LoginSignup
14
14

More than 3 years have passed since last update.

@jp_yen(切手 一円)

Raspberry Pi で電子ペーパーを点けてみる (e-Paper )

Last updated at Posted at 2019-04-12

BN-880 と一緒に e-Paper を買っていたので、BN-880 の交換対応を頼んでいる間に点灯確認をやってみる。
この e-Paper は SPI で操作するので sudo raspi-config で SPI を ON にしておく。

商品 waveshare製 7.5inch e-Paper HAT (B)
この e-Paper は 白/黒, 白/黒/赤, 白/黒/黄 の 3タイプあり、二番目の 白/黒/赤 を購入。

購入先 banggood 6798円 (2019/3/21 時点) でした。他にはAmazon、せんごくネット、aliexpress でも購入可能です。

ドキュメントの場所はメーカ (waveshare) の Wiki っぽいページ
waveshare 7.5inch e-Paper HAT (B) から辿れます。

接続方法
HAT の写真
PSX_20190412_184908.jpg
User Manual によると pin 接続は以下の通り

Raspberry Pi e-Paper (HAT) pin番号/ケーブルの色
3.3V VCC (3.3～5V) pin1/赤
GND GND pin2/黒
MOSI (GPIO10/pin19) DIN pin3/青
SCLK (GPIO11/pin23) CLK pin4/黄
CE0 (GPIO8/pin24) CS pin5/橙
- (GPIO 25/pin22) DC pin6/緑
- (GPIO 17/pin11) RES pin7/白
- (GPIO 24/pin18) BUSY pin8/紫
CE1 (GPIO7/pin26) -NC-
MISO (GPIO9/pin21) -NC-

GPIO の並びに並べてみると以下の通り。刺し間違えしにくいように 4x2 のピンと、3x1 をくっつけてしまうかな？

pin番号 名前 名前 pin番号
11 RES - 12
13 - - 14
15 - . 16
17 3.3V BUSY 18
19 DIN GND 20
21 - DC 22
23 CLK CS 24

こんな感じで付属ケーブルの頭を挿げ替えた。
PSX_20190412_185027.jpg
PSX_20190412_184757.jpg

Raspberry Pi に刺したところはこんな感じ。
IMG_20190412_192821.jpg
後ろにプー・ルイさんとか見えてません。

BCM 2835 ライブラリ をダウンロードしてインストール & ソースファイルは消す。

Ras1:~/> mkdir e-paper && cd e-paper
Ras1:~/e-paper> wget http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/bcm2835-1.58.tar.gz                                                     --2019-04-12 19:35:26--  http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/bcm2835-1.58.tar.gz                                                 Resolving www.airspayce.com (www.airspayce.com)... 192.185.48.187                                                                   Connecting to www.airspayce.com (www.airspayce.com)|192.185.48.187|:80... connected.                                                HTTP request sent, awaiting response... 200 OK
Length: 264731 (259K) [application/x-gzip]
Saving to: 'bcm2835-1.58.tar.gz'

bcm2835-1.58.tar.gz              100%[==========================================================>] 258.53K   214KB/s    in 1.2s

2019-04-12 19:35:27 (214 KB/s) - 'bcm2835-1.58.tar.gz' saved [264731/264731]

Ras1:~/e-paper> tar xzf bcm2835-1.58.tar.gz
Ras1:~/e-paper> cd bcm2835-1.58
Ras1:~/e-paper/bcm2835-1.58> ./configure
...snip...
Ras1:~/e-paper/bcm2835-1.58> make
...
Ras1:~/e-paper/bcm2835-1.58> sudo make check
...
make[3]: Entering directory '/home/pi/e-paper/bcm2835-1.58/src'
PASS: test
============================================================================
Testsuite summary for bcm2835 1.58
============================================================================
# TOTAL: 1
# PASS:  1
# SKIP:  0
# XFAIL: 0
# FAIL:  0
# XPASS: 0
# ERROR: 0
============================================================================
make[3]: Leaving directory '/home/pi/e-paper/bcm2835-1.58/src'
...
Ras1:~/e-paper/bcm2835-1.58> sudo make install
...
make[2]: Entering directory '/home/pi/e-paper/bcm2835-1.58/src'
 /bin/mkdir -p '/usr/local/lib'
 /usr/bin/install -c -m 644  libbcm2835.a '/usr/local/lib'
 ( cd '/usr/local/lib' && ranlib libbcm2835.a )
 /bin/mkdir -p '/usr/local/include'
 /usr/bin/install -c -m 644 bcm2835.h '/usr/local/include'
make[2]: Leaving directory '/home/pi/e-paper/bcm2835-1.58/src'
...
Ras1:~/e-paper/bcm2835-1.58> cd ..
Ras1:~/e-paper> rm -rf bcm2835-1.58*

python のライブラリをインストール。

Ras1:~> sudo apt install libopenjp2-7-dev
Ras1:~> sudo apt install python-rpi.gpio python-spidev python-pil python-tz
Ras1:~> sudo apt install python3-rpi.gpio python3-spidev
Ras1:~> sudo apt-get install python3-pip
Ras1:~> sudo pip3 install Pillow

デモコードをダウンロード & コンパイル

Ras1:~/e-paper> wget https://www.waveshare.com/w/upload/0/01/7.5inch_e-paper_hat_b_code.7z
...
Ras1:~/e-paper> mkdir 7.5inch_e-paper_hat_b_code && cd 7.5inch_e-paper_hat_b_code
Ras1:~/e-paper/7.5inch_e-paper_hat_b_code> 7za x ../7.5inch_e-paper_hat_b_code.7z
Ras1:~/e-paper/7.5inch_e-paper_hat_b_code> cd RaspberryPi/bcm2835
Ras1:~/e-paper/7.5inch_e-paper_hat_b_code/RaspberryPi/bcm2835> make
gcc -g -O0 -Wall -D USE_DEBUG -c  obj/main.c -o bin/main.o -lbcm2835 -lm
gcc -g -O0 -Wall -D USE_DEBUG -c  obj/GUI_Paint.c -o bin/GUI_Paint.o -lbcm2835 -lm
gcc -g -O0 -Wall -D USE_DEBUG ./bin/font12CN.o ./bin/font12.o ./bin/font16.o ./bin/font24CN.o ./bin/font20.o ./bin/font8.o ./bin/fon
t24.o ./bin/GUI_BMPfile.o ./bin/main.o ./bin/EPD_7in5b.o ./bin/ImageData.o ./bin/GUI_Paint.o ./bin/DEV_Config.o -o epd -lbcm2835 -lm

できたデモを実行

Ras1:~/e-paper/7.5inch_e-paper_hat_b_code/RaspberryPi/bcm2835> sudo ./epd
7.5inch e-Paper B(C) demo
bcm2835 init success !!!
clear...
Debug: e-Paper busy
Debug: e-Paper busy release
Debug: e-Paper busy
Debug: e-Paper busy release
...

画面の明滅の他、デモ表示がされました。
python3 のデモも実行。

Ras1:~/e-paper/7.5inch_e-paper_hat_b_code/RaspberryPi/bcm2835> cd ../python3
Ras1:~/e-paper/7.5inch_e-paper_hat_b_code/RaspberryPi/python3> sudo python3 ./main.py
e-Paper busy
e-Paper busy release
Clear...
e-Paper busy
e-Paper busy release
Drawing
traceback.format_exc():
%s Traceback (most recent call last):
  File "./main.py", line 23, in <module>
    font24 = ImageFont.truetype('/usr/share/fonts/truetype/wqy/wqy-microhei.ttc', 24)
  File "/usr/lib/python3/dist-packages/PIL/ImageFont.py", line 238, in truetype
    return FreeTypeFont(font, size, index, encoding)
  File "/usr/lib/python3/dist-packages/PIL/ImageFont.py", line 127, in __init__
    self.font = core.getfont(font, size, index, encoding)
OSError: cannot open resource

フォントが無いみたいですね。
フォントファイル 2か所を /usr/share/fonts/opentype/noto/NotoSansCJK-Regular.ttc に書き換えて実行し成功(^^)
python2 の方も同じくフォントファイルを書き換えて成功。

e-Paper を sleep させずに放置するとダメージがあるらしいので、とりあえずリセットするコマンドを作成。24時間以上表示したままだとゴーストが消えない可能性があるとか、太陽光の下でリフレッシュしたら駄目だとか。まだまだこれからのデバイスなんですね。

init_clear.py
#!/usr/bin/python3
import epd7in5b

epd = epd7in5b.EPD()
epd.init()
epd.Clear(0xFF)
epd.sleep()
print("e-Paper clear & sleep done.")

ちょっとフォントを追加したりして

フォントを追加
> sudo apt install ttf-ancient-fonts-symbola

こんな感じに書き換えてみました。

e-Paper_time.py
#!/usr/bin/python3 
# -*- coding:utf-8 -*-

import epd7in5b
import time
import datetime
from PIL import Image,ImageDraw,ImageFont
import traceback
import random

import re
from subprocess import check_output

def timestamp(mess):
        nowtime = datetime.datetime.now()
        print("{}: {}".format(mess,nowtime.strftime('%T.%f')))



def ntp_status():
    out = check_output(["ntpq", "-c", "sysinfo"])

    for line in out.splitlines():
        if "system peer: " in line.decode():
            peer = re.sub('^system peer: *', '', line.decode())

        if "stratum:" in line.decode():
            st = re.sub("^stratum: *", "", line.decode())

    return (int(st), peer)



font48 = ImageFont.truetype('/usr/share/fonts/opentype/noto/NotoSansCJK-Regular.ttc', 48)
font24 = ImageFont.truetype('/usr/share/fonts/opentype/noto/NotoSansCJK-Regular.ttc', 24)
Symb48 = ImageFont.truetype('/usr/share/fonts/truetype/ancient-scripts/Symbola_hint.ttf', 48)

try:
    (ntp_stratum, ntp_sys_peer) = ntp_status()

    epd = epd7in5b.EPD()
    timestamp("edp.init             ")
    epd.init()

    # 10分に一度 Clear する
    while 1:
      timestamp("edp.Clear            ")
      epd.Clear(0xFF)

      for i in range(0,10):
        timestamp("edp.init             ")
        epd.init()
        timestamp("edp.Clear skip       ")

        gps = int(random.random()*13)
        qzss = int(random.random()*3)
        glonass = int(random.random()*13)
        BeiDou = int(random.random()*13)
        Galileo = int(random.random()*13)


        timestamp("make image           ")
        # Drawing on the Horizontal image
        HBlackimage = Image.new('1', (epd7in5b.EPD_WIDTH, epd7in5b.EPD_HEIGHT), 255)  # 298*126
        HRedimage   = Image.new('1', (epd7in5b.EPD_WIDTH, epd7in5b.EPD_HEIGHT), 255)  # 298*126    

        # Horizontal
        timestamp("Drawing              ")
        drawblack = ImageDraw.Draw(HBlackimage)
        drawred   = ImageDraw.Draw(HRedimage)


        drawblack.text((  0,  0), u'ただ今の時刻', font = font48, fill = 0)
        drawblack.text((288, 14), u'⏰' ,font = Symb48, fill = 0)

        drawblack.text((  0,102), 'NTP stratum:{:2d}'.format(ntp_stratum), font = font24, fill = 0)
        drawblack.text(( 48,127),     'peer:{:s}'.format(ntp_sys_peer),    font = font24, fill = 0)

        drawblack.text((  0,164), u'🛰' ,font = Symb48, fill = 0)
        str = "GPS {:2d} / みちびき {:2d}".format(gps, qzss)
        drawblack.text(( 48,150), str, font = font48, fill = 0)
        str = "北斗 {:2d} / GLONASS {:2d}".format(BeiDou, glonass)
        drawblack.text(( 48,200), str, font = font48, fill = 0)
        str = "Galileo {:2d}".format(Galileo)
        drawblack.text(( 48,250), str, font = font48, fill = 0)

        nowtime = datetime.datetime.now()
        sleeptime = 60-nowtime.second - nowtime.microsecond/1000000
        time.sleep(sleeptime)
        timestamp("write date start     ")
        nowtime = datetime.datetime.now()
        drawblack.text(( 0, 50), nowtime.strftime('%T.%f'), font = font48, fill = 0)
        timestamp("epd.display          ")
        epd.display(epd.getbuffer(HBlackimage), epd.getbuffer(HRedimage))
        timestamp("epd.sleep            ")
        epd.sleep()

        (ntp_stratum, ntp_sys_peer) = ntp_status()

        timestamp("next update waiting..")
        nowtime = datetime.datetime.now()
        sleeptime = 60-nowtime.second - nowtime.microsecond/1000000 - 0.6
        print("sleep to {}sec".format(sleeptime))
        time.sleep(sleeptime)

except:
    print('traceback.format_exc():\n%s',traceback.format_exc())
    exit()

実行するとこんな感じで、完了するまでに40秒ぐらいかかってしまいます。

Ras1:~/e-paper/7.5inch_e-paper_hat_b_code/RaspberryPi/python3> python3 test.py
edp.init             : 14:28:12.743321
e-Paper busy
e-Paper busy release
edp.Clear            : 14:28:13.245920
e-Paper busy
e-Paper busy release
edp.init             : 14:28:50.703835
e-Paper busy
e-Paper busy release
edp.Clear skip       : 14:28:51.206602
make image           : 14:28:51.207088
Drawing              : 14:28:51.209098
write date start     : 14:29:00.009041
epd.display          : 14:29:00.016917
Horizontal
Horizontal
e-Paper busy
e-Paper busy release
epd.sleep            : 14:29:38.776385
e-Paper busy
e-Paper busy release
next update waiting..: 14:29:38.924334
sleep to 20.475171sec
edp.init             : 14:29:59.420804
e-Paper busy
e-Paper busy release
edp.Clear skip       : 14:29:59.923895
make image           : 14:29:59.924366
Drawing              : 14:29:59.926296
write date start     : 14:30:00.000278
epd.display          : 14:30:00.007575
Horizontal
Horizontal
e-Paper busy
e-Paper busy release
epd.sleep            : 14:30:39.163830
e-Paper busy
e-Paper busy release
next update waiting..: 14:30:39.311694
sleep to 20.087804sec
edp.init             : 14:30:59.420422
e-Paper busy
e-Paper busy release
edp.Clear skip       : 14:30:59.923471
make image           : 14:30:59.923945
Drawing              : 14:30:59.925980
write date start     : 14:31:00.000285
epd.display          : 14:31:00.007451
Horizontal
Horizontal
e-Paper busy
e-Paper busy release
epd.sleep            : 14:31:39.175683
e-Paper busy
e-Paper busy release
next update waiting..: 14:31:39.321270
sleep to 20.078232sec
...snip...

表示はこんな感じ。とりあえず映ったなと。GPS 部分はダミー。
PSX_20190413_144555.jpg

更新中はこんな感じ。
https://www.youtube.com/watch?v=1haqmX0vacE
白バックから白黒反転して書き換わる、そしてゴーストが消えるまで点滅、再度白バックで表示。となってます。遅い...

続きはまた今度。更新にめっちゃ時間がかかるので時間表示は無理ですね。日付と天気予報表示ぐらいかな。時刻を表示するには普通の LCD 買わないといけませんね。

リフレッシュの早い e-Ink ディスプレイ

改めて調べてみると、もっと大きくてもリフレッシュが 1秒以下のものがありますねぇ。高いけど。これらのインターフェイスは USB/SPI/I80/I2C 対応で、16諧調 (4bit)、部分リフレッシュもできるみたいですね。

7.8インチ、10.3インチはリフレッシュ速度は 0.45s だとか。
9.7インチは 1秒以下。 6インチは Refresh Rate 85Hz とありますが、0.45s 以下？
こいつらは電気を食うので、更新時には 1A 以上は見ておいたほうが良いみたいです。

14
14
0

Register as a new user and use Qiita more conveniently

  1. You get articles that match your needs
  2. You can efficiently read back useful information
  3. You can use dark theme
What you can do with signing up
Sign upLogin
14
14