電子ペーパーモジュールについて調べる

調査1 WAVESHARE 製HAT付モジュール

電子ペーパーモジュールは様々な種類がありますが、今回まずはこれについて調べます。

「296x128, 2.9inch E-Ink display module, three-color」
SKU: 13339 Part Number: 2.9inch e-Paper Module (B)
https://www.waveshare.com/wiki/File:2.9inch-e-paper-b-specification.pdf

電子ペーパーをArduinoやRaspberry Pi などで使う場合、WAVESHARE 社の e-Paper モジュール
https://www.waveshare.com/product/displays/e-paper.htm
がよく使われています。

これらの e-Paper モジュールは インターフェース基板 と e-Paper パネルからなっています。

インターフェース基板

左半分はレベルシフタなどで 5V→3.3V の信号レベルや電源電圧変換を行います。 右側のいくつかある黒い部品は DC-DCコンバータのためのコイルやFETです。DC-DCコンバータとしてのパルス信号はパネル内部から出力されます。

DC-DCコンバータ関係のパネル外に取り付ける外付け部品はこのようになります。

e-Paper パネル

パネルはペラペラですが、この中にグラフィックコントローラーがビルトインされています。
グラフィックコントローラーは内部にフレームバッファやPLL、温度センサなどを持ち、フレームバッファからのパネル表示への反映、電源電圧生成のための発振、温度測定などを行います。
今回の 2.9inch e-Paper Module (B) に使用されているコントローラは UC8151D ぽいです。

コントロール

インターフェース基板と外部マイコンなどをつなぐ信号線

SPIで接続します。通常SPIは電源やGND以外に、MOSI／MISO／CLK／CS が必要です。
しかしながらこの e-Paper ではMISOが省略され、外部コントローラ→電子ペーパーへの送信のみで扱うようになっています。しかしながらDC、BUSY、RESETの信号線が追加され電源、GND＋6本の配線で扱います。

調査2 GoodDisplay の 電子ペーパーを WAVESHARE のものと比べる

GoodDisplay の電子ペーパーも入手がしやすくなってきました。
http://www.good-display.com/
調査1の WAVESHARE社のものようなインターフェース基板と一体となっているのではなく、パネルとインタフェースは別々で販売されています。
しかしながらGoodDisplay社の電子ペーパーパネルとWAVESHARE社で使われている電子ペーパーパネルはよく似ています。同じものかな？

2.9in 白黒赤3色パネルの比較

WAVESHARE社の2.9インチで白黒赤3値の電子ペーパー
https://www.waveshare.com/wiki/2.9inch_e-Paper_Module_(B)
とよく似ているものがGoodDisplayのラインナップにいくつかあります。

model name	IC Driver	note
GDEW029Z10	IL0373	http://www.e-paper-display.com/products_detail/productId=308.html
GDEH029Z13	UC8151D	http://www.good-display.com/product/224.html
GDEW029Z92	SSD1608	http://www.good-display.com/product/211.html

コントローラ UC8151D と IL0373 について調べる

リストのうち、UC8151Dとありますが、これを調べようとリンクを開くとIL0373になりますうね。同じかな？

GDEH029Z13のデータシートより

IL0373のデータシートより

そして、WAVESHARE の2.9inch_e-Paper_Module_(B) にはコントローラーの型番は記載されていませんが、データシートからコマンドを比較してみると UC8151D ／ IL0373 と一致しています。

他の情報と照らし合わせてみても、WAVESHARE の 2.9inch_e-Paper_Module_(B) は GDEW029Z10 または GDEW029Z13 を使っているぽいです。

なお、 GDEH029Z13 については2020/09/18現在情報が見えなくなっています。
今わかる範囲だと GDEW029Z10 と GDEW029Z13 のスペック上の違いは保管温度だけで、WAVESHARE の2.9inch_e-Paper_Module_(B) の保管温度は GDEW029Z13 と同じになっていました。

2.9in 白黒2色パネルの比較

2.9インチの白黒2色パネルについては、WAVESHARE社の製品は以下のものがあります。
296x128, 2.9inch E-Ink display module
https://www.waveshare.com/wiki/2.9inch_e-Paper_Module

それっぽいものが GoodDisplay 社の製品では以下のようにあります。
http://www.good-display.com/product/E-Paper-Displays-6

• GDEM029E97
• GDEH029A1
• GDEH029D57LT

データーシートを見比べると、Waveshare社のものは GDEM029E97 のサブセットかな？

それぞれ IC Driverが以下のように異なるので、それぞれコマンドなどはそれに合わせて制御する必要がある。

model name	IC Driver	note
GDEM029E97	SSD1675A
GDEH029A1	SSD1608
GDEH029D57LT	SSD1675B	ultra low temperature