Grove-OLED-i2cにFramebufferモジュールを使ってイメージを表示する: xshige's beta notes

2020年4月25日 (土)

Grove-OLED-i2cにFramebufferモジュールを使ってイメージを表示する

2020/4/25+

MCP2221A adafruit_blinka Framebuffer Image

概要

MCP2221Aボードで以下のGrove-OLED-i2cにFramebufferモジュールを使ってイメージを表示する. 本記事は「Grove-OLED-i2cをFramebufferモジュールで機能拡張する」の続きになる。

本ボードは、ボードのバージョンによって、解像度が96x96または128x128であり、それぞれでコントローラも異なる。入手したボードは、v1.1で解像度は128x128でコントローラはSH1107Gであった。(Vdd:3.3V/5V両用対応)

接続

MCP2221Aボードのi2cに本件のOLEDを接続する。(Vdd=3.3V)

該当モジュールのインストール


  cd ~/mcp2221a_ws

  # 仮想環境に切り替える
  source blinka/bin/activate

  # sh1107g_cpy.pyをダウンロードする
  wget https://beta-notes.way-nifty.com/blog/files/sh1107g_cpy.py
  # adafruit_framebufをインストールする
  pip3 install adafruit-circuitpython-framebuf
  # framebufで使用するフォントをダウンロードする
  wget https://github.com/adafruit/Adafruit_CircuitPython_framebuf/blob/master/examples/font5x8.bin

  # python3のimageライブラリーをインストールする
  pip3 install Pillow

  # adafruit_imageloadモジュールをダウンロードする(CircuitPython用)
  git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_CircuitPython_ImageLoad.git
  cp -r Adafruit_CircuitPython_ImageLoad/adafruit_imageload .

  # テスト用画像をダウンロードする(これは任意の画像で良い)
  wget https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/5/58/Blinka.png

テスト用画像をビットマップ画像に変換する

以下のスクリプトを実行してテスト用ビットマップ画像を作る：
mk_b1image.py


  #!/usr/bin/python3

  from PIL import Image

  im = Image.open('Blinka.png')
  resized_im = im.resize((128,128))
  gray_im = resized_im.convert("L") 

  # 以下の「x < 90」の「90」の画像によって調整すること
  tmp_im = gray_im.point(lambda x: 0 if x < 90 else 255) 
  b1_im = tmp_im.convert('1')
  b1_im.save('blinka_b1.bmp')

  # inverted image
  # 以下の「x < 90」の「90」の画像によって調整すること
  tmp_im = gray_im.point(lambda x: 255 if x < 90 else 0) 
  inv_b1_im = tmp_im.convert('1')
  inv_b1_im.save('blinka_inv_b1.bmp')

これにより以下の２つのファイルが作られる。
blinka_b1.bmp
blinka_inv_b1.bmp

デモ・スクリプト(python3/circuitpython兼用)

test_fb1_sh1107g.py


  #CIRCUITPY = True
  CIRCUITPY = False
  # import image related module
  if CIRCUITPY:
    import displayio
    import adafruit_imageload
  else:
    from PIL import Image

  # for CircuitPython/blinka
  import time
  import busio
  import board

  i2c = busio.I2C(board.SCL, board.SDA)
  i2c.try_lock()

  from sh1107g_cpy import SH1107G
  oled = SH1107G(i2c)
  oled.clear()

  #-----------------------------
  # framebuffer related

  import adafruit_framebuf

  # pixel size for display
  WIDTH = 128
  HEIGHT = 128

  fbuf = bytearray(round(WIDTH * HEIGHT / 8))
  fb = adafruit_framebuf.FrameBuffer(fbuf, WIDTH, HEIGHT,
                     buf_format=adafruit_framebuf.MVLSB)

  #------------------------------ 

  # write image into framebuffer
  def fb_image(fb,img):
      # Iterate through the pixels
          for x in range(img.width):
              for y in range(img.height):
                  if img.getpixel((x, y)):
                      fb.pixel(x, y, 1) 
                  else:
                      fb.pixel(x, y, 0) 

  # for circuitpython
  def fb_image_cpy(fb,img):
      # Iterate through the pixels
          for x in range(img.width):
              for y in range(img.height):
                  if img[x, y]:
                      fb.pixel(x, y, 1) 
                  else:
                      fb.pixel(x, y, 0) 


  # (for debug) Ascii printer for very small framebufs!
  def print_buffer(the_fb):
      print("." * (the_fb.width+2))
      for y in range(the_fb.height):
          print(".", end='')
          for x in range(the_fb.width):
              if fb.pixel(x, y):
                  print("*", end='')
              else:
                  print(" ", end='')
          print(".")
      print("." * (the_fb.width+2))

  # clear framebuffer    
  def clear_fbuf():
      for i, _ in enumerate(fbuf):
          fbuf[i] = 0

  #----------------------------------

  print("image test1: ")
  clear_fbuf()
  if CIRCUITPY:
    im, pal = adafruit_imageload.load(
      "blinka_b1.bmp",
       bitmap=displayio.Bitmap, palette=displayio.Palette)
    fb_image_cpy(fb, im)
  else:
    im = Image.open('blinka_b1.bmp')
    im.show()
    fb_image(fb, im)

  # show display
  oled.draw(fbuf, len(fbuf))
  time.sleep(4)

  print("image test2: ")
  clear_fbuf()
  if CIRCUITPY:
    im, pal = adafruit_imageload.load(
      "blinka_inv_b1.bmp",
       bitmap=displayio.Bitmap, palette=displayio.Palette)
    fb_image_cpy(fb, im)
  else:
    im = Image.open('blinka_inv_b1.bmp')
    im.show()
    fb_image(fb, im)

  # show display
  oled.draw(fbuf, len(fbuf))
  time.sleep(4)

変数CIRCUITPYのTrue/Falseでcircuitpython/python3用を切り換えている。

実行

PC(python3)の場合


  #　仮想環境を有効化する
  source blinka/bin/activate

  # 実行する
  export BLINKA_MCP2221=1
  python3 test_fb1_sh1107g.py

注意：変数CIRCUITPYをFalseにすること。

CircuitPythonの場合


  REPL:

  import test_fb1_sh1107g

注意：変数CIRCUITPYをTrueにすること。

なお、CircuitPythonで実行する場合、以下のファイル/ディレクトリをCIRCUITPYにコピーする：


  (1)sh1107g_cpy.py
  (2)blinka/lib/python3.6/site-packages/adafruit_framebuf.py 
  # 「python3.6」の部分は、ホストPCの状況に合わせる
  (3)test_fb1_sh1107g.py
  (4)blinka_b1.bmp  
  (5)blinka_inv_b1.bmp  
  (6)adafruit_imageload(デレクトリ)
  これは、CIRCUITPY/lib以下にコピーする

動作実績

(1)MCP2221Aボード
正常に動作した(Vdd=3.3V)
(2)CircutPython Teensy4.0
正常に動作した(Vdd=3.3V)
(3)FT232Hボード
i2c.scan()でデバイス・アドレスが返ってこない。(動作せず)(Vdd=5V)
デバイスの仕様としては、5V/3.3V両用対応になっているが本ボードでは動作しないようだ。