Waveshare ESP32-S3-Touch-LCD-1.28 Yuvarlak Dokunmatik IPS LCD WiFi Bluetooth Geliştirme Kartı 1.28 İnç  - SKU 25098

Waveshare ESP32-S3-Touch-LCD-1.28; çift çekirdekli ESP32-S3 işlemciyi, 1.28 inç yuvarlak IPS ekranı, kapasitif dokunmatik algılamayı ve altı eksenli hareket sensörünü avuç içine sığan tek bir geliştirme kartında birleştirir. Saat arayüzleri, taşınabilir kontrol panelleri, akıllı ev kumandaları, kablosuz sensör ekranları, hareketle yönetilen cihazlar ve yuvarlak göstergeler geliştirirken ayrı ekran, dokunmatik panel ve IMU modülleri bağlama ihtiyacını azaltır.

Kartın ESP32-S3R2 tabanlı yapısı 240 MHz'e kadar çalışan iki Xtensa LX7 çekirdeği, 2.4 GHz WiFi, Bluetooth 5 Low Energy, 16 MB Flash ve 2 MB PSRAM sunar. GC9A01A denetleyicili 240x240 IPS ekran grafik üretimini, CST816S kapasitif dokunmatik denetleyici kullanıcı girişini, QMI8658 ise üç eksenli ivme ve üç eksenli açısal hız ölçümünü gerçekleştirir. USB Type-C programlama, lityum pil bağlantısı ve SH1.0 genişleme kablosu sayesinde masaüstü prototipten bataryalı uygulamaya geçiş kolaylaşır.

Öne Çıkan Özellikler

• 240 MHz'e kadar çalışan çift çekirdekli 32-bit Xtensa LX7 işlemci
• 16 MB Flash, 2 MB PSRAM, 512 KB SRAM ve 384 KB ROM
• 2.4 GHz IEEE 802.11 b/g/n WiFi ve Bluetooth 5 Low Energy
• 1.28 inç, 240x240 çözünürlüklü yuvarlak IPS LCD ve 65K renk
• GC9A01A ekran denetleyicisi ve yüksek hızlı 4 telli SPI bağlantısı
• CST816S kapasitif dokunmatik denetleyici, I2C bağlantı ve kesme hattı
• QMI8658 altı eksenli IMU: ivmeölçer ve jiroskop
• CH343P USB-UART dönüştürücülü USB Type-C programlama
• 3.7 V tek hücre Li-ion/Li-Po pil soketi, şarj ve pil gerilimi izleme
• SH1.0 12 pin kablo ile altı adet çok işlevli GPIO ve güç bağlantıları
• BOOT ve RESET butonları, kart üstü 2.4 GHz seramik anten
• Arduino IDE, TFT_eSPI, LVGL ve özelleştirilmiş MicroPython örnekleri

Teknik Özellikler

Touch ve Dokunmatik Olmayan Sürüm Arasındaki Fark

İki kartın ekran boyutu ve temel işlemci ailesi benzer olsa da PCB bağlantıları farklıdır. Proje dosyası seçerken yalnızca ürün adındaki “Touch” kelimesine değil SKU numarasına da bakılmalıdır.

ESP32-S3 İşlemci ve Bellek Yapısı

ESP32-S3, ekran yenileme, dokunmatik tarama, sensör okuma ve kablosuz haberleşmeyi aynı uygulamada yürütebilecek çift çekirdekli bir mimariye sahiptir. FreeRTOS görevleri kullanılarak grafik işleme ile ağ bağlantısı farklı görevlerde çalıştırılabilir. LX7 çekirdeklerindeki vektör komutları sinyal işleme ve hafif yapay zeka iş yüklerini hızlandırmaya yardımcı olur.

16 MB Flash; uygulama, web arayüzü, font, ikon, JPEG ve dosya sistemi için geniş alan sağlar. 2 MB PSRAM ise LVGL çizim tamponları, sprite'lar ve büyük görüntü verileri için kullanışlıdır. Zaman kritik kesme verileri dahili SRAM'de, büyük grafik tamponları PSRAM'de tutulduğunda daha dengeli bir tasarım elde edilir.

Yuvarlak IPS Ekran ve Kapasitif Dokunmatik

GC9A01A ekran denetleyicisi ile CST816S dokunmatik denetleyici iki ayrı işlevi yerine getirir. GC9A01A, SPI üzerinden gönderilen RGB565 piksel verilerini ekrana aktarır. CST816S ise I2C üzerinden dokunma konumunu bildirir. Böylece ekran hızlı SPI hattını, dokunmatik ve IMU ise ortak I2C hattını kullanır.

Ekranın mantıksal koordinat alanı 240x240 pikseldir ancak fiziksel görüntü yuvarlaktır. Köşelere yerleştirilen düğme ve metinler kesilebilir. Etkileşimli öğeleri merkeze yakın konumlandırmak, dokunma hedeflerini yeterince büyük tutmak ve yuvarlak menü tasarımından yararlanmak daha iyi sonuç verir.

• LCD DC: GPIO8
• LCD CS: GPIO9
• LCD CLK: GPIO10
• LCD MOSI: GPIO11
• LCD MISO: GPIO12
• Dokunmatik reset: GPIO13
• LCD reset: GPIO14
• LCD arka aydınlatma: GPIO2
• Dokunmatik kesme: GPIO5
• Ortak I2C: GPIO6 SDA ve GPIO7 SCL

Ayrıntılı GPIO ve Dahili Bağlantı Tablosu

SH1.0 12 Pin Genişleme Bağlantısı

Kartla birlikte verilen SH1.0 kablo, kalıcı header lehimlemeden harici sensör veya özel taşıyıcı karta bağlantı kurmaya yardımcı olur. GPIO15, GPIO16, GPIO17, GPIO18, GPIO21 ve GPIO33 kullanıcı uygulamalarına açılmıştır. Bu pinler ESP32-S3 GPIO Matrix üzerinden UART, I2C, SPI, PWM, RMT veya genel dijital giriş/çıkış görevlerine atanabilir.

QMI8658 İvmeölçer ve Jiroskop

QMI8658, cihazın doğrusal ivmesini ve üç eksendeki dönüş hızını ölçer. Ekranı bilek veya cihaz yönüne göre döndürme, hareketle menü değiştirme, eğim göstergesi, titreşim kaydı, aktivite algılama ve taşınabilir kontrol cihazları gibi projelerde kullanılabilir.

Düşük ölçüm aralığı küçük hareketlerde daha iyi hassasiyet, yüksek aralık ise hızlı dönüş ve darbelerde daha geniş ölçüm payı sağlar. Hassas yönelim hesabında durağan ofset kalibrasyonu, örnekleme zamanının sabit tutulması ve tamamlayıcı ya da Kalman benzeri filtre kullanılması önerilir.

USB Type-C, CH343P ve Programlama

USB Type-C portu güç, firmware yükleme ve seri terminal için kullanılır. Kart üzerindeki CH343P, ESP32-S3 UART0 hattına GPIO43 TX ve GPIO44 RX üzerinden bağlanır. Bilgisayarda port görünmüyorsa veri taşıyan bir USB kablosu kullanılmalı ve gerektiğinde CH343 sürücüsü kurulmalıdır.

Otomatik programlama çalışmazsa BOOT düğmesini basılı tutup RESET düğmesine kısa basın, ardından BOOT'u bırakın. Yüklemeden sonra RESET'e basarak uygulamayı başlatın. USB-UART hatları harici UART için kullanılacaksa CH343P ile oluşabilecek veri çakışması hesaba katılmalıdır.

Pil Besleme, Şarj ve Gerilim Ölçümü

MX1.25 iki pinli soket nominal 3.7 V tek hücre Li-ion veya Li-Po pil bağlantısı içindir. Kartın güç yönetimi USB bağlıyken pili şarj etmeye ve bataryalı çalışmaya olanak tanır. Çok hücreli paket, 5 V pil veya farklı kimyaya sahip batarya doğrudan bu sokete bağlanmamalıdır.

Pil gerilimi GPIO1'e bağlı 200 kΩ / 100 kΩ direnç bölücü üzerinden okunur. Resmi wiki temel dönüşümü 3.3 / 4096 x 3 x ADC değeri olarak verir. ESP32 ADC toleransları nedeniyle yüzde hesabı yapılacaksa gerçek bir multimetre ile kalibrasyon önerilir.

const int BAT_ADC_PIN = 1;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  analogReadResolution(12);
}

void loop() {
  uint16_t raw = analogRead(BAT_ADC_PIN);
  float voltage = raw * (3.3f / 4095.0f) * 3.0f;
  Serial.printf("ADC: %u  Pil: %.2f V\n", raw, voltage);
  delay(1000);
}

Arka Aydınlatma Parlaklık Kontrolü

Touch SKU 25098 modelinde arka aydınlatma GPIO2'ye bağlıdır. PWM ile parlaklık azaltıldığında pil çalışma süresi uzatılabilir ve karanlık ortamda daha rahat bir görüntü elde edilir. Aşağıdaki örnek resmi demoların hedeflediği Arduino-ESP32 2.x LEDC API'si içindir.

const int LCD_BL = 2;
const int PWM_CH = 0;

void setup() {
  ledcSetup(PWM_CH, 5000, 8);
  ledcAttachPin(LCD_BL, PWM_CH);
  ledcWrite(PWM_CH, 128); // Yaklaşık %50 parlaklık
}

void loop() {}

Ortak I2C Hattını Kontrol Etme

CST816S ve QMI8658 aynı GPIO6/GPIO7 I2C veri yolundadır. Adres tarayıcı, bağlantının çalıştığını ve cihazların yanıt verdiğini doğrulamak için yararlıdır. Birden fazla kütüphane kullanılırken I2C hattı yalnızca bir kez başlatılmalı, hız ve kilitleme davranışı ortaklaştırılmalıdır.

#include 

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Wire.begin(6, 7);

  for (uint8_t address = 1; address < 127; address++) {
    Wire.beginTransmission(address);
    if (Wire.endTransmission() == 0) {
      Serial.printf("I2C cihazı: 0x%02X\n", address);
    }
  }
}

void loop() {}

Arduino IDE Kurulumu

1. Arduino IDE'yi kurun ve Espressif ESP32 kart paketini Boards Manager üzerinden ekleyin.
2. Waveshare'in resmi demo paketi için önerdiği esp32 by Espressif Systems 2.0.12 sürümünü seçin. Daha yeni core sürümlerinde LEDC ve bazı kütüphane API'leri değişebilir.
3. Kart olarak ESP32S3 Dev Module seçin; Flash Size 16 MB ve PSRAM ayarlarını resmi ekran görüntüsüne göre yapılandırın.
4. USB Type-C kabloyu bağlayın ve doğru COM portunu seçin.
5. Waveshare örnek paketindeki TFT_eSPI, TFT_eSPI_Setups, LVGL ve cihaz sürücülerini kurun.
6. Önce donanım test örneğini çalıştırarak ekran, dokunmatik, IMU ve pil ADC'sini birlikte doğrulayın.

Resmi Arduino Kütüphane ve Demo Yapısı

TFT_eSPI ile Temel Ekran Denemesi

Aşağıdaki kod, TFT_eSPI kütüphanesinin Waveshare tarafından sağlanan SKU 25098 ayarıyla yapılandırıldığı varsayımıyla ekranı başlatır. Ekran boş kalırsa ilk kontrol edilmesi gereken bölüm kullanıcı ayarındaki pin ve GC9A01 sürücü seçimidir.

#include 

TFT_eSPI tft = TFT_eSPI();

void setup() {
  pinMode(2, OUTPUT);
  digitalWrite(2, HIGH);

  tft.init();
  tft.setRotation(0);
  tft.fillScreen(TFT_BLACK);
  tft.setTextColor(TFT_WHITE, TFT_BLACK);
  tft.setTextDatum(MC_DATUM);
  tft.drawString("Merhaba!", 120, 120, 4);
}

void loop() {}

LVGL ile Dokunmatik Arayüz

LVGL, düğme, sürgü, gösterge, liste, animasyon ve tema gibi bileşenleri sunan gömülü grafik arayüz kütüphanesidir. Ekran sürücüsü için my_disp_flush, dokunmatik giriş için my_touchpad_read geri çağırmaları LVGL'ye kaydedilir. Aşağıdaki iskelette readTouch() fonksiyonu resmi CST816S sürücüsündeki koordinat okuma işlemini temsil eder.

void my_touchpad_read(lv_indev_drv_t *drv,
                      lv_indev_data_t *data) {
  uint16_t x, y;

  if (readTouch(x, y)) {
    data->state = LV_INDEV_STATE_PR;
    data->point.x = x;
    data->point.y = y;
  } else {
    data->state = LV_INDEV_STATE_REL;
  }
}

void loop() {
  lv_timer_handler();
  delay(5);
}

Resmi pakette LVGL benchmark ve music örneklerinin yanında Çince font gösterimleri için 1000 karakter ve 7500 karakter örnekleri bulunur. Büyük font ve görseller Flash alanı tüketir; çizim tamponları için PSRAM kullanmak faydalıdır.

Resmi Donanım Testinin Kontrol Ettiği İşlevler

• Seri haberleşmeyi 115200 baud ile başlatır.
• PSRAM, görüntü önbelleği, LCD ve dokunmatik denetleyiciyi başlatır.
• Ekranı beyaz, kırmızı, yeşil ve mavi renklerle sırayla test eder.
• ACC_X, ACC_Y, ACC_Z ile GYR_X, GYR_Y, GYR_Z değerlerini gösterir.
• Pil ADC değerini ekranda izler.
• Kırmızı “LongPress Quit” alanında uzun basma ve beyaz test alanında dokunma denemesi yapar.

MicroPython ve Thonny Kullanımı

Waveshare, kart çevre birimlerini destekleyen özelleştirilmiş MicroPython firmware ve örnekler sağlar. Firmware dosyası flash aracında 0x00 adresinden yazılır. Ardından Thonny içinden doğru MicroPython yorumlayıcısı ve seri port seçilir. Standart ESP32-S3 MicroPython derlemesinde ekran, CST816S veya QMI8658 sürücüleri hazır gelmeyebileceği için resmi paket tercih edilmelidir.

Örneklerin bağımlı olduğu cst816.py, ekran sürücüleri, font ve görsel dosyalarının tamamı karta yüklenmelidir. Yalnızca ana Python dosyasını kopyalamak “module not found” hatasına veya görünmeyen görüntülere yol açabilir.

Fabrika Yazılımını Geri Yükleme

Denemelerden sonra fabrika demosuna dönmek için resmi örnek paketindeki Firmware/factory-bin içeriği kullanılabilir. MicroPython denemeleri için ilgili MicroPython firmware klasörü seçilmelidir. Flash tamamen silindiyse uygun başlangıç adresleri resmi wiki adımlarına göre uygulanmalı ve yükleme sonrası kart RESET ile yeniden başlatılmalıdır.

Mekanik Yapı ve Yerleşim

Kart kompakt yuvarlak ekranlı cihazlar için tasarlanmıştır. Kasa tasarımında USB Type-C fişi, SH1.0 kablo çıkışı, BOOT/RESET erişimi, pil soketi ve anten çevresindeki boşluk birlikte değerlendirilmelidir. Metal, batarya veya yoğun bakır yüzeyler kart üstü seramik antenin yakınında tutulursa WiFi/BLE menzili düşebilir.

Kullanım Alanları

• Akıllı saat ve masa saati prototipleri: Saat yüzü, dokunmatik menü, hareket algılama ve kablosuz senkronizasyon.
• Akıllı ev kumandası: Aydınlatma, sahne, sıcaklık ve medya kontrolü için yuvarlak dokunmatik arayüz.
• Taşınabilir sensör paneli: Harici I2C/SPI sensörlerinden alınan verilerin ekranda gösterilmesi ve WiFi üzerinden aktarılması.
• Hareket kontrollü arayüz: QMI8658 ile eğim, dönüş veya jest tabanlı komutlar.
• Yuvarlak gösterge: Hız, devir, basınç, batarya, ses seviyesi veya proses değerlerinin kadran biçiminde sunulması.
• BLE kontrol cihazı: Telefon, bilgisayar veya başka bir gömülü sistemle düşük enerjili kablosuz veri alışverişi.
• Eğitim ve arayüz geliştirme: SPI, I2C, dokunmatik, IMU, PWM, ADC ve LVGL konularını tek kartta deneme.

Örnek Proje Fikirleri

Düşük Güç Tasarımı İçin Notlar

Bataryalı kullanımda en büyük tüketicilerden biri ekran arka ışığıdır. Parlaklığı ihtiyaca göre PWM ile düşürmek, kullanıcı etkileşimi olmadığında ekranı kapatmak ve ESP32-S3'ü light sleep veya deep sleep moduna almak çalışma süresini belirgin biçimde uzatabilir.

Dokunmatik kesme hattı ve IMU kesmeleri uyandırma senaryolarında değerlendirilebilir; ancak kullanılacak GPIO'nun ESP32-S3 uyandırma yetenekleri ve kart üzerindeki paylaşımı yazılım tasarımından önce doğrulanmalıdır. WiFi bağlantı aralığı, yayın gücü ve sensör örnekleme hızı da güç bütçesine göre seçilmelidir.

Sorun Giderme

Sıkça Sorulan Sorular

Bu ürün dokunmatik midir?

Evet. SKU 25098, CST816S denetleyicili kapasitif dokunmatik ekrana sahiptir.

Dokunmatik olmayan SKU 26541 yazılımı kullanılabilir mi?

Doğrudan kullanılması önerilmez. Ekran reseti, arka ışık ve genişleme yapısı farklıdır; resmi SKU 25098 paketindeki pin ayarları kullanılmalıdır.

Arduino IDE ile çalışır mı?

Evet. Waveshare resmi Arduino örnekleri, TFT_eSPI ve LVGL kütüphaneleri sağlar.

MicroPython kullanılabilir mi?

Evet. Ekran ve dokunmatik sürücülerini içeren resmi özelleştirilmiş firmware ile örnek paket kullanılmalıdır.

Akıllı saat olarak hazır kullanılabilir mi?

Hayır. Bu bir geliştirme kartıdır; kasa, pil, güç optimizasyonu ve uygulama yazılımı proje sahibi tarafından hazırlanır.

5 V sensör doğrudan bağlanabilir mi?

GPIO'lar 3.3 V seviyesindedir. 5 V sinyal için uygun seviye dönüştürücü kullanılmalıdır.

Paket İçeriği

• 1 adet Waveshare ESP32-S3-Touch-LCD-1.28 geliştirme kartı, SKU 25098
• 1 adet SH1.0 12 pin bağlantı kablosu

USB Type-C kablo, pil, kasa ve harici sensörler ayrıca temin edilir.

Kaynaklar ve Teknik Belgeler

• Waveshare resmi ürün sayfası
• Waveshare resmi dokümantasyon ve başlangıç rehberi
• Arduino geliştirme ortamı ve resmi örnekler
• MicroPython geliştirme ortamı ve örnekler
• Şema, denetleyici belgeleri, örnek paketler ve 3D kaynaklar
• ESP32-S3-Touch-LCD-1.28 devre şeması