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Pi Zero 2 W + ST7789 패널에 노드 상태(누수/온습도/미세먼지·오프라인·정체)를 상시 표시하는 디스플레이 노드 신설. 배포 전 렌더 검증 원칙에 따라 합성 최악 프레임 11종을 패널 실해상도로 render_preview/ 에 PNG 로 선렌더. - st7789_driver.py · display_dashboard.py · render_preview.py(합성 프레임 생성) - install.sh · vendor.sh · systemd/display-dashboard.service · 배선(WIRING)·연결테스트 - render_preview/01~11: 요약/통합/메트릭/오프라인/stale/legacy-무PM 최악 케이스
159 lines
6.8 KiB
Python
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Python
# =============================================================================
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# st7789_driver.py — ST7789V(240x320) SPI 드라이버 (GMT020-02 등)
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# 외부 디스플레이 라이브러리 의존 없음(폐쇄망 최소 의존):
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# spidev + RPi.GPIO + numpy(RGB565 변환) + Pillow(Image 입력)만 사용.
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# 하드웨어/모듈 부재 시 SimulationDisplay 로 폴백(PNG 저장) — sht30 드라이버와 동일 철학.
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import time
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try:
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import numpy as np
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except ImportError: # numpy 없으면 순수 파이썬 변환(느리지만 동작)
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np = None
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class SimulationDisplay:
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"""SPI/GPIO 불가 환경 폴백 — 프레임을 PNG 로 저장해 렌더 결과를 검증한다."""
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def __init__(self, width=240, height=320, preview_path="/tmp/display_preview.png"):
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self.width, self.height = width, height
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self.preview_path = preview_path
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def display(self, image):
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image.save(self.preview_path)
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def set_backlight(self, on):
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pass
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def close(self):
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pass
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class ST7789:
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"""ST7789V 240x320 — 초기화·전체 프레임 블릿. 부분 갱신은 쓰지 않는다(30초 주기)."""
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def __init__(self, spi_bus=0, spi_device=0, speed_hz=40_000_000,
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dc=25, rst=24, bl=None, width=240, height=320,
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rotation=0, invert=True):
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import spidev
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import RPi.GPIO as GPIO
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self.GPIO = GPIO
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self.width, self.height = width, height
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self.rotation = rotation
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self.dc, self.rst, self.bl = dc, rst, bl
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GPIO.setwarnings(False)
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GPIO.setmode(GPIO.BCM)
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GPIO.setup(dc, GPIO.OUT)
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GPIO.setup(rst, GPIO.OUT)
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if bl is not None: # 7핀 모듈(BLK 없음)은 백라이트 제어 생략
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GPIO.setup(bl, GPIO.OUT)
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self.spi = spidev.SpiDev()
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self.spi.open(spi_bus, spi_device)
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self.spi.max_speed_hz = speed_hz
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self.spi.mode = 0
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self._reset()
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self._init_panel(invert)
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self.set_backlight(True)
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# ── 저수준 ──────────────────────────────────────────────
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def _cmd(self, cmd, data=None):
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self.GPIO.output(self.dc, 0)
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self.spi.writebytes([cmd])
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if data:
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self.GPIO.output(self.dc, 1)
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self.spi.writebytes(list(data))
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def _reset(self):
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self.GPIO.output(self.rst, 1); time.sleep(0.05)
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self.GPIO.output(self.rst, 0); time.sleep(0.05)
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self.GPIO.output(self.rst, 1); time.sleep(0.15)
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def _init_panel(self, invert):
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self._cmd(0x01); time.sleep(0.15) # SWRESET
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self._cmd(0x11); time.sleep(0.12) # SLPOUT
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self._cmd(0x3A, [0x55]) # COLMOD: 16bit RGB565
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self._cmd(0x36, [self._madctl()]) # MADCTL: 회전
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self._cmd(0xB2, [0x0C, 0x0C, 0x00, 0x33, 0x33]) # PORCTRL
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self._cmd(0xB7, [0x35]) # GCTRL
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self._cmd(0xBB, [0x19]) # VCOMS
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self._cmd(0xC0, [0x2C]) # LCMCTRL
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self._cmd(0xC2, [0x01]) # VDVVRHEN
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self._cmd(0xC3, [0x12]) # VRHS
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self._cmd(0xC4, [0x20]) # VDVS
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self._cmd(0xC6, [0x0F]) # FRCTRL2 60Hz
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self._cmd(0xD0, [0xA4, 0xA1]) # PWCTRL1
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self._cmd(0xE0, [0xD0, 0x04, 0x0D, 0x11, 0x13, 0x2B, # PVGAMCTRL
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0x3F, 0x54, 0x4C, 0x18, 0x0D, 0x0B, 0x1F, 0x23])
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self._cmd(0xE1, [0xD0, 0x04, 0x0C, 0x11, 0x13, 0x2C, # NVGAMCTRL
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0x3F, 0x44, 0x51, 0x2F, 0x1F, 0x1F, 0x20, 0x23])
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self._cmd(0x21 if invert else 0x20) # INVON/INVOFF
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self._cmd(0x13) # NORON
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self._cmd(0x29); time.sleep(0.05) # DISPON
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def _madctl(self):
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return {0: 0x00, 90: 0x60, 180: 0xC0, 270: 0xA0}.get(self.rotation, 0x00)
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def _set_window(self):
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w, h = (self.width, self.height) if self.rotation in (0, 180) else (self.height, self.width)
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self._cmd(0x2A, [0, 0, (w - 1) >> 8, (w - 1) & 0xFF]) # CASET
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self._cmd(0x2B, [0, 0, (h - 1) >> 8, (h - 1) & 0xFF]) # RASET
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self._cmd(0x2C) # RAMWR
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# ── 공개 API ────────────────────────────────────────────
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def display(self, image):
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"""PIL RGB 이미지를 전체 프레임으로 전송."""
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w, h = (self.width, self.height) if self.rotation in (0, 180) else (self.height, self.width)
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if image.size != (w, h):
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image = image.resize((w, h))
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if np is not None:
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arr = np.asarray(image.convert("RGB"), dtype=np.uint16)
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rgb565 = ((arr[..., 0] & 0xF8) << 8) | ((arr[..., 1] & 0xFC) << 3) | (arr[..., 2] >> 3)
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buf = rgb565.byteswap().tobytes() # 빅엔디안
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else:
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px = image.convert("RGB").load()
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buf = bytearray(w * h * 2)
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i = 0
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for y in range(h):
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for x in range(w):
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r, g, b = px[x, y]
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v = ((r & 0xF8) << 8) | ((g & 0xFC) << 3) | (b >> 3)
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buf[i] = v >> 8; buf[i + 1] = v & 0xFF
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i += 2
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self._set_window()
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self.GPIO.output(self.dc, 1)
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if hasattr(self.spi, "writebytes2"): # 버퍼 직접 전송(자동 분할)
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self.spi.writebytes2(buf)
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else: # 구버전 spidev 폴백: list 로 분할 전송
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for ofs in range(0, len(buf), 4096):
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self.spi.writebytes(list(buf[ofs:ofs + 4096]))
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def set_backlight(self, on):
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if self.bl is not None:
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self.GPIO.output(self.bl, 1 if on else 0)
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def close(self):
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try:
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self.set_backlight(False)
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self.spi.close()
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except Exception:
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pass
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def open_display(cfg):
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"""설정 기반 디스플레이 오픈 — 하드웨어 불가 시 시뮬레이션 폴백."""
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if getattr(cfg, "FORCE_SIMULATION", False):
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return SimulationDisplay(cfg.WIDTH, cfg.HEIGHT), True
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try:
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disp = ST7789(
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spi_bus=cfg.SPI_BUS, spi_device=cfg.SPI_DEVICE, speed_hz=cfg.SPI_SPEED_HZ,
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dc=cfg.PIN_DC, rst=cfg.PIN_RST, bl=cfg.PIN_BL,
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width=cfg.WIDTH, height=cfg.HEIGHT,
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rotation=cfg.ROTATION, invert=cfg.INVERT,
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)
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return disp, False
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except Exception as e:
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print(f"[WARN] ST7789 init failed ({e}) — simulation fallback")
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return SimulationDisplay(cfg.WIDTH, cfg.HEIGHT), True
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