在Raspberry Pi中使用Java驅動SSD1306 0.96吋 OLED螢幕

SSD1306是一塊常見的小螢幕，解析度為128*64，色彩為單色。

這邊使用的是I2C版本做Demo(也有SPI的但我手邊沒有)。

在Java中要與硬體溝通(GPIO, I2C, SPI, PWM, Serial)通常都會用PI4J這個底層套件包做通訊。

在這個範例中使用的是PI4J v1.4版，最新版是PI4J v2但是我們要用的SSD1306 Lib沒有支援到最新版所以需要降版本使用。

目前PI4J v1.4與Raspberry Pi搭配使用時，會跳出Unable to load [libpi4j.so] using path這個錯誤，因為PI4J也要依賴Wiring Pi才可以運作，所以我們要先在Raspberry Pi作業系統上安裝WiringPi。

官方說明：https://pi4j.com/1.4/dependency.html

sudo apt-get remove wiringpi -y
sudo apt-get --yes install git-core gcc make
cd ~
git clone https://github.com/WiringPi/WiringPi --branch master --single-branch wiringpi
cd ~/wiringpi
sudo ./build

安裝完後就把環境準備好了。

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接下來將SSD1306與Raspberry Pi做連接，I2C很方便我們只要把4條線都接上即可。

SSD1306	Raspberry Pi
GND	任一GND
VCC	任一3.3V
SCL	SCL (Pin5)
SDA	SDA (Pin3)

連接好後，先來檢查I2C的位址：

sudo i2cdetect -y 1

sudo i2cdetect -y 1
     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:                         -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 3c -- -- --
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- -- --

3c就是我們SSD1306的I2C位址，不同地方買的有可能會不一樣，目前主流預設的位址都是3c。

確認好位址後，就可以開始撰寫主程式囉。

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場景轉到Java專案中，首先在pom.xml加入套件：

測試過了幾套Lib覺得這個比較好用：https://github.com/entrusc/Pi-OLED

<dependencies>
  <dependency>
    <groupId>com.pi4j</groupId>
    <artifactId>pi4j-core</artifactId>
    <version>1.4</version>
  </dependency>
  <dependency>
    <groupId>de.pi3g.pi</groupId>
    <artifactId>pi-oled</artifactId>
    <version>1.2</version>
  </dependency>
</dependencies>

 

如果專案有使用到module-info.java架構，記得把Lib加進去：

requires pi4j.core;
requires pi.oled;

 

接下來就可以使用了：

try{
  //初始化.連接螢幕
  OLEDDisplay display = new OLEDDisplay();
  //清除畫面，不清除的話就會一直疊加上去
  display.clear();
  //使用內建字體顯示文字，顯示在畫面中央，高度在y=25的位置
  display.drawStringCentered("Hello World", de.pi3g.pi.oled.Font.FONT_5X8, 25, true);
  display.update();
  
}catch (Exception e){
  e.printStackTrace();
}

效果：

 

假如I2C位址不是預設的，則可以在產生OLEDDisplay物件時進行設定：

OLEDDisplay display = new OLEDDisplay(1, 0x3c);

指定I2C BUS的號碼(預設為1)、設定I2C位址。

 

但上面的效果常常不是我們想要的，而且不能顯示中文，為了達到最大化靈活性，這邊我會用圖片的方法來顯示我們想要的任何畫面(或文字)。

以下是一個把文字轉換為圖檔的範例，因為螢幕是128*64，所以畫布大小都是用128*64。

private BufferedImage getImg(String text){
  //螢幕解析度
  int width = 128;
  int height = 64;

  // 螢幕是吃 BufferedImage 物件
  BufferedImage image = new BufferedImage(width, height, BufferedImage.TYPE_BYTE_BINARY);

  // 使用 Graphics 繪圖
  Graphics graphics = image.getGraphics();

  // 指定背景顏色為黑色，並填滿
  graphics.setColor(Color.BLACK);
  graphics.fillRect(0, 0, width, height);

  // 文字為白色，並指定字體產生文字
  graphics.setColor(Color.WHITE);
  Font font = new Font("Arial", Font.PLAIN, 40);
  graphics.setFont(font);

  // 取得文字字串的寬高，顯示在畫面中間
  FontMetrics fontMetrics = graphics.getFontMetrics(font);
  int textWidth = fontMetrics.stringWidth(text);
  int textHeight = fontMetrics.getHeight();
  int x = (width - textWidth) / 2;
  int y = (height - textHeight) / 2 + fontMetrics.getAscent();

  // 繪製文字
  graphics.drawString(text, x, y);

  // 釋放資源
  graphics.dispose();
  
  return image;
}

 

把產生的BufferedImage顯示到螢幕上：

display.clear();
//因圖檔大小=螢幕大小，所以從0,0處開始顯示
display.drawImage(getImg("猛禽洛"),0, 0);
display.update();

利用BufferedImage就可以顯示任何想要的畫面了!

-END-