Raspberry Pi TFT ディスプレイ モジュール：配線、設定、実際に動く構成
Raspberry Pi は試作機や少量生産の計測器で制御基板として広く使われ、ディスプレイは通常最初に配線する部品です。難しいのは、TFT パネルが Pi と直接通信できる場合はまれだという点です。小型モジュールは GPIO ヘッダ経由の SPI、大型は HDMI ブリッジ、一部は DSI ポートを必要とします。このページでは RONEN の各 TFT 系列について、Pi 上で実際に動作する経路と点灯に必要な設定を対応付けます。対象は Pi ベースのディスプレイを立ち上げる開発者と技術者であり、民生用の Pi 画面ではありません。
Pi で TFT を駆動する三つの方法
小型パネル（約 2.4〜3.5 インチ）は 40 ピン GPIO ヘッダの SPI で接続し、カーネルのフレームバッファまたはユーザー空間ライブラリで駆動します。専用ハードウェアはほとんど要らず、GPIO の大部分を残せます。中型・大型パネル（7〜10.1 インチ）は、Pi の HDMI 出力をパネル固有の LVDS／RGB インターフェースに変換する HDMI ブリッジ基板を使います。少数ですが DSI ポートで直接接続するものもあります。パネルサイズと、残しておきたい GPIO の量で経路を選んでください。
7〜10.1 インチパネル向け HDMI ブリッジ
7〜10.1 インチの LVDS／RGB パネルでは、Pi とパネルの間に HDMI ブリッジ基板を挟むのが簡潔な経路です。産業用 PC や旧型装置と同じ変換方式で、Pi からは標準モニタに見えるためパネル専用ドライバは不要です。EDID、バックライト駆動、ネイティブインターフェースはブリッジ側が処理します。変換・ブリッジの詳細は<a href="../solutions/hdmi-vga-display">HDMI／VGA ディスプレイソリューション</a>のページにあり、タッチがある場合はコントローラ基板から USB 経由で橋渡しするのが一般的です。
2.4〜3.5 インチ小型モジュール向け SPI と GPIO
小型 SPI モジュールは GPIO ヘッダで通信し、デバイスツリー・オーバーレイと config.txt のフレームバッファ設定で立ち上がります。簡易 UI なら Python から直接駆動することもできます。装置が小型で UI が軽く、残りの GPIO をセンサーや制御に残したい場合に適した選択です。HDMI パネルより解像度・リフレッシュレートは低くなりますが、状態表示や計器画面には十分です。
DSI と 40 ピンヘッダ
Pi の専用ディスプレイポートは、DSI を引き出しているモデルでパネル直結に使え、SPI の GPIO ビット操作も大型パネル用の HDMI ブリッジも不要になります。ただしポートの有無とピン配列は Pi の世代で異なるため、設計を進める前に使用する基板で確認してください。多くの開発プロジェクトでは HDMI ブリッジか SPI 経路の方がリスクが低い選択です。
| 経路 | パネルサイズ | 必要なもの |
|---|---|---|
| GPIO 経由の SPI | 2.4 - 3.5 inch | デバイスツリー・オーバーレイまたはユーザー空間ドライバ、フレームバッファ |
| HDMI ブリッジ | 7 - 10.1 inch | HDMI→LVDS/RGB コンバータ、USB タッチブリッジ |
| DSI ポート | 基板に依存 | DSI 対応 Pi、ピン配列の確認済み |
ドライバ、設定、供給継続
どの経路を選んでも、パネルは型番を指定した状態で扱い、ブリッジやオーバーレイをその型番と照合してください。設定は特定のモジュールに紐付いているためです。少量生産や試作では影響は小さくても、製品化すれば大きくなります。当社の常備カタログは型番ごとに 5 年以上の継続供給を維持しているため、試作から量産へ移る際も同じパネルを再注文できます。注文数量は想定ではなく案件ごとに確認します。
対応する RONEN 標準モデル
以下のモジュールは Pi で一般的な二つの経路を網羅しています。HDMI ブリッジ向けの大型 LVDS／RGB パネルと、GPIO 直結向けの小型 SPI／RGB／MCU パネルです。ご使用の Pi モデルとインターフェースを照合してください。
- RG-T070BAHA-19CA— 7.0" 1024x600 IPS, 450 cd/m2, LVDS, 静電容量タッチ
- RG-T070SWHWA-01— 7.0" 800x480 IPS, 1000 cd/m2, LVDS, タッチなし、定格 -30 C
- RG-T101BAHA-01— 10.1" 1024x600 IPS, 500 cd/m2, LVDS, タッチなし
- RG-T101HIEWA-01— 10.1" 1280x800 IPS, 1000 cd/m2, LVDS, タッチなし、定格 -30 C
- RG-T024BQSA-01— 2.4" 240x320 IPS, 500 cd/m2, RGB/SPI/MCU, タッチなし
- RG-T028BQSA-01— 2.8" 240x320 IPS, 500 cd/m2, RGB/SPI/MCU, タッチなし
- RG-T035BHSA-01— 3.5" 320x480 IPS, 320 cd/m2, RGB/SPI/MCU, タッチなし
- RG-T035QHI-03CP— 3.5" 320x480 IPS, 300 cd/m2, RGB/SPI/MCU, 静電容量タッチ
よくあるご質問
RONEN TFT を Raspberry Pi に接続するには？
パネルサイズ別では、2.4〜3.5 インチの小型モジュールは GPIO ヘッダ経由の SPI をデバイスツリー・オーバーレイまたはユーザー空間ドライバで扱い、7〜10.1 インチの LVDS／RGB パネルは Pi から標準モニタに見える HDMI ブリッジ基板を使います。DSI ポートを備える Pi では、ごく一部のパネルが DSI を使用します。
Raspberry Pi で 7 インチ／10 インチ TFT を直接駆動できますか？
GPIO から直接ではありません。これらのパネルは、Pi の HDMI 出力をパネル固有の LVDS／RGB インターフェースに変換し、タッチを USB で橋渡しする HDMI ブリッジを使います。この経路では Pi 側にパネル専用ドライバは不要です。
小型 SPI TFT モジュールを Pi で使うには何が必要ですか？
デバイスツリー・オーバーレイと config.txt で設定したフレームバッファ、あるいは簡易 UI 向けのユーザー空間ライブラリです。専用ハードウェアはほとんど要らず、GPIO の大部分をセンサーや制御に残せます。
これらのパネルは量産ロットでも継続供給されますか？
当社の常備カタログは型番ごとに 5 年以上の供給継続を維持しているため、試作から量産まで同じパネルを再注文できます。注文数量は案件ごとに確認します。