30 FPS видео на OLED SSD1106 0.96" с Arduino Nano: предел возможностей

Компоненты и материалы

• Arduino Nano R3 — 1 шт.
• OLED-дисплей 0.96" 128×64 на контроллере SSD1106 (SPI) — 1 шт. (ElectroPeak)

Программное обеспечение

• Arduino IDE
• OpenCV (на ПК для захвата и подготовки видео)
• Python-скрипт для стриминга кадров по UART

Суть проекта

SSD1106 обычно используют для текста и простых анимаций. Автор решил проверить, можно ли вывести реальное видео. Главные ограничения: пропускная способность SPI и двухцветный дисплей (нет полутонов). Решение: разгон SPI до 2 МГц (обычно 1–4 МГц, но библиотека оптимизирована), UART на 1 Мбит/с для приёма кадров с ПК, дизеринг (Floyd-Steinberg) для имитации полутонов.

Результат

• Достигнуто ~30 FPS на 128×64 монохромном дисплее.
• Видео захватывается веб-камерой, обрабатывается OpenCV (ресайз, порог/дизеринг), передаётся по UART.
• Arduino только принимает байты и сбрасывает в SPI дисплея — минимальная нагрузка.

Схема подключения (SPI)

• OLED VCC → 3.3V, GND → GND
• SCLK (SCK) → D13
• MOSI (SDA) → D11
• CS → D10
• DC → D9
• RES → D8

Код и ресурсы

Полный проект (Arduino-скетч + Python + OpenCV):
github.com/SaadOjo/SSD1106_monitor

Технические детали

• Библиотека для SSD1106 оптимизирована под быстрый SPI (прямой доступ к регистрам, без лишних проверок).
• UART 1 Мбит/с: на Arduino Nano (16 МГц) это предел без ошибок; используется `Serial.begin(1000000)`.
• Кадр 128×64 = 1024 байта. При 30 FPS нужно 30 КБ/с — UART 1 Мбит/с (125 КБ/с) справляется с запасом.
• Дизеринг делает картинку узнаваемой несмотря на 1 бит на пиксель.

Применение

Демонстрация пределов микроконтроллеров, низкоуровневая оптимизация, проекты с визуальным выводом на микроэкранах (визоры, бейджи, мини-мониторы).