25a. Lektion: Fonts

maysrp /ssd1306_font

Quelle: https://github.com/maysrp/ssd1306_font

Diese Lösung erscheint auf den ersten Blick interessant. Leider funktioniert sie bei meinem ersten Test nicht.

Problem

in font.py werden die Files ASC16 ... 32 geöffnet (mit open). Sie werden aber nicht wieder geschlossen.
Ob das der Grund der Fehlermeldung ist weiß ich nicht. Es gibt jedenfalls eine Fehlermeldung, die ich nicht beseitigen kann. Deshalb scheidet diese Lösung aus.

magnums /MicroPython-Oled-ssd1306-largeFont

Quelle: https://github.com/magnums/MicroPython-Oled-ssd1306-largeFont

Diese Lösung funktioniert.

Allerdings ist eine Anpassung für das Demoboard erforderlich.

Anpassung für das Demoboard:

In main.py muss von SoftI2C auf I2C umgestellt werden. Dazu sind die beiden folgenden Zeilen so umzuändern, wie hier dargestellt:
Zeile 3:

from machine import Pin, I2C

Zeile 13:

i2c = I2C(0, scl=Pin(21), sda=Pin(20))

In Thonny erscheint die folgende Ausgabe wenn main.py ausgeführt wird:

>>> %Run -c $EDITOR_CONTENT

    MPY: soft reboot
    Orientation: horiz Reversal: False
>>> 

Die Zeile: Orientation: horiz Reversal: False wird in writer.py erzeugt. Ihre Ausgabe wird verhindert, wenn in Zeile 19

    def __init__(self, device, font, verbose=False):

verbose auf False gesetzt wird, wie oben dargestellt.

Nachteil

Es wird nur ein Font mitgeliefert.

nickpmulder /ssd1306big

Quelle: https://github.com/nickpmulder/ssd1306big

Hierbei handelt es sich um eine Erweiterung von ssd1306.py.
Die Buchstaben werden hier mit Grafikbefehlen gezeichnet. Deshalb scheidet diese Lösung für mich aus.

mark-gladding /packed-font

Quelle: https://github.com/mark-gladding/packed-font

peterhinch /micropython-font-to-py

Quelle: https://github.com/peterhinch/micropython-font-to-py

Peter Hinsch hat eine Klasse Writer geschrieben, die es ermöglicht andere als den Standardfont in den Frambuffer zu schreiben.Dazu wird für jeden benötigten Font eine eigene Instanz der Klasse Writer geschrieben. Über diese kann dann Text in dem entsprechenden Font erstellt werden.

Die Dateien

Die dazu erforderlichen Dateien können unter der o.a. URL mit Klick auf Code (grüner Reiter rechts oben) und dann Download Zip herunter geladen werden.

Uns interessieren die Dateien im Verzeichnis writer:

• writer.py
• courier20.py
• font10.py
• font6.py
• freesans20.py
• ssd1306_setup.py

Außerdem ist noch Treiberdatei ssd1306.py, die hier (https://github.com/micropython/micropython-lib/blob/master/micropython/drivers/display/ssd1306/ssd1306.py) heruntergeladen werden kann, erforderlich.

Diese Dateien werden in das Verzeichnis /lib des Pico kopiert.

Voraussetzung für den Einsatz der Klasse Writer ist, das der Displaytreiber (ssd1306.py) die Klasse Framebuffer erbt.

Peter hat noch eine weitere Datei hinzugefügt: ssd1306_setup.py. Diese Datei stellt die Funktion setup() bereit. In dieser ist das Einrichten der Schnittstelle (I2C oder SPI) und die Erstellung der Displayinstanz (hier ssd) zusammengefasst. Hier müssen die entsprechenden Pins eingetragen und die Parameter der Aufrufe dem verwendeten Microcontroller entsprechend angepasst werden. Die Originaldatei ist für das Pyboard geschrieben.

Bei der Auswahl der Schnittstellen kann man zwischen einer Hardwareschnittstelle und einer Software Inplementierung wählen. Peter schreibt, das die I2C-Hardware nicht funktioniert. Das beruht auf einem Fehler in der ssd1306_setup.py. Dazu gleich mehr.

ssd1306_setup.py einrichten

Hier der Inhalt von ssd1306_setup.py

import machine
from ssd1306 import SSD1306_SPI, SSD1306_I2C

WIDTH = const(128)
HEIGHT = const(64)

def setup(use_spi=False, soft=True):
    if use_spi:
        # Pyb   SSD
        # 3v3   Vin
        # Gnd   Gnd
        # X1    DC
        # X2    CS
        # X3    Rst
        # X6    CLK
        # X8    DATA
        pdc = machine.Pin('X1', machine.Pin.OUT_PP)
        pcs = machine.Pin('X2', machine.Pin.OUT_PP)
        prst = machine.Pin('X3', machine.Pin.OUT_PP)
        if soft:
            spi = machine.SPI(sck=machine.Pin('X6'), mosi=machine.Pin('X8'), miso=machine.Pin('X7'))
        else:
            spi = machine.SPI(1)
        ssd = SSD1306_SPI(WIDTH, HEIGHT, spi, pdc, prst, pcs)
    else:  # I2C
        # Pyb   SSD
        # 3v3   Vin
        # Gnd   Gnd
        # Y9    CLK
        # Y10   DATA
        if soft:
            pscl = machine.Pin('Y9', machine.Pin.OPEN_DRAIN)
            psda = machine.Pin('Y10', machine.Pin.OPEN_DRAIN)
            i2c = machine.I2C(scl=pscl, sda=psda)
        else:
            i2c = machine.I2C(2)
        ssd = SSD1306_I2C(WIDTH, HEIGHT, i2c)
    return ssd

Fehler beseitigen

Peter hat die Einrichtung der I2C-Pins in die IF-Anweisung geschrieben. Dadurch sind sie bei der Hardware Initialisierung nicht vorhanden:

if soft:
    pscl = machine.Pin('Y9', machine.Pin.OPEN_DRAIN)
    psda = machine.Pin('Y10', machine.Pin.OPEN_DRAIN)
    i2c = machine.I2C(scl=pscl, sda=psda)
else:
    i2c = machine.I2C(2)
ssd = SSD1306_I2C(WIDTH, HEIGHT, i2c)

Die korrigierte Fassung sieht so aus:

pscl = machine.Pin('Y9', machine.Pin.OPEN_DRAIN)
psda = machine.Pin('Y10', machine.Pin.OPEN_DRAIN)

if soft:
    i2c = machine.I2C(scl=pscl, sda=psda)
else:
    i2c = machine.I2C(2)
ssd = SSD1306_I2C(WIDTH, HEIGHT, i2c)

und funktioniert.

Parameter dem µC anpassen

Die initialisierung der I2C-Schnittelle erfolgt folgendermaßen:

Raspberry Pi Pico - SoftI2C:

from machine import Pin, SoftI2C

i2c = SoftI2C(scl=Pin(5), sda=Pin(4), freq=100_000)

Raspberry Pi Pico - HardI2C:

from machine import Pin, I2C

i2c = I2C(0)   # default assignment: scl=Pin(9), sda=Pin(8)
i2c = I2C(1, scl=Pin(3), sda=Pin(2), freq=400_000)

ESP32 - SoftI2C:

from machine import Pin, SoftI2C

i2c = SoftI2C(scl=Pin(5), sda=Pin(4), freq=100000)

ESP32 - HardI2C:

from machine import Pin, I2C

i2c = I2C(0)
i2c = I2C(1, scl=Pin(5), sda=Pin(4), freq=400000)

ssd1306_setup.py für das Demoboard

Hier wird nur der veränderte Ausschnitt für I2C für das Demoboard gezeigt.

import machine
from ssd1306 import SSD1306_SPI, SSD1306_I2C

...

# Diese beiden Zeilen sind nicht erforderlich
# pscl = machine.Pin('Y9', machine.Pin.OPEN_DRAIN)
# psda = machine.Pin('Y10', machine.Pin.OPEN_DRAIN)

if soft:
    i2c = SoftI2C(scl=Pin(21), sda=Pin(20), freq=100_000)
else:
    i2c = I2C(0, sda=Pin(20), scl=Pin(21))
ssd = SSD1306_I2C(WIDTH, HEIGHT, i2c)

ssd1306_setup.py benutzen

Natürlich ist die Einrichtung der I2C-Schnittstelle und das Erzeugen der Display-Instanz auch auf herkömmliche Weise möglich.

Wenn die ssd1306_setup.py verwendet werden soll geschieht das wie folgend:

• setup() ist eine Funktion und wird als solche aufgerufen.
• Als Parameter muss ihr use_spi = True/False übergeben werden.
• Der Parameter soft ist optional, da er schon mit True vorbelegt ist.
• Will man die Hardware-Schnittstelle verwenden, so muss auch soft=False übergeben werden.
• Zurückgegeben wird das Display-Objekt.

def setup:

def setup(use_spi=False, soft=True):

from ssd1306_setup import WIDTH, HEIGHT, setup

use_spi=False
ssd = setup(use_spi)

Testen ob setup() funktioniert.

Die Fonts

Diese 4 Fonts sind in dem Dateienpaket enthalten:

• courier20.py
• font10.py
• font6.py
• freesans20.py

Leider enthalten Sie keine Umlaute und manche Sonderzeichen fehlen.

Fonts werden ins Programm durch einen Import eingeführt. Sie belegen dann ggf. viel Speicherplatz:

import courier20

Testen ob andere Fonts von obigen Projekten funktionieren.

Writer-Instanzen erstellen

Wenn ein oder mehrere Fonts importiert sind, können wir Writer-Instanzen erzeugen, die diese Fonts verwenden:

Die Demo-Programme ausprobieren

writer_gui.py'

Die Dauer für das Zeichnen von einem Kreis mit der circle-Funktion aus writer_gui.py im Vergleich zur ellipse-Funktion von Framebuffer:

Schleifen_dauer = 5.1 µS
Zeit_circle = 3813.384 µS
Zeit_ellipse = 162.312 µS

Die Zeit der Schleife wurde herausgerechnet.
Der Radius betrug in beiden Fällen 24 Pixel.

Links

https://github.com/zuku/font16seg