【Poliviabot】【Raspberry Pi Pico】ロボット制御入門⑦I2C通信とSSD1306表示【Python】

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前回はこちらです

: 【Poliviabot】【Raspberry Pi Pico】ロボット制御入門⑥超音波センサで「距離」を測る【Python】
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1 この章の目的

この章では、PoliviaBot UMEの I2C（GP4/GP5） を使って、SSD1306（OLED） に文字を表示します。
Python初心者向けに「I2Cとは何か → 配線 → スキャン → 表示」まで順に進めます。

I2C通信とは？

I2C（アイ・スクエアド・シー）は、マイコンとセンサ／表示器をつなぐための通信方式です。特徴は次の通りです。

2本の線だけで通信できる
- SDA：データ線
- SCL：クロック線（タイミング）
1つのバスに複数の機器をつなげる
各機器は I2Cアドレス（例：0x3C）で識別される

2 PoliviaBotのI2Cピン

あなたのピン仕様では以下です。

I2C0 SDA：GP4
I2C0 SCL：GP5

配線（SSD1306 OLED）

一般的なSSD1306（I2Cタイプ）は端子がこうなっています：

VCC（電源）
GND
SCL
SDA

接続は次の通り（※OLEDの電源は基本 3.3V推奨）：

OLED	Pico W
VCC	3V3
GND	GND
SCL	GP5
SDA	GP4

3 I2Cスキャンで接続確認（最重要）

まず「見えているか」を確認します。これができれば半分成功です。

※ロボットの電源を入れてから実行してください。

from machine import Pin, I2C

i2c = I2C(0, scl=Pin(5), sda=Pin(4), freq=400000)

devices = i2c.scan()
print("I2C devices:", devices)

# 16進数表示
print("I2C addresses:", [hex(d) for d in devices])

期待される結果

SSD1306は多くの場合、アドレスが 0x3C または 0x3D です。
例：['0x3c']

4 SSD1306ライブラリについて

MicroPythonでは、SSD1306用のドライバがよく使われます。

液晶ディスプレイに文字を表示させるのを１からコーディングするのは非常に複雑になってしまいますので、ここではmicropythonに搭載されているライブラリ「ssd1306」を活用しましょう。

まずThonnyの画面左上の「ツール」をクリックして開き、「パッケージを管理」をクリックします。

画面上部の検索バーに「ssd1306」と記入しEnterキーを押します。

画面右側にライブラリ名が表示されますのでクリックします。

中央下部の「インストール」をクリックします。

画面左側の<インストール>の項目に「ssd1306」が追加されていればインストールは完了です。

これでライブラリが使用できるようになりましたので、プログラムを書いていきましょう。

まずライブラリをインポートします。

今回はRaspberry Pi Pico WとLCDをI2C通信で接続しますので、machineライブラリの中からI2Cというライブラリもインポートしましょう。

from machine import Pin, I2C
import ssd1306
import time

5 文字を表示する

I2Cアドレスが 0x3C だった場合の例です。

from machine import Pin, I2C
import ssd1306
import time

# I2C初期化（PoliviaBot仕様）
i2c = I2C(0, scl=Pin(5), sda=Pin(4), freq=400000)

# OLED初期化（128x64が一般的）
oled = ssd1306.SSD1306_I2C(128, 64, i2c, addr=0x3C)

# 画面クリア
oled.fill(0)

# 文字を書く（x, y）
oled.text("PoliviaBot UME", 0, 0)
oled.text("I2C SSD1306 OK!", 0, 16)

# 画面反映（これが超重要）
oled.show()

while True:
    time.sleep(1)

重要ポイント

oled.text() は「文字をバッファに書くだけ」
oled.show() で 画面に反映される

※電池が減ってくるとうまく通信できない場合があります

6 複数行の表示と更新

画面を更新するときは毎回、

oled.fill(0) で消す
oled.text() で書く
oled.show() で反映

という流れにするとわかりやすいです。

from machine import Pin, I2C
import ssd1306
import time

i2c = I2C(0, scl=Pin(5), sda=Pin(4), freq=400000)
oled = ssd1306.SSD1306_I2C(128, 64, i2c, addr=0x3C)

count = 0

while True:
    oled.fill(0)
    oled.text("PoliviaBot", 0, 0)
    oled.text("Counter:", 0, 16)
    oled.text(str(count), 0, 32)
    oled.show()

    count += 1
    time.sleep(0.5)

課題 12

I2Cスキャン結果をOLEDに表示してください。

解答例はこちら

from machine import Pin, I2C
import ssd1306
import time

i2c = I2C(0, scl=Pin(5), sda=Pin(4), freq=400000)
devices = i2c.scan()

oled = ssd1306.SSD1306_I2C(128, 64, i2c, addr=0x3C)

oled.fill(0)
oled.text("I2C scan:", 0, 0)
oled.text(str([hex(d) for d in devices]), 0, 16)  # 長い場合は見切れます
oled.show()

while True:
    time.sleep(1)

課題13

超音波センサ（Trig=GP7, Echo=GP6）の距離をOLEDに表示してください。

センサで**距離（数値）**を取得する
その数値を**文字列（テキスト）**に変換する
OLEDに表示して、デバッグできる状態を作る

LEDだけだと「近い/遠い」程度しか分かりませんが、OLEDに数値が出ると調整が一気に楽になります。

解答例はこちら

from machine import Pin, I2C
import ssd1306
import time

i2c = I2C(0, scl=Pin(5), sda=Pin(4), freq=400000)
oled = ssd1306.SSD1306_I2C(128, 64, i2c, addr=0x3C)

# --- 超音波（Trig=GP7 / Echo=GP6）---
TRIG = Pin(7, Pin.OUT)
ECHO = Pin(6, Pin.IN)

SOUND_SPEED = 0.0343  # cm/us

def get_distance_cm(timeout_us=30000):
    # Trigパルス
    TRIG.value(0)
    time.sleep_us(2)
    TRIG.value(1)
    time.sleep_us(10)
    TRIG.value(0)

    # EchoがHIGHになるのを待つ（タイムアウト付き）
    t0 = time.ticks_us()
    while ECHO.value() == 0:
        if time.ticks_diff(time.ticks_us(), t0) > timeout_us:
            return None
    start = time.ticks_us()

    # EchoがLOWになるのを待つ（タイムアウト付き）
    while ECHO.value() == 1:
        if time.ticks_diff(time.ticks_us(), start) > timeout_us:
            return None
    end = time.ticks_us()

    duration = time.ticks_diff(end, start)  # us
    distance = (duration * SOUND_SPEED) / 2
    return distance

# --- メインループ ---
while True:
    d = get_distance_cm()

    oled.fill(0)
    oled.text("PoliviaBot UME", 0, 0)
    oled.text("Sonar:", 0, 16)

    if d is None:
        oled.text("Distance: ---", 0, 32)
    else:
        oled.text("{:5.1f} cm".format(d), 0, 32)

    oled.show()
    time.sleep(0.3)

次回はこちら

: 【Poliviabot】【Raspberry Pi Pico】ロボット制御入門⑧ラインセンサ（アナログ入力）とライントレース【Python】
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