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レッスン27: OLEDディスプレイモジュール (SSD1306)

このレッスンでは、Raspberry Piを使用してOLEDディスプレイモジュール (SSD1306) をPythonで接続する方法を学びます。Raspberry PiとOLEDディスプレイの間でI2C通信を確立し、Python Imaging Library (PIL) を使用してグラフィックスやテキストを作成する方法を学びます。このレッスンでは、OLED画面に図形やテキストを描画する手順を説明し、"Hello World!"というメッセージの実用的な例を提供します。

必要なコンポーネント

このプロジェクトでは、以下のコンポーネントが必要です。

全てが揃ったキットを購入すると便利です。リンクはこちらです：

Name

ITEMS IN THIS KIT

LINK

Universal Maker Sensor Kit

94

Universal Maker Sensor Kit

以下のリンクから個別に購入することもできます。

Component Introduction

Purchase Link

Raspberry Pi 5

-

OLEDディスプレイモジュール (SSD1306)

-

ブレッドボード

購入

配線

../_images/Lesson_27_oled_pi_bb.png

ライブラリのインストール

注釈

adafruit-circuitpython-ssd1306ライブラリはBlinkaに依存しているため、Blinkaがインストールされていることを確認してください。ライブラリのインストール方法については、Adafruit_Blinka （CircuitPython）のインストール - 任意 を参照してください。

ライブラリをインストールする前に、仮想Python環境がアクティブになっていることを確認してください：

source ~/env/bin/activate

adafruit-circuitpython-ssd1306ライブラリをインストールします：

pip install adafruit-circuitpython-ssd1306

Run the Code

注釈

  • コードを実行するために必要なPythonライブラリが「ライブラリのインストール」手順に従ってインストールされていることを確認してください。

  • コードを実行する前に、blinkaがインストールされた仮想Python環境がアクティブになっていることを確認してください。仮想環境をアクティブにするには、以下のコマンドを使用します：

    source ~/env/bin/activate

  • このレッスンのコードは universal-maker-sensor-kit-main/pi/ ディレクトリにあります。以下のコードを直接コピーして貼り付けても実行できます。ターミナルで次のコマンドを実行してコードを実行します：

    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 Analysis

  1. 必要なライブラリのインポート

    ここでは、プロジェクトに必要なライブラリをインポートします。 board はRaspberry Piハードウェアとのインターフェース用、 PIL は画像処理用、 adafruit_ssd1306 はOLEDディスプレイの制御用です。

    ``adafruit_ssd1306``ライブラリの詳細については、|Adafruit_Adafruit_CircuitPython_SSD1306|を参照してください。

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

  2. OLEDディスプレイの初期化

    OLEDディスプレイの寸法を設定し、I2C通信を確立します。 adafruit_ssd1306.SSD1306_I2C オブジェクトを作成してOLEDと対話します。

    # 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)

  3. ディスプレイのクリア

    OLEDディスプレイをゼロ（黒）で埋めることでクリアします。

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

  4. イメージバッファの作成

    PILを使用してイメージバッファを作成します。これは、グラフィックスが画面に表示される前に描画される場所です。

    PIL（Python Imaging Library）は、Pythonインタープリタに画像処理機能を追加します。詳細については、|link_pil_handbook|を参照してください。

    # 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)

  5. グラフィックスの描画

    ここでは、白い矩形（背景）と、内側に小さな黒い矩形（境界効果）を画像バッファに描画します。

    # 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,
)

  6. テキストの追加

    デフォルトフォントを読み込み、テキストサイズを計算する関数を定義します。そして、 "Hello World!"を中央に配置して画像バッファに描画します。

    # 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,
)

  7. イメージの表示

    最後に、画像バッファをOLEDディスプレイに送信して視覚化します。

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