมต่อกับ Raspberry Pi 2 เพียง 2 จุด • ใช้ไฟเลี้ยงได้ทั้งจากบอร์ด Raspberry Pi 2 และจากภายนอก หากใช้ จากบอร์ด Raspberry Pi 2 ควรเลือกใช้อะแดปเตอร์ที่ให้แรงดัน +5Vหา กใช้จากภายนอกต้องการไฟเลี้ยง +5V กระแสไฟฟ้าอย่างน้อย 1A (ปกติ จอแสดงผลนี้ต้องการกระแสไฟฟ้า 500mA) • ท�ำงานกับระบบปฏิบัติการ Raspbian ได้โดยไม่ต้องเชื่อมต่อเมาส์และ คีย์บอร์ด • ซอฟต์แวร์ส�ำหรับพัฒนาระบบจอสัมผัส Kivy touch screen development ดาวน์โหลดได้ที่ http://kivy.org/docs/installation/ installation-rpi.html 45
The Prototype Electronics
เมื่อบอร์ดคอมพิวเตอร์ Raspberry Pi แจ้งเกิดบนโลกใบนี้ มันมาพร้อมกับจุดต่อพอร์ตพิเศษ 3 ตัวคือ พอร์ต HDMI ส�ำหรับ ต่อจอโทรทัศน์หรือมอนิเตอร์ที่รองรับทั้งระบบภาพและเสียง, CSI (Camera Serial Interface) เป็นพอร์ตส�ำหรับเชื่อมต่อโมดูลกล้อง ซึ่งก็ได้มีการออกอุปกรณ์นี้มาแล้ว สุดท้ายคือ DSI (Display Serial Inrterface) เป็นพอร์ตต่ออุปกรณ์แสดงผล ซึ่งยังไม่มีการผลิตจอแส ดงผลหรืออุปกรณ์ใดๆ ที่ใช้งานพอร์ตนี้ จนกระทั่งล่าสุดในกลาง เดือนกันยายน 2558 ที่ผ่านมา ทางผู้ผลิต Raspberry Pi ได้ประกาศ เปิดตัวจอแสดงผลที่ใช้งานกับ Raspberry Pi ผ่านทางพอร์ต DSI นี้ อย่างเป็นทางการ นับเป็นครั้งแรกของโลก ชื่ อ อย่ า งเป็ น ทางการของจอแสดงผลนี้ คื อ Raspberry Pi Touch Display โดยจุดประสงค์ส�ำคัญในการพัฒนาจอแสดงผล แบบนี้ขึ้นมาก็เพื่อขยายการใช้งานให้แก่ Raspberry Pi โดยเฉพาะ อย่างยิ่งกับ Raspberry Pi 2 เมื่อมีจอแสดงผลที่ไม่ต้องเชื่อมต่อ ผ่าน GPIO หรือ HDMI ก็จะท�ำให้ Raspberry Pi 2 ลดภาระในการ จัดการแสดงผลลง รวมถึงไม่ต้องเสียขาพอร์ต GPIO ไปกับการเชี่อม ต่อกับบอร์ดจอแสดงผล กอปรกับจอแสดงผลตัวนี้มีขนาด 7 นิ้วและ มาพร้อมกับระบบสัมผัสแบบคาปาซิตีฟ จึงท�ำให้น�ำ Raspberry Pi 2 ไปสร้างเป็นแท็บเล็ตได้ รวมถึงน�ำไปใช้ในแอปพลิเคชั่นด้านความ บันเทิงหรือด้านอื่นๆ ที่ต้องการอุปกรณ์ที่ท�ำงานได้โดยล�ำพัง และ มีความสมบูรณ์พร้อมทั้งระบบปฏิบัติการและจอสีที่มีระบบสัมผัส ในขนาดใหญ่พอสมควร เช่น เครื่องเล่นสื่อผสม, ระบบควบคุมใน รถยนต์, เครื่องเล่นเกม, จอภาพแบบอินเตอร์แอกตีฟที่เชี่อมต่อกับ เครือข่ายได้, อุปกรณ์ IoT (Internet of Things) ที่ต้องการจอสัมผัส ฯลฯ
The Prototype Electronics
45
(3) น�ำสายแพอีกเส้นที่เหลือต่อเข้ากับบอร์ดแปลงสัญณาณ สายแพ เส้นนี้จะเป็นส่วนของระบบสัมผัสที่หน้าจอ ดังรูปที่ 4
รูปที่ 1 อุปกรณ์ทั้งหมดของจอสัมผัส Raspberry Pi
ขั้นตอนการประกอบ
รูปที่ 4 ต่อสายสัญญาณของระบบสัมผัสเข้ากับบอร์ดแปลงสัญญาณ
(1) ต่อสายแผงวงจรอ่อนของจอภาพ (สีน�้ำตาล) และสายแพเชื่อมต่อ สัญญาณ (สีขาว) ต่อเข้ากับบอร์ดแปลงสัญญาณดังรูปที่ 2
(4) เสียบสายสัญญาณหัวต่อแบบ IDC เข้าที่ขาไฟเลี้ยงง + 5V และ GND ของบอร์ดแปลงสัญญาณ ดังรูปที่ 5
รูปที่ 5 ต่อสายไฟเลี้ยงให้กับบอร์ดแปลงสัญญาณ รูปที่ 2 ต่อสายแผงวงจรอ่อน (flex PCB) ของจอภาพเข้กับบอร์ดแปลง สั ญ ญาณ และต่ อ สายแพสี ข าวเข้ า ที่ ค อนเน็ ก เตอร์ DSI บนบอร์ ด แปลง สัญญาณ
(5) น�ำบอร์ด Raspberry Pi 2 มาติดตั้งไว้บนสกรูเสารองโลหะ ขันยึด ด้วยสกรู 2.5x 6 มม.ให้แน่น ดังรูปที่ 6
(2) พลิ ก บอร์ ด แปลงสั ญ ญาณขึ้ น มา วางให้ ต รงกั บ รู ยึ ด ด้ า นหลั ง จอภาพ จากนั้นใช้สกรูเสารองโลหะ 2.5 x 11 มม. ขันยึดบอร์ดแปลง สัญณาณให้แน่น
รูปที่ 6 ติดตั้งบอร์เด Raspberry Pi 2 รูปที่ 3 ยึดบอร์ดแปลงสัญญาณที่ด้านหลังของจอสัมผัส 46
The Prototype Electronics
The Prototype Electronics
46
(6) ต่อสายแพหมายเลข 3 ด้านที่เหลือเข้ากับบอร์ด Raspberry Pi 2 ที่จุดต่อ DSI ดังรูปที่ 7
การอัปเดตบอร์ด Raspberry Pi 2 เพื่อให้ใช้งานจอ สัมผัสได้เต็มประสิทธิภาพ เป็ น ขั้ น ตอนที่ ต ้ อ งกระท� ำ หลั ง จากเชื่ อ มต่ อ จอสั ม ผั ส เข้ า กั บ บอร์ ด Raspberry Pi 2 หากไม่ด�ำเนินการ จอสัมผัสยังคงใช้ในการแสดงผลได้ แต่ ไม่ตอบสนองต่อการสัมผัสหน้าจอ ขั้นตอนการอัปเดตมีดังนี้ (1) เชื่อมต่อบอร์ด Raspberry Pi 2 ที่ต่อกับจอสัมผัสแล้ว เข้ากับเครือ ข่ยอินเทอร์เน็ตผ่านสาย LAN หรือใช้ USB WiFi ดองเกิลก็ได้
รู ป ที่ 7 ต่ อ สายจากบอร์ ด แปลงสั ญ ญาณเข้ า ที่ จุ ด ต่ อ DSI ของบอร์ ด Raspberry Pi 2 (7) ต่อสายไฟเลี้ยงด้านที่เหลือเข้ากับขาไฟเลี้ยง +5V และ GND บน บอร์ด Raspberry Pi 2 ดังรูปที่ 8 เป็นอั้นเสร็จสิ้นขั้นตอนการประกอบ
(2) พิมพ์ค�ำสั่งดังต่อไปนี้
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
sudo reboot
เมื่อรีสตาร์ตเสร็จแล้ว ให้ท�ำการเข้าสู่โหมดกราฟิก โดยพิมพ์ค�ำสั่ง
sudo startx
เมื่อเข้าสู่หน้าจอ Desktop ของโหมดกราฟิกเรียบร้อย ให้ใช้นิ้วสัมผัส ที่ปุ่มต่างๆ หน้าจอ จะพบว่า มีการตอบสนอง นั่นหมายความว่า นับจากนี้ Raspberry Pi 2 และจอสัมผัสพร้อมท�ำงานแล้ว
ทดสอบขั้นต้น เมื่อประกอบจอสัมผัสเข้ากับบอร์ด Raspberry Pi 2 แล้ว ขั้นตอนต่อ ไปคือ การทดสอบการท�ำงานขั้นต้น
(1) ต่อเมาส์และคีย์บอร์ดให้กับบอร์ด Raspberry Pi 2
(2) จ่ายไฟเลี้ยงให้กับบอร์ด Raspberry Pi 2 หากทุกอย่างถูกต้อง Raspberry Pi 2 จะต้องบูตระบบขึ้นมาได้อย่างสมบูรณ์ดังรูปที่ 9
รูปที่ 10 จอสัมผัส Raspberry แสดงหน้าจอของโหมดกราฟิกที่พร้อมท�ำงาน นับเป็ นพัฒนาการทีส่ �ำคัญของบอร์ ดคอมพิ วเตอร์ Raspberry Pi 2 ทีม่ ี จอแสดงผลแบบสัมผัสเป็ นส่วนหนึ่งของระบบ ท�ำให้ขนาดโดยรวมทาง ฮาร์ ดแวร์ มีขนาดที ่พอเหมาะส� ำหรับการน� ำไปสร้ างชิ้ นงานที ่ต้องการการ ท�ำงานแบบล�ำพังและมี จอแสดงผลทีส่ มั ผัสเพือ่ สัง่ งานได้ อาจกล่าวได้ว่า นี ่ คือการติ ดปี ก ติ ดอาวุธครัง้ ส�ำคัญของ Raspberry Pi 2 เลยทีเดียว รูปที่ 9 จอสัมผัสแสดงการบูตระบบปฏิบัติการได้อย่างสมบูรณ์ (3) ทดสอบเข้าสู่โหมดกราฟิกโดยพิมพ์ sudo startx หน้าจอจะ แสดงหน้าต่าง Desktop ของระบบปฏิบัติการเหมือนกับการใช้งานจอภาพ ผ่านจุดต่อ HDMI ทว่าในตอนเริ่มต้นใช้งานครั้งแรกนี้ระบบสัมผัสที่จอภาพ ยังใช้งานไม่ได้ จะต้องท�ำการอัปเดตระบบปฏิบัติการเสียก่อน
www.tpemagazine.com
สนใจสั่งซื้อจอสัมผัส Raspberry Pi นี้พร้อมเอกสารการ ประกอบใช้งาน ดูข้อมูลเพิ่มเติมหน้า New for Makers หรือ www.inex.co.th The Prototype Electronics
47