この記事は「 OLED-Displayと等幅フォント 」からの続きです。

 

文字を反転させてハイライト表示にして、〇〇である事を強調するようにしてみました。

反転文字と書きましたが「反転したように見える」が正しいかも。

 

↓ Ambient(ambidata.io)へデータ送信した時だけに、OLED-Displayの四角内を反転させます。四角内の数値の単位は分でありカウントダウンします。表示の更新は1分毎ですが、送信は5分毎にしています。

↓ データ送信しない表示更新時は反転させません。

 

私が凄く参考にしているサイトです。
Raspberry Pi: OLED-Display 128×64 mit Python ansteuern (I2C)

 

↑ このサイトのソースコード “Beispiel 3” を参考にしています。↓

↑ A、B、Cの四角を描くソースコード(Python)です。↓

#!/usr/bin/env python
# coding=utf-8

# Bibliotheken importieren
from lib_oled96 import ssd1306
from smbus import SMBus
from PIL import ImageFont

# Display einrichten
i2cbus = SMBus(1)       # 0 = Raspberry Pi 1, 1 = Raspberry Pi > 1
oled = ssd1306(i2cbus)

# Ein paar Abkürzungen, um den Code zu entschlacken
draw = oled.canvas
DejaVuSerifBold14 = ImageFont.truetype('DejaVuSerif-Bold.ttf', 14)

# Display zum Start löschen
oled.cls()
oled.display()

# Formen zeichnen
draw.rectangle((80, 10, 127, 63), outline=1, fill=0) # A
draw.rectangle((10, 20, 100, 50), outline=1, fill=1) # B
draw.rectangle((0, 0, 20, 30), outline=1, fill=0)    # C

draw.text((110, 20), "A", font=DejaVuSerifBold14, fill=1)
draw.text((50, 25), "B", font=DejaVuSerifBold14, fill=0)
draw.text((4, 5), "C", font=DejaVuSerifBold14, fill=1)

oled.display()

outline や fill の値を1又は0にする事で、縁取りの線や塗りつぶしの色が白や黒になるようです。

ただ、outline を0した場合などは、四角の重ね位置により意図しない描画になる事がありました。

 

使用OLED-Displayは秋月電子通商の製品で通販コードP-12031です。

この記事は「 OLED-Display 128×64とPython 」からの続きです。

 

右寄せに嬉しいフォントが足元にありました。

フォントを FreeSans.ttf から DejaVuSansMono.ttf に変えました。

 

その足元とは、ラズパイの中です。Raspberry Pi OS Liteなのですが最初から入っていたのでしょうか? 等幅フォントで右寄せに良い感じのフォントです。

↓ その等幅フォントで表示させると温度、湿度、気圧の数値を右寄せに、小数点を揃える事が出来ました。それに、見やすいフォントなのでちょっと満足。因みに、日時のフォントは別のフォントです。

 

↓ こちらも右寄せなのですが、使用した FreeSans.ttf が等幅フォントでは無いせいか小数点の位置が不揃いです。気圧値がズレています。当初は、この状態で気持ち悪かったのですが、解決してスッキリです。

 

その等幅フォントは、DejaVuSansMono.ttf

/usr/share/fonts/truetype/dejavu/DejaVuSansMono.ttf

↓ ラズパイの中をfindコマンドで

$ sudo find / -name "*.ttf"

この検索に複数ヒットして、その中にありました。

 

↓ FreeSans.ttf から DejaVuSansMono.ttf に変えた所のコード(Python)は

#FreeSans14 = ImageFont.truetype('FreeSans.ttf', 14)
DejaVuSansMono14 = ImageFont.truetype('DejaVuSansMono.ttf', 14)
oled.cls()

draw.text((10, 0), data1, fill=1) #日時
draw.text((10, 17), f'{data2:>6.1f}', font=DejaVuSansMono14, fill=1)#温度
draw.text((10, 34), f'{data3:>6.1f}', font=DejaVuSansMono14, fill=1)#湿度
draw.text((10, 51), f'{press:>6.1f}', font=DejaVuSansMono14, fill=1)#気圧
    
draw.text((65, 17), "C", font=DejaVuSansMono14, fill=1)
draw.text((65, 34), "%", font=DejaVuSansMono14, fill=1)
draw.text((65, 51), "hPa", font=DejaVuSansMono14, fill=1)

oled.display()

 

この記事の続きは「 OLED-Displayと反転文字 」です。

長い時間と過労(長時間のGoogle検索)を経て、表示させたい値をSSD1306使用0.96インチ128×64ドット有機ELディスプレイ(以下OLEDディスプレイ)に表示させる事が出来ました。

↑ Raspberry Pi 4のI2Cで各センサーから得た値をOLEDディスプレイに表示させている。データは5分毎にAmbient(ambidata.io)へ送り蓄積させています。↓

 

OLEDの表示に関して、凄く参考になったサイト

Raspberry Pi: OLED-Display 128×64 mit Python ansteuern (I2C)

 

↑ 凄く参考になったサイト(横文字でドイツ語?のサイトなので、私はコードを眺めるだけですが)の″Beispiel2″のコードを参考にしてフォントサイズを変えてみると。↓

↑ 日時のフォントサイズはデフォルト?で、温度、湿度、気圧のフォントサイズを14にしてみました。

 

フォントサイズに関するコード(Python)の一部です。

from lib_oled96 import ssd1306
from smbus import SMBus
from PIL import ImageFont
FreeSans14 = ImageFont.truetype('FreeSans.ttf', 14)
oled.cls()

draw.text((10, 0), data1, fill=1) # 日時
draw.text((10, 20), f'{data2:>8.1f}', font=FreeSans14, fill=1) # 温度値
draw.text((10, 35), f'{data3:>8.1f}', font=FreeSans14, fill=1) # 湿度値

draw.text((60, 20), "C", font=FreeSans14, fill=1) # 温度の単位
draw.text((60, 35), "%", font=FreeSans14, fill=1) # 湿度の単位

oled.display()

温度値と湿度値の表示は、桁数指定と右寄せをしています。気圧値の表示も右寄せをさせてますが、現時点で1000hPa未満の5桁(小数点を含む)にならないので確認出来ておらず恥ずかしいので気圧のコードは載せていません。

 

この記事の続きは「 OLED-Displayと等幅フォント 」です。

前回のGnuplotアニメーションに続いて、今回はX軸をプロットする毎に16秒分変化させて、以前より滑らかに動くようにしてみました。

動画にした方法は、MacのVNC上で画面録画しただけです。録画時間は約5時間35分、これを2分10秒まで縮めました。

 

↑ offset値が頻繁に上下していますが、これは生活ノイズ(ここでは電化製品のオンオフなど電気的ノイズを表現)で上下しています。多分、裸のGPSモジュールとラズパイの配線がワニ口クリップの長い配線のせいかも知れません。また、ラズパイのアップグレード中も30μs位変化した所を見たので、そんな要因も含まれます。

↓ 生活ノイズが無いと、このように落ち着いています。

 

↓ この動画の元になったGnuplotのスクリプト(C言語)です。なぜC言語なのかと言うと、Gnuplotのスクリプトだけで現時刻に応じてX軸の範囲を設定する方法が分からなかったからです。

/*
 * loopstats-plot.c
 *
 * gcc -Wall -o loopstats-plot loopstats-plot.c
 * 2020/02/10
 *
 * loopstatsのoffset値をGnuplotでグラフ化する。
 *
 * X軸は現時刻から-3600秒前の値を使用。
 * X軸は16秒毎に16秒分変化する。
 *
 */

#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>

#define YOHAKU 150

int main(void)
{
    FILE *gp;
    int s1, s2;
    
    gp = popen("gnuplot -persist", "w");
    
    fprintf(gp, "set encoding iso_8859_1\n");
    fprintf(gp, "set grid y2tics\n");
    fprintf(gp, "set y2range [-0.00004:0.00004]\n");
    fprintf(gp, "set y2tics ('40' 0.00004, '30' 0.00003, '20' 0.00002, '10' 0.00001, '5' 0.000005, '0' 0.00000, '-5' -0.000005, '-10' -0.00001, '-20' -0.00002, '-30' -0.00003, '-40' -0.00004)\n");
    fprintf(gp, "set xzeroaxis lt -1\n");
    fprintf(gp, "set timestamp\n");
    fprintf(gp, "unset ytics\n");
    fprintf(gp, "set title 'loopstats offset' font 'Helvetica,16'\n");
    fprintf(gp, "set xlabel '-3600 (s)' font 'Helvetica,14'\n");
    fprintf(gp, "set y2label 'offset ({\265}s)' font 'Helvetica,14'\n");
    fprintf(gp, "plot '< tail -225 /var/log/ntpstats/loopstats' using 2:3 with points axis x1y2\n");
    
    while (1) {
        time_t t = time(NULL);
        s1 = t % 86400 + YOHAKU;
        s2 = t % 86400 - 3600 - YOHAKU;
        
        // X軸設定 [現時刻−3600秒:現時刻]
        fprintf(gp, "set xrange [%d:%d]\n", s2,s1);
        fprintf(gp, "replot\n");
        fflush(gp); // ここで描画
        
        sleep(16); // 再描画まで16秒待つ
    }
    fprintf(gp, "unset output\n");
    fprintf(gp, "exit\n");
    pclose(gp);
    
    return 0;
}
$ gcc -Wall -o loopstats-plot loopstats-plot.c
$ ./loopstats-plot

 

このフローチャートに従って、共有メモリに書き込むプログラムAのその部分 ↓

    while (1) { // 無限ループ
        if ((fp=popen("ntpq -c rv", "r"))==NULL) {
            string s = "N"; // ntpp -c rv 実行失敗時 N を共有メモリに書き込む
            sprintf(shared_memory, s.c_str());
        } else {
            fgets(str, 512, fp); // 一行読み込む
            ptr = strstr(str, "sync_ntp");
            if (ptr != NULL) {
                string s = "S"; // S を共有メモリに書き込む
                sprintf(shared_memory, s.c_str());
                sleep(16);
            } else {
                ptr = strstr(str, "sync_unspec");
                if (ptr != NULL) {
                    ptr = strstr(str, "no_sys_peer");
                    if (ptr != NULL) {
                        string s = "M"; // M を共有メモリに書き込む    
                        sprintf(shared_memory, s.c_str());
                    } else {
                        string s = "N"; // N を共有メモリに書き込む
                        sprintf(shared_memory, s.c_str());
                    }
                } else {
                    string s = "N"; // N を共有メモリに書き込む    
                    sprintf(shared_memory, s.c_str());
                }
            }
        }
        pclose(fp);
        sleep(1);
    }

 

プログラムAによって共有メモリに書き込まれた文字により、表示を変化させるラズパイ7桁時計のその部分 ↓

    static int segdata[22][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
        {H, H, H, H, H, H, L, H}, // 0. 小数点付き
        {L, H, H, L, L, L, L, H}, // 1. 小数点付き
        {H, H, L, H, H, L, H, H}, // 2. 小数点付き
        {H, H, H, H, L, L, H, H}, // 3. 小数点付き
        {L, H, H, L, L, H, H, H}, // 4. 小数点付き
        {H, L, H, H, L, H, H, H}, // 5. 小数点付き
        {H, L, H, H, H, H, H, H}, // 6. 小数点付き
        {H, H, H, L, L, L, L, H}, // 7. 小数点付き
        {H, H, H, H, H, H, H, H}, // 8. 小数点付き
        {H, H, H, H, L, H, H, H}, // 9. 小数点付き
	{L, L, L, L, L, L, L, L}, // Blank
	{L, L, L, L, L, L, L, H}, // dp
    };

    // 中略

    while (1) { // 無限ループ 1サイクル14.8ミリ秒 1秒間に約67回繰り返す

        // 共有メモリの文字により表示を変える
        switch (*shared_memory) {
            case 'S': // +++++ 時計表示 + 同期LED点灯 +++++
                disp = 2000;  // 2ミリ秒表示維持
                LEDstate = 1; // 同期LED点灯
                break;
            case 'M': // +++++ 時計表示 ++++++++++++++++++
                disp = 2000;  // 2ミリ秒表示維持
                LEDstate = 0; // 同期LED消灯
                break;
            case 'N': // +++++ チラツキ表示 ++++++++++++++
                disp = 10000; // 10ミリ秒表示維持
                LEDstate = 0; // 同期LED消灯
                break;
        }

        gpioWrite(SYNC_LED, LEDstate); // 共有メモリに応じて同期LED点灯・消灯

        // 時刻の取得
        clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts);
        localtime_r(&ts.tv_sec, &lotm);  // ローカル時間に変換
        num[0] = ts.tv_nsec / 100000000; // 1/10秒の桁取得
        num[1] = lotm.tm_sec % 10 + 10;  //  1. 秒の桁取得(小数点付き)
        num[2] = lotm.tm_sec / 10;       // 10  秒の桁取得
        num[3] = lotm.tm_min % 10;       //  1  分の桁取得
        num[4] = lotm.tm_min / 10;       // 10  分の桁取得
        num[5] = lotm.tm_hour % 10;      //  1  時の桁取得
        num[6] = lotm.tm_hour / 10;      // 10  時の桁取得

        // 7桁ダイナミック表示ルーチン
        for (j = 0; j < 7; j++) {
            for (i = 0; i < 9; 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表示
            gpioDelay(disp);             // 共有メモリに応じて表示維持時間変化
            gpioWrite(common[j], SEG_OFF);// 7セグLED消灯
        }

    }

 

↓ 7セグLEDのコモンをオシロで観測した画像。