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Lektion 27: OLED-Display-Modul (SSD1306)

In dieser Lektion lernen Sie, wie Sie ein Raspberry Pi mit einem OLED-Display-Modul (SSD1306) unter Verwendung von Python verbinden. Sie lernen, wie Sie eine I2C-Kommunikation zwischen dem Raspberry Pi und dem OLED-Display herstellen und die Python Imaging Library (PIL) für die Erstellung von Grafiken und Text verwenden. Die Lektion führt Sie durch das Zeichnen von Formen und Texten auf dem OLED-Bildschirm und bietet ein praktisches Beispiel mit der Nachricht „Hello World!“.

Erforderliche Komponenten

In diesem Projekt benötigen wir die folgenden Komponenten.

Es ist definitiv praktisch, ein ganzes Kit zu kaufen, hier ist der Link:

Name	ITEMS IN THIS KIT	LINK
Universal Maker Sensor Kit	94	Universal Maker Sensor Kit

Sie können sie auch einzeln über die untenstehenden Links kaufen.

Component Introduction	Purchase Link
Raspberry Pi 5	KAUFEN
OLED-Displaymodul (SSD1306)	-
Steckbrett	KAUFEN

Verkabelung

Bibliothek installieren

Bemerkung

Die adafruit-circuitpython-ssd1306-Bibliothek basiert auf Blinka. Stellen Sie daher sicher, dass Blinka installiert ist. Anweisungen zur Installation der Bibliotheken finden Sie unter Installation von Adafruit_Blinka (CircuitPython) - Optional.

Bevor Sie die Bibliothek installieren, stellen Sie sicher, dass die virtuelle Python-Umgebung aktiviert ist:

source ~/env/bin/activate

Installieren Sie die adafruit-circuitpython-ssd1306-Bibliothek:

pip install adafruit-circuitpython-ssd1306

Code ausführen

Bemerkung

Bitte stellen Sie sicher, dass Sie die Python-Bibliothek installiert haben, die für die Ausführung des Codes gemäß den Schritten unter „Bibliothek installieren“ erforderlich ist.
Bevor Sie den Code ausführen, stellen Sie sicher, dass Sie die virtuelle Python-Umgebung mit installiertem Blinka aktiviert haben. Sie können die virtuelle Umgebung mit folgendem Befehl aktivieren:
```
source ~/env/bin/activate
```
Finden Sie den Code für diese Lektion im Verzeichnis universal-maker-sensor-kit-main/pi/ oder kopieren Sie den untenstehenden Code direkt und führen Sie ihn im Terminal aus:
```
python 27_ssd1306_oled_module.py
```

import board
import digitalio
from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont
import adafruit_ssd1306

# Initialize OLED display dimensions
WIDTH = 128
HEIGHT = 64

# Set up I2C communication with the OLED display
i2c = board.I2C()  # Utilizes board's SCL and SDA pins
oled = adafruit_ssd1306.SSD1306_I2C(WIDTH, HEIGHT, i2c, addr=0x3C)

# Clear the OLED display
oled.fill(0)
oled.show()

# Create a new image with 1-bit color for drawing
image = Image.new("1", (oled.width, oled.height))

# Obtain a drawing object to manipulate the image
draw = ImageDraw.Draw(image)

# Draw a filled white rectangle as the background
draw.rectangle((0, 0, oled.width, oled.height), outline=255, fill=255)

# Define border size for an inner rectangle
BORDER = 5
# Draw a smaller black rectangle inside the larger one
draw.rectangle(
    (BORDER, BORDER, oled.width - BORDER - 1, oled.height - BORDER - 1),
    outline=0,
    fill=0,
)

# Load the default font for text
font = ImageFont.load_default()

def getfontsize(font, text):
    # Calculate the size of the text in pixels
    left, top, right, bottom = font.getbbox(text)
    return right - left, bottom - top

# Define the text to be displayed
text = "Hello World!"
# Get the width and height of the text in pixels
(font_width, font_height) = getfontsize(font, text)
# Draw the text, centered on the display
draw.text(
    (oled.width // 2 - font_width // 2, oled.height // 2 - font_height // 2),
    text,
    font=font,
    fill=255,
)

# Send the image to the OLED display
oled.image(image)
oled.show()

Code-Analyse

Notwendige Bibliotheken importieren

Hier importieren wir die für das Projekt benötigten Bibliotheken. board dient zur Schnittstelle mit der Raspberry Pi-Hardware, PIL zur Bildverarbeitung und adafruit_ssd1306 zur Steuerung des OLED-Displays.

Weitere Informationen zur adafruit_ssd1306-Bibliothek finden Sie unter adafruit/Adafruit_CircuitPython_SSD1306.
```
import board
import digitalio
from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont
import adafruit_ssd1306
```
Initialisierung des OLED-Displays

Die Abmessungen des OLED-Displays werden festgelegt und die I2C-Kommunikation wird eingerichtet. Das adafruit_ssd1306.SSD1306_I2C-Objekt wird erstellt, um mit dem OLED zu interagieren.
```
# Initialize OLED display dimensions
WIDTH = 128
HEIGHT = 64

# Set up I2C communication with the OLED display
i2c = board.I2C()
oled = adafruit_ssd1306.SSD1306_I2C(WIDTH, HEIGHT, i2c, addr=0x3C)
```
Löschen des Displays

Das OLED-Display wird durch Füllen mit Nullen (schwarz) gelöscht.
```
# Clear the OLED display
oled.fill(0)
oled.show()
```
Erstellen eines Bildpuffers

Ein Bildpuffer wird mithilfe von PIL erstellt. Hier werden die Grafiken gezeichnet, bevor sie auf dem Bildschirm angezeigt werden.

Die PIL (Python Imaging Library) fügt Ihrem Python-Interpreter Bildverarbeitungsfunktionen hinzu. Weitere Informationen finden Sie im Pillow Handbook.
```
# Create a new image with 1-bit color for drawing
image = Image.new("1", (oled.width, oled.height))

# Obtain a drawing object to manipulate the image
draw = ImageDraw.Draw(image)
```

Zeichnen von Grafiken

Hier werden ein weißes Rechteck (Hintergrund) und ein kleineres schwarzes Rechteck (Randeffekt) auf den Bildpuffer gezeichnet.

# Draw a filled white rectangle as the background
draw.rectangle((0, 0, oled.width, oled.height), outline=255, fill=255)

# Define border size for an inner rectangle
BORDER = 5
# Draw a smaller black rectangle inside the larger one
draw.rectangle(
    (BORDER, BORDER, oled.width - BORDER - 1, oled.height - BORDER - 1),
    outline=0,
    fill=0,
)

Hinzufügen von Text

Die Standardschriftart wird geladen und eine Funktion zur Berechnung der Textgröße definiert. Anschließend wird „Hello World!“ zentriert und auf den Bildpuffer gezeichnet.

# Load the default font for text
font = ImageFont.load_default()

def getfontsize(font, text):
    # Calculate the size of the text in pixels
    left, top, right, bottom = font.getbbox(text)
    return right - left, bottom - top

# Define the text to be displayed
text = "Hello World!"
# Get the width and height of the text in pixels
(font_width, font_height) = getfontsize(font, text)
# Draw the text, centered on the display
draw.text(
    (oled.width // 2 - font_width // 2, oled.height // 2 - font_height // 2),
    text,
    font=font,
    fill=255,
)

Bild anzeigen

Schließlich wird der Bildpuffer zur Visualisierung an das OLED-Display gesendet.
```
# Send the image to the OLED display
oled.image(image)
oled.show()
```