5 Grafikfunktionen in der Matrix

Grafikelemente können sich überlagern und mit Text vermischen. Würde man sie durch verschiedene Funktionen direkt auf das Dot-Modul übertragen, würden beim Bildaufbau diverse Dots doppelt geflipt. Zur Beschleunigung des Bildaufbaus schreibt man daher mit den Grafikfunktionen der aaFlipra-Library zunächst alles in eine Speicher-Matrix des Arduino Nano.

Matrix Grundfunktionen

Durch Aufrufen der Funktion mUpdate() wird die neue Matrix mit der Vorgängermatrix verglichen, die den aktuellen realen Flip-Dot Zustand enthält. Die Funktion lässt dann nur die Dots flipen, die gegenüber dem alten Zustand geändert werden müssen. Neben dem Einsparen von Flip-Vorgängen kann bei mehreren in Reihe geschalteten KRUEGER Modulen in allen Modulen gleichzeitig ein Dot manipuliert werden.

void mUpdate(); // neue Matrix auf Dot-Modul ausgeben,
                // bestromt nur sich unterscheidende Dots

Die 2 Matrizen werden im dynamischen Speicher des Arduino abgelegt. Bei einem 28x19 Dot-Modul sind das (28 Spalten mal 19 Zeilen zu je 3 Byte) x 2 Matrizen = 2x 28x 3 Byte = 168 Byte. Eine Anzeige mit 4 Stück 28x19 Dot-Modulen benötigt 4x 168 Byte = 672 Byte im dynamischen Speicher des Arduino NANO.

Die Speicherreservierung findet automatisch durch die in der Config eingestellen Anzeigendaten statt. Dieser Speicher steht dann nicht mehr für die eigene Projekte zur Verfügung. Achtung: Der Arduino neigt schon zu "Hängern", wenn beim Kompilieren ein Speicherverbrauch von 75-85% angegeben ist. Größere Projekte mit großen Anzeigen sollten daher per serieller Kommunikation von einem anderen Host-System, wie einem ESP32 oder Raspi erzeugt werden.

// --- Matrix Grundfunktionen ---------------------------------	
void mReset();    // Löscht alle Dots in der Matrix[DATANEW]
                  // in die man mit den Funktionen schreibt.

void mResetold(); // Löscht alle Dots in der Matrix[DATAOLD]
                  // Diese löscht man in der Regel nicht. 
                  // - sonst würde man ja durcheinander kommen...

void mInvert();	  // Invertiert alle Pixel der Matrix[DATANEW].
                  // - danach mUpdate() aufrufen!

void mUpdate();   // Interne Matrix[DATANEW] auf Display übertragen. 
                  // Verändert nur sich unterscheidende Dots.

Dotmanipulation in der Matrix

In der Matrix setzt und löscht man einzelen Dots mit den Funktionen mSetDot und mResetDot. Mit dem Befehl mGetDot kann man den aktuellen Zustand eines Dots in der Matrix abfragen.

// --- Dotmanipulation in der Matrix -------------------------------	
// x unx y abhängig von der Orientierung
void mSetDot(uint8_t userPointX, uint8_t userPointY );    // Dot in der Matrix setzen = farbig stellen

void mResetDot(uint8_t userPointX, uint8_t userPointY );  // Dot in der Matrix löschen = schwarz stellen

uint8_t mGetDot(uint8_t userPointX, uint8_t userPointY ); // Stellung des Dot in der Matrix lesen. 
                                                          //Rückgabewert 1: Dot ist gesetzt, 0: Dot ist nicht gesetzt

Grafische Funktionen

Die grafischen Funktionen der aaFlipra habe ich aus den üblichen OLED Librarys von Adafruit & Co. abgeleitet. Sie vereinfachen das Zeichnen primitiver Formen. Die Namen der Funktionen sind weitgehend selbsterklärend.

Alle Übergabewert dürfen als int16_t vorzeichenbehaftete zwischen -32768 und +32767 liegen. Die Funktionen schneiden nicht darstellbare Dots problemlos ab.

// --- Grafische Funktionen ------------------------------------ 
void mDrawHorizontalLine(int16_t userPointX, int16_t userPointY, int16_t length);   
// horizontale Linie mit vorgegebener Länge zeichnen

void mDrawVerticalLine(int16_t userPointX, int16_t userPointY, int16_t length);	  
// vertikale Linie mit vorgegebener Länge zeichnen

void mEraseVerticalLine(int16_t userPointX, int16_t userPointY, int16_t length);	  
// vertikale Linie mit vorgegebener Länge löschen

void mDrawLine(int16_t x0, int16_t y0, int16_t x1, int16_t y1);	  
// Linie von P0 zu P1 zeichnen - Stufung bei schrägen Linien wird intern errechnet

void mDrawCircle(int16_t userCenterX, int16_t userCenterY, int16_t radius);         
// male einen ungefüllten Kreis um Punkt P0 mit vorgegebenem Radius

void mFillCircle(int16_t userCenterX, int16_t userCenterY, int16_t radius);	          
// male einen gefüllten Kreis um Punkt P0 mit vorgegebenem Radius

void mDrawRect(int16_t topLeftCornerX, int16_t topLeftCornerY, int16_t width, int16_t height); 
// male eine ungefülltes Rechteck mit Linienbreite 1

void mFillRect(int16_t topLeftCornerX, int16_t topLeftCornerY, int16_t width, int16_t height); 
// male ein gefülltes Rechteck 

void mEraseRect(int16_t topLeftCornerX, int16_t topLeftCornerY, int16_t width, int16_t height); 
// lösche einen Rechteckausschnitt 

 

Programmbeispiel

Das folgende Programm findet man in der Arduino IDE unter den vielen Beispielen der aaFlipra-Library.

// **************************************************************************
// aaFlipra-02-grafik
//
// c by Rainer Radow, 30171 Hannover, Germany                rainer.radow.org
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#include "aaFlipra.h"
aaFlipra ww;
// ==========================================================================
void setup(){
  ww.begin();
  ww.dotPowerOn();      // schaltet die Flipspannung auf die Treiberbausteine
  ww.setCoilFlipDuration(1000);
  ww.setAll(2);         // setze alle Dots mit 2 Millisekunden Verzögerung
  delay(100);           // warte 0,1 Sekunde
  ww.resetAll(0);       // lösche alle Dots schnellstmöglich
  delay(100);           // warte 0,1 Sekunde

  ww.mClean();                     // lösche die Matrix vor dem Beschreiben
  ww.mFillCircle(14, 9, 4);        // Ursprung x14/y9, Radius 4
  ww.mDrawVerticalLine(14, 1, 19); // Start x14/y1, Länge 19
  ww.mDrawHorizontalLine(4,9,21);  // Start x4/y9, Länge 21
  ww.mDrawLine(7,2,21,16);         // Start x7/y2, Ende x21/y16
  ww.mDrawLine(6,17,21,2);         // Start x6/y17, Endex21/y2
  ww.mUpdate();                    // Ausgabe auf dem Dot-Modul
  ww.dotPowerOff();                // Dot-Strom aus
}
// ==========================================================================
void loop() {
}
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