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自作中のラズパイ7桁時計に関して、欲しかった機能をテスト中です。

それは、ntpq -p 実行結果からNTPサーバー参照同期中の印である *（アスタリスク）を検索して、見つかればLEDを点灯させたいのです。

時計表示用のプログラムとは別なプログラムとして作ります。理由は実行に時間がかかる、約0.6秒くらいかかるのでダイナミック表示に支障があるからです。

今回はGPIOを動かすのにWiringPiを使用しました。先に時計表示にpigpioを使用しているのですが、このプログラムでもpigpioライブラリを使用しようとすると「既に使用中で使えません」みたいな事になってしまいましたので。

本当はプロセス間通信とか共有メモリを利用して、LED点灯は時計表示用のプログラムに任せたいのですが、私には難しくて組めません。

/*
 * ntpCheck.cpp
 *
 * ntpq -p の実行結果から参照同期中の文字 * を検索
 * 見つからない場合は見つかるまで、5秒毎にntpq -p 実行し検索
 * 見つかった場合はLEDを10分間点灯させて、最初に戻り繰り返す。
 *
 */

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <wiringPi.h>
#include <unistd.h>

#define PIN 5
// using namespace std;

int mainLoop(void);

int main(void)
{
    if (daemon(0, 0) == 0) { // デーモン関数
        mainLoop();
    } else {
        // cout << "error" << endl;
    }
    return 0;
}

int mainLoop(void)
{
    char str[512], *ptr;
    FILE *fp;

    if (wiringPiSetupGpio() == -1) return 1;
    pinMode(PIN, OUTPUT);

    // (A) 無限ループ
    while (1) {
        if ((fp=popen("ntpq -p", "r"))==NULL) {
            fprintf(stderr, "error!!!\n");
            exit(1); // 異常終了
        }

        while (1) {
            fgets(str, 512, fp); // 一行毎に読み込む
            if (feof(fp)) {
                sleep(5);
                break; // 検索文字が無くファイルの終わりに達して
                       // ループを抜ける->(B)
            }
            ptr=strchr(str, '*'); // 検索文字は参照同期中の*
            if (ptr!=NULL) {
                // cout << "OK ----------" << endl;
                digitalWrite(PIN, HIGH); // 検索文字有りLED点灯
                sleep(600);              // 10分間点灯維持
                digitalWrite(PIN, LOW);  // LED消灯
                break; // ループを抜ける->(B)
            }
            // cout << "NG" << endl;
        }
        // (B)
        pclose(fp);// ->(A)

    }
    // return 0;
}

$ g++ -Wall -o ntpCheck ntpCheck.cpp -lwiringPi

$ sudo ./ntpCheck

今、ラズパイでNTP時計を自作しようと奮闘中なんですが、プログラムの自作に目処が付いたので、その自作プログラムをデーモン化して自動起動するようにしてみました。

自作プログラム（test11）やユニットファイルの置き場所は

自作プログラム
/usr/local/sbin/test11

ユニットファイル
/etc/systemd/system/test11.service

自作プログラムのmain()にデーモン関数を使用。
これにはヘッダファイル unistd.h が必要です。

#include <unistd.h>

int main(void)
{
    if(daemon(0, 0) == 0) { // デーモン関数
        mainLoop(); // ここに自作プログラム（無限ループ）を書く
    } else {
        cout << "error" << endl; // この1行は自信無し
    }
    return 0;
}

ユニットファイル作成。ntp.serviceの後に起動、GUIログイン環境。

$ sudo vi /etc/systemd/system/test11.service

[Unit]
Description = test11 daemon
After = ntp.service
ConditionPathExists = /usr/local/sbin

[Service]
ExecStart = /usr/local/sbin/test11
Restart = no
Type = forking

[Install]
WantedBy = graphical.target

パーミッションを644に変更。

$ sudo chmod 644 /etc/systemd/system/test11.service

systemctlコマンドでデーモンとする。

$ sudo systemctl daemon-reload

$ sudo systemctl start test11.service

$ sudo systemctl enable test11.service

ハードは出来ていないけどソフトはおおかた完成？

↓ この大型7セグLED6個とラズパイでNTP時計を作るのが目標なんです。丁度、今発売中のハム関係の雑誌で同じような記事があったから、そのソースコードが気になるんですが。

時刻取得及び7セグLED6桁ダイナミック表示ルーチン（無限ループ）は

このフローチャートはLucidchartのフリー版で作成。

一桁当たりの表示時間を3ミリ秒とすると、時刻の取得は1秒間に約55回になります。この時、Pi4でのCPU使用率は約8%でした。実際にはZeroにする予定なので、どの位のCPU使用率なるのか心配です。Zeroでも少ないCPU使用率なら時刻の取得サイクルは、このまま変えずに行きたいです。

/*
 * test12.cpp
 * 
 * daemon化
 * 
 * 6桁ダイナミック表示対応
 * 時刻　08:34:27　の場合
 * 表示順序は 7 -> 2 -> 4 -> 3 -> 8 -> 0
 *
 */
 
#include <iostream>
#include <pigpio.h>
#include <unistd.h>

#define H 0x1
#define L 0x0
#define SEG_ON 0x1
#define SEG_OFF 0x0

using namespace std;

void mainLoop(void);

int main(void)
{
    if(daemon(0, 0) == 0) { // デーモン関数
        mainLoop();
    } else {
        cout << "error" << endl;
    }
    return 0;
}

void mainLoop(void)
{    
    int i, j;
    int num[6];
    struct timespec ts;
    struct tm lotm;
		        // 1秒 10秒 1分 10分 1時 10時
	          // Common 1   2   3   4   5   6
    static int common[6] = {18, 23, 24, 17, 25, 5};
                    // GPIO 18  23  24  17  25  5

	             // 7seg a   b   c   d   e   f  g   dp
    static int nanaseg[8] = {21, 20, 16, 26, 19, 6, 13, 12};
                     // GPIO 21  20  16  26  19  6  13  12

    static int segdata[12][8] = { // 7セグメントデータ
      // a  b  c  d  e  f  g  dp
	{H, H, H, H, H, H, L, L}, // 0
	{L, H, H, L, L, L, L, L}, // 1
	{H, H, L, H, H, L, H, L}, // 2
	{H, H, H, H, L, L, H, L}, // 3
	{L, H, H, L, L, H, H, L}, // 4
	{H, L, H, H, L, H, H, L}, // 5
	{H, L, H, H, H, H, H, L}, // 6
	{H, H, H, L, L, L, L, L}, // 7
	{H, H, H, H, H, H, H, L}, // 8
	{H, H, H, H, L, H, H, L}, // 9
	{L, L, L, L, L, L, L, L}, // Blank
	{L, L, L, L, L, L, L, H}, // dp
    };
    
    // pigpioライブラリ初期化
    if (gpioInitialise() < 0) exit(1);
    
    // コモン用GPIOピンをアウトプット設定
    for (i = 0; i < 6; i++) {
	gpioSetMode(common[i], PI_OUTPUT);
    }
    
    // セグメント用GPIOピンをアウトプット設定
    for (i = 0; i < 8; i++) {
	gpioSetMode(nanaseg[i], PI_OUTPUT);
    }
    
    /*
     *
     * 時刻取得及びダイナミック表示ルーチン（無限ループ）
     *
     * 時刻取得、1桁3ミリ秒表示×6、時刻取得、1桁3ミリ秒表示×6の繰り返し
     *
     */
    while (1) {
	
	clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts); // 時刻の取得
	localtime_r(&ts.tv_sec, &lotm); // ローカル時間に変換
	num[0] = lotm.tm_sec % 10;  //  1秒の桁取得
	num[1] = lotm.tm_sec / 10;  // 10秒の桁取得
	num[2] = lotm.tm_min % 10;  //  1分の桁取得
	num[3] = lotm.tm_min / 10;  // 10分の桁取得
	num[4] = lotm.tm_hour % 10; //  1時の桁取得
	num[5] = lotm.tm_hour / 10; // 10時の桁取得
	
	for (j = 0; j < 6; j++) { // 6桁ダイナミック表示ルーチン

	    for (i = 0; i < 8; i++) { // 7セグメントデータセット
		gpioWrite(nanaseg[i], segdata[num[j]][i]);
	    }
	    gpioWrite(common[j], SEG_ON);   // 7セグLED点灯
	    gpioDelay(3000);                // 3ミリ秒点灯維持
	    gpioWrite(common[j], SEG_OFF);  // 7セグLED消灯
	}
    }
    
    // pigpioライブラリ終了処理
    gpioTerminate(); //  これは無限ループに含まれないので不要？
}