RaspberryPi + Volumio + LCDを実現したプログラム説明

既にvolumioのバイナリにLCD表示機能も入れ込んだものをこちらで公開していますが、LCD表示のプログラムについて説明をしていませんでした。　

今日は、そのあたりの説明をしようと思います。　

使ったLCDはストロベリーリナックスさんのSB1602BWというI2C接続のものです。

実は、同じI2C接続で秋月電子で最近取り扱いを始めたI2C接続の有機ELディスプレイも、僅かにプログラム変更するだけで使用できます。　

有機ELディスプレイは、残像がほぼ無いので、スクロール速度を上げても読みやすいとか、視野角もほぼ180度と視認性に優れています。　

寿命については、各所で色々いわれているようにあまり長くはない可能性があります。　これは、壊れるという意味ではなく輝度の低下です。　光らせたピクセルのみ輝度が低下していきますので、いわゆる焼き付きみたいにピクセル毎の輝度ムラが生じる可能性はあるかと思います。　

さてさて、プログラムの説明に入りたいと思います。　

プログラムはこちらlcd_ctrl.pyです。

冒頭部分

import RPi.GPIO as GPIO
import time
import commands
import smbus
import sys
from daemon import daemon
from daemon.pidlockfile import PIDLockFile 

ここは、おまじないと思ってください。　プログラムの中で使うライブラリなどをここに記述しています。　

次の

STOP = 0
PLAY = 1
PAUSE = 2
MSTOP = 1    # LCD Scroll motion stop time

の部分は、define（定数定義）のつもりなのですが、なんとpythonにはdefineがありません？　ということで、普通に変数として定義しています。　
「MSTOP」は、曲名スクロール表示の最初に止まっている時間を指定しています。　

いよいよ、次からプログラム本体です。

i2cクラスのイニシャライズ部分。　LCDのアドレスとかコントラストを指定しています。　その他は、動作の初期値です。　

class i2c(object):

    def __init__(self):
        self.bus = smbus.SMBus(1)
        self.addr = 0x3e          # LCD i2s address
        self.contrast = 0x78      # LCD contrast
        self.state = STOP         # state
        self.shift = 0            # Scroll shift value
        self.retry = 20           # retry for init LCD
        self.old_line1 = " "      # old str 1
        self.old_line2 = " "      # old str 2
        self.init()

次に、I2C-LCDのイニシャライズ部です。　リトライは20回まで、0.5秒おきに繰り返すようにしています。　 それでもアクセスできなかったときは、プログラムを終了させています。

# initialize LCD
    def init(self):
        while self.retry > 0:
            try:
                init_values = [0x39, 0x14, self.contrast, 0x56, 0x6c]

　　　　　　・・・・・略

            except IOError:
                self.retry = self.retry -1
                time.sleep(0.5)
            else:
                return 0
        else:
            sys.exit()

こちらは、1行目に表示する関数です。　同様に2行目用の関数もあり、そちらではスクロールするように作りました。　詳しくはプログラムソースをご覧下さい。　

# line1 send ascii data
    def line1(self, str):
        if str != self.old_line1:
            self.old_line1 = str
        else:
            return 0
        try:
            self.bus.write_byte_data(self.addr, 0, 0x80)
            vv = map(ord, list(str))
            self.bus.write_i2c_block_data(self.addr, 0x40, vv)
        except IOError:
            return -1

下のdisp関数が、動きを制御しています。　mpcにコマンドを出して、その戻りの文字列をみて、あれこれと画面に表示するものを決めています。　1行目に表示するもの。2行目に表示ものなど、ここで決めています。　関数が少し長いので詳細は割愛させて頂きます。

    def disp(self):
        # mpc command Send and Receive
        st = commands.getoutput('mpc')
        line_list = st.splitlines()       

        # stop
        if len(line_list) <= 1:
            if line_list[0].startswith(r"error:"):
                self.line1("  MPD shutdown  ")
                return 0
            else:
                self.state = STOP

        # play pause
        for line in range(0,len(line_list)):
            if line_list[line].startswith(r"[playing]"):
                self.state = PLAY
            elif line_list[line].startswith(r"[paused]"):
                self.state = PAUSE

　　 　　　・・・・略

次がメイン関数です。　0.5秒おきにdisp関数を呼び出しています。　スクロール速度を速くしたい場合は、この「0.5」を小さくすると速くなります。　LCDだと、0.2秒などに設定すると残像で文字がとても読みにくくなります。　

def main():
    lcd = i2c()

    while True:
        lcd.disp()
        time.sleep(0.5)

最後に、メイン関数を呼んでいる箇所です。　daemon化するおまじないも含んでいます。　

if __name__ == '__main__':
    with daemon.DaemonContext(pidfile=PIDLockFile('/var/run/lcd_ctrl.pid')):
        main()

以上がI2C-LCDにデータを転送するプログラムです。

最終的には、ほぼフルスクラッチ状態になりましたが大したことないプログラムです。　コメント行や空白行を除くと、正味100行程度です。　期待した方には申し訳ないですが、特別なテクニックなども使用していません。　工夫した点としてはtryとmap()を使っている所でしょうか。

でも、たったこれだけのプログラムで、エラー対策も含めて所定の動作をすることができるのはpythonの凄いところだと思います。　

＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊　

さて、秋月電子の有機ELディスプレイに対応させるには、下記の変更が必要です。

I2Cのアドレスを0x3cに変更

　　self.addr = 0x3c          # i2s address

イニシャライズ方法の変更

# initialize OLED
    def init(self):
        while self.retry > 0:
            try:
                self.bus.write_byte_data(self.addr, 0, 0x0c) # Display ON
            except IOError:
                self.retry = self.retry -1
                time.sleep(0.5)
            else:
                return 0
        else:
            sys.exit()

2行目の先頭位置は0ｘC0ではなく、0ｘA0とします。　

# line2 send ascii data and Scroll
    def line2(self, str, sp):
        try:
            self.bus.write_byte_data(self.addr, 0, 0xA0)
            self.maxlen = len(str) +MSTOP

あとは、スクロール速度（0.15-0.5秒程度）やMSTOP値（1-5くらいの自然数）をお好みに調整してください。

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