Michael Sauer
38c70ac5ce
Fixrunde 3 zu Task 6a. EnvironmentFile=-/etc/ninlight-station.conf statt -EnvironmentFile= (Fixrunde 2 hatte das Praefix vor den Direktivennamen statt vor den Dateipfad gesetzt - systemd verwarf die Zeile komplett, die Konfigurationsdatei wurde ueberhaupt nicht mehr gelesen). clear() stellte die in Panel dokumentierte Awake-Invariante nicht her (kein 0x26-Referenzpuffer) und verwendet jetzt wie draw_full() displayPartBaseImage(). Die 30-Minuten- Vollaufbau-Uhr feuerte bisher auch ohne vorherige Teilaufbauten und erzeugte im eingeschwungenen Ruhezustand einen endlosen Schlaf-/Wach-Zyklus mit 33 Prozent Bias-Anteil - sie greift jetzt nur noch, wenn seit dem letzten Vollaufbau tatsaechlich Teilaufbauten stattfanden, und der Zaehler wird beim Einschlafen zurueckgesetzt. draw_partial() meldet zurueck, ob es intern zu einem Vollaufbau aufgewertet hat, damit die 30-Minuten-Uhr korrekt bleibt. compose() ersetzt eingebettete Zeilenumbrueche vor der Breitenmessung. Dazu ein Kommando-Rekorder fuer die Tests, der die tatsaechlich gesendete SPI-Byte-Folge protokolliert: die vorherigen Tests fuer den Referenzpuffer (N2) und die Registerfolge nach dem Schlafen (N3) pruefften nur "keine Ausnahme" und blieben laut Reviewer-Mutation gruen, wenn die eigentliche Fehlerursache wieder eingefuehrt wurde. Die neuen Tests pruefen die gesendeten Kommandos direkt und wurden gegen genau diese Mutationen verifiziert.
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21 KiB
Python
439 lines
21 KiB
Python
#!/usr/bin/env python3
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"""Daemon fuer die E-Paper-Anzeige der ninlight-Station: alle 5 s status.json,
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control.json und die Konfigurationsdatei lesen, daraus einen Text zeichnen und - nur bei
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Aenderung - aufs Panel bringen.
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Panel: Waveshare 2,13" (250x122 px), SPI. Ob das verbaute Panel Revision V2 oder V3 ist,
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laesst sich am Geraet selbst nicht auslesen - die Revision kommt deshalb aus der
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Umgebungsvariable EPD_REVISION (Vorgabe "V3", von setup_pi.sh in
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/etc/ninlight-station.conf geschrieben und von der systemd-Unit als Environment=
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weitergereicht).
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So bestimmst du die richtige Revision empirisch: erst
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EPD_REVISION=V3 python3 display.py --test
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laufen lassen und das Panel ansehen. Zeigt es ein sauberes, seitenrichtiges Testbild ohne
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Geisterbilder/Streifen, ist V3 richtig. Zeigt es nichts, ein invertiertes/verschobenes Bild
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oder haengt beim SWRESET (ReadBusy() kehrt nie zurueck), mit
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EPD_REVISION=V2 python3 display.py --test
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wiederholen. Zwischen den beiden Versuchen kurz die Stromversorgung des Panels trennen
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(--clear reicht nicht immer, falsche Revision kann das Panel in einem Zwischenzustand
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lassen).
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Die Anzeige ist nirgends Voraussetzung fuer die Migration: fehlt das Panel, SPI oder eine
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Bibliothek (gpiozero/spidev/Pillow), faengt main() das als DisplayUnavailable bzw.
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ImportError ab, protokolliert GENAU EINE Zeile und beendet sich mit sys.exit(0) - nicht mit
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einem Fehler, sonst wuerde systemd (Restart=on-failure) den Dienst endlos neu starten und
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das Journal fluten. Ein Display-Fehler darf niemals eine Migration verhindern.
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"""
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from __future__ import annotations
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import argparse
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import json
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import logging
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import os
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import subprocess
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import sys
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import time
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from pathlib import Path
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# Flacher Import wie bei server.py/products.py: dieses Verzeichnis ist kein Package,
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# display.py kann aber von ueberall aus gestartet werden (die systemd-Unit ruft es mit
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# vollem Pfad auf).
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sys.path.insert(0, str(Path(__file__).resolve().parent))
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import render # noqa: E402
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from epdconfig import DisplayUnavailable # noqa: E402
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log = logging.getLogger("ninlight-display")
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# Dieselben Umgebungsvariablen wie tools/station/ninlight-station verwendet, damit Tests
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# und Handbetrieb ohne echtes /run bzw. /etc auskommen.
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RUN_DIR = Path(os.environ.get("NINLIGHT_RUN_DIR", "/run/ninlight-station"))
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CONF_PATH = Path(os.environ.get("NINLIGHT_STATION_CONF", "/etc/ninlight-station.conf"))
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SERVICE_NAME = os.environ.get("NINLIGHT_STATION_SERVICE", "ninlight-station")
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POLL_INTERVAL_S = 5
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# E-Paper altert mit jedem Bildaufbau - ein Vollaufbau nur bei Moduswechsel und
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# mindestens alle 30 Minuten, sonst Teilaktualisierung (siehe Modul-Docstring der
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# Panel-Treiber: haeufige Teilaktualisierungen ohne gelegentlichen Vollaufbau lassen
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# Geisterbilder stehen).
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FULL_REFRESH_INTERVAL_S = 30 * 60
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# Panel erst schlafen legen, wenn seit dem letzten Bildaufbau schon eine Weile nichts
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# mehr passiert ist - NICHT nach jedem einzelnen Bild (Fixrunde 2, N1/N2/N3: das liess
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# V3 beim naechsten Teilaufbau abstuerzen und machte V2s Deep-Sleep-Aufwachsequenz
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# unbrauchbar, siehe Panel-Klasse). Migrationsereignisse kommen oft in kurzen Buendeln
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# (mehrere Lampen kurz nacheinander) - das Panel dafuer jedesmal schlafen zu legen und
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# wieder aufzuwecken waere nur zusaetzlicher Verschleiss ohne Nutzen fuer die
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# Bias-Alterung, die I4 eigentlich vermeiden soll. 10 Minuten ohne Aenderung sind lang
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# genug, dass ein Buendel zusammenhaengender Ereignisse das Panel nicht staendig
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# schlafen und wieder aufwachen laesst, aber kurz genug, dass es zwischen zwei
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# tatsaechlich seltenen Ereignissen (z.B. stundenlanger Rettungsmodus ohne Anfrage)
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# nicht dauerhaft unter Bias steht.
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SLEEP_AFTER_IDLE_S = 10 * 60
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def _read_json(path: Path) -> dict:
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"""Geparster Inhalt von `path`, oder {} wenn er fehlt/unlesbar/kaputt/kein Objekt
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ist - status.json und control.json koennen jederzeit in genau diesem Zustand sein
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(frisch aufgesetzter Pi, Schreibfehler mitten im Schreiben)."""
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try:
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data = json.loads(path.read_text())
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except (OSError, ValueError):
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return {}
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return data if isinstance(data, dict) else {}
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def _read_conf(path: Path) -> dict[str, str]:
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"""Minimaler Parser fuer /etc/ninlight-station.conf: KEY='VALUE'-Zeilen, wie
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setup_pi.sh sie schreibt, optional mit einem "export "-Praefix (setup_pi.sh prueft
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beim Nachtragen fehlender Schluessel ausdruecklich auf "^(export[[:space:]]+)?KEY=" -
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ein bereits vorhandenes "export SSID=..." muss also erkannt werden, nicht nur die
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unpraefigierte Form). Kein echtes Shell-Sourcing (das CLI braucht das fuer $- und
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`-Escaping in Passwoertern, siehe dessen Kommentar - display.py liest hier nur
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SSID/MIGRATE_SSID, reine Bezeichner ohne Sonderzeichen)."""
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values: dict[str, str] = {}
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try:
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text = path.read_text()
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except OSError:
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return values
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for raw_line in text.splitlines():
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line = raw_line.strip()
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if not line or line.startswith("#") or "=" not in line:
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continue
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if line.startswith("export ") or line.startswith("export\t"):
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line = line[len("export"):].lstrip()
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key, _, value = line.partition("=")
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key = key.strip()
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value = value.strip()
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if len(value) >= 2 and value[0] == value[-1] and value[0] in ("'", '"'):
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value = value[1:-1]
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if key:
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values[key] = value
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return values
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def _read_mode_file(run_dir: Path) -> str:
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"""Modus, in dem der Dienst laut RUN_DIR/mode tatsaechlich gestartet wurde. Fehlt die
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Datei oder ist ihr Inhalt kein bekannter Modus, gilt "recovery" - derselbe Vorgabewert
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wie in server.py:resolve_mode()."""
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try:
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value = (run_dir / "mode").read_text().strip()
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except OSError:
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return "recovery"
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return value if value in ("recovery", "migration") else "recovery"
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# Nur beim ersten Mal protokollieren, dass systemctl selbst nicht erreichbar war (siehe
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# _service_active) - das passiert bei jedem der Aufrufe alle 5 s erneut, und eine Zeile
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# alle 5 s wuerde das Journal fluten, obwohl es sich nie aendert (Fixrunde 1, Kleinigkeit).
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_service_active_fallback_logged = False
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def _service_active(service_name: str) -> bool:
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"""Laeuft der Hauptdienst (server.py) gerade? "ninlight-station off" stoppt ihn und
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faehrt den Zugangspunkt herunter, laesst status.json dabei aber unangetastet liegen -
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ein reines Lesen von status.json wuerde nach "off" also faelschlich weiter den letzten
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Modus vor dem Abschalten zeigen. Deshalb ist die Dienstaktivitaet selbst (nicht das
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Vorhandensein von status.json) die Quelle fuer den Anzeigemodus "off"."""
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global _service_active_fallback_logged
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try:
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result = subprocess.run(
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["systemctl", "is-active", "--quiet", service_name],
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timeout=5, check=False)
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return result.returncode == 0
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except (OSError, subprocess.SubprocessError):
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# systemctl selbst nicht erreichbar (z.B. Handlauf ohne systemd) - dann anhand
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# der Statusdatei entscheiden statt "off" zu behaupten, ohne es zu wissen.
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if not _service_active_fallback_logged:
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log.warning("systemctl nicht erreichbar - Anzeige raet den Modus anhand von "
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"RUN_DIR/mode statt der echten Dienstaktivitaet")
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_service_active_fallback_logged = True
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return True
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def build_state(run_dir: Path = RUN_DIR, conf_path: Path = CONF_PATH,
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service_name: str = SERVICE_NAME) -> dict:
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"""Baut den zusammengefuehrten Zustand, den render.lines()/compose() erwarten.
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Modus kommt vorrangig aus RUN_DIR/mode (Vorgabe "recovery", wie
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server.py:resolve_mode()) - das ist das, was "ninlight-station on"/"migrate on"
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zuletzt geschrieben haben und unabhaengig davon verfuegbar, ob/wann der Serverprozess
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seit dem letzten Start schon einmal status.json geschrieben hat. status.json selbst
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liefert nur served/recent/last_seen; sein "mode"-Feld wird bewusst NICHT als
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Modusquelle verwendet (Fixrunde 1: die urspruengliche Fassung hatte den Vorrang
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umgekehrt).
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Phase/armed_target kommen aus control.json, nur im Migrationsmodus massgeblich - der
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Rettungsmodus ignoriert control.json ebenso wie server.py das tut. "off" ueberschreibt
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alles, wenn der Hauptdienst gar nicht laeuft."""
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if not _service_active(service_name):
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return {"mode": "off"}
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mode = _read_mode_file(run_dir)
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status = _read_json(run_dir / "status.json")
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conf = _read_conf(conf_path)
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state: dict = {"mode": mode, "served": status.get("served"), "recent": status.get("recent")}
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if mode == "recovery":
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state["ssid"] = conf.get("SSID")
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else: # migration
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state["ssid"] = conf.get("MIGRATE_SSID")
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state["last_seen"] = status.get("last_seen")
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control = _read_json(run_dir / "control.json")
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phase = control.get("phase")
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state["phase"] = phase if phase in ("auto", "listen", "armed") else "auto"
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state["armed_target"] = control.get("armed_target")
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return state
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def _load_epd_module(revision: str):
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"""Laedt den passenden Panel-Treiber. Nicht ueber ein Dict aus Modulnamen, damit ein
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statischer Import-Checker (und ein Mensch, der `grep -n epd2in13` tippt) beide
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moeglichen Importe findet."""
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if revision == "V2":
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import epd2in13_V2 as epd_module
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elif revision == "V3":
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import epd2in13_V3 as epd_module
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else:
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raise DisplayUnavailable(
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f"unbekannte EPD_REVISION '{revision}' - erwartet 'V2' oder 'V3'")
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return epd_module
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class Panel:
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"""Kapselt die V2/V3-Unterschiede der Waveshare-Treiber hinter einer einheitlichen
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Schnittstelle (Fixrunde 1, C1): epd2in13_V2.init() braucht ein Pflichtargument
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(FULL_UPDATE/PART_UPDATE), epd2in13_V3.init() braucht keins.
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Verfolgt zusaetzlich selbst, ob das Panel gerade "wach" ist (Register initialisiert,
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Referenzpuffer fuer Teilaufbauten bekannt) oder zuletzt sleep() gerufen wurde
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(Fixrunde 2, N1/N3): epd.sleep() schickt das Panel in einen Zustand, aus dem heraus
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KEINE Revision direkt einen Teilaufbau vertraegt - V2s sleep() ist Deep Sleep Mode 2
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(RAM/Register verworfen; ein nachfolgendes init(PART_UPDATE) setzt nur einen Teil der
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Register, die ein Teilaufbau braucht - 0x01/0x11/0x44/0x45/0x4E/0x4F setzt
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ausschliesslich der FULL_UPDATE-Zweig), V3s sleep() ruft epdconfig.module_exit() und
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schliesst damit die GPIO-Pins, die epd2in13_V3.displayPartial() als Erstes anfasst
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(roher AttributeError auf ein geschlossenes Pin-Objekt). Ein Teilaufbau nach dem
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Schlafen wird deshalb hier, nicht beim Aufrufer, transparent zu einem Vollaufbau
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aufgewertet - unabhaengig davon, in welcher Reihenfolge draw_full()/draw_partial()/
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sleep() aufgerufen werden.
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draw_full() (und clear(), Fixrunde 3, F2) verwendet fuer BEIDE Revisionen
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displayPartBaseImage() statt display()/Clear() (Fixrunde 2, N2): das schreibt beide
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RAM-Puffer des Controllers (0x24 UND 0x26) und legt damit erst die Referenz an, gegen
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die ein nachfolgender Teilaufbau diffen kann - display() allein haette nur 0x24
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beschrieben (und Clear() ebenso - bei V2 ist das 0x26-Schreiben in Clear() sogar
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auskommentiert) und den ersten Teilaufbau danach gegen einen veralteten/undefinierten
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Puffer laufen lassen. self._awake wird deshalb nur dort auf True gesetzt, wo
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tatsaechlich ein gueltiger Referenzpuffer entstanden ist - vorher (Fixrunde 2) setzte
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clear() es, obwohl es nur epd.Clear() (kein 0x26) rief, und die im Klassen-Docstring
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behauptete Invariante stimmte nach clear() nicht."""
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def __init__(self, revision: str) -> None:
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self.revision = revision
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self._epd_module = _load_epd_module(revision)
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self.epd = self._epd_module.EPD()
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# Vor dem ersten clear()/draw_full() ist nichts initialisiert - siehe Klassen-
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# Docstring, warum draw_partial() das genauso wie ein sleep() davor behandeln
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# muss (beides: kein gueltiger Referenzpuffer, keine vollstaendige Registerlage).
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self._awake = False
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def _full_init(self) -> None:
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if self.revision == "V2":
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self.epd.init(self.epd.FULL_UPDATE)
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else:
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self.epd.init()
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def _blank_buffer(self) -> list[int]:
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"""Ein reiner Weiss-Puffer in der Groesse, die epd.getbuffer() fuer ein
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vollformatiges Bild liefern wuerde - dieselbe Formel wie in epd.Clear() selbst
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(siehe epd2in13_V2.py/epd2in13_V3.py), nur ohne ueber Pillow ein echtes weisses
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Bild zu erzeugen."""
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width, height = self.epd.width, self.epd.height
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linewidth = width // 8 if width % 8 == 0 else width // 8 + 1
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return [0xFF] * (linewidth * height)
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def clear(self) -> None:
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self._full_init()
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# displayPartBaseImage() statt epd.Clear() (Fixrunde 3, F2): dieselbe sichtbare
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# Wirkung (Panel wird weiss), aber schreibt zusaetzlich den 0x26-Referenzpuffer,
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# den ein nachfolgender draw_partial() braucht - epd.Clear() allein wuerde
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# self._awake=True vortaeuschen, ohne die im Klassen-Docstring beschriebene
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# Invariante wirklich herzustellen.
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self.epd.displayPartBaseImage(self._blank_buffer())
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self._awake = True
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def draw_full(self, image) -> None:
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buf = self.epd.getbuffer(image)
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self._full_init()
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self.epd.displayPartBaseImage(buf)
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self._awake = True
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def draw_partial(self, image) -> bool:
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"""Zeichnet teilweise - oder, falls das Panel nicht wach ist, vollstaendig.
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Gibt zurueck, ob intern zu einem Vollaufbau aufgewertet wurde (Fixrunde 3, F4):
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der Aufrufer muss das wie einen regulaeren Vollaufbau behandeln (z.B. fuer die
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30-Minuten-Uhr in run_daemon()), sonst kommt der naechste dortige Vollaufbau zu
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frueh und altert das Panel zusaetzlich, ohne dass ein Teilaufbau ueberhaupt
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stattgefunden haette."""
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if not self._awake:
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# Siehe Klassen-Docstring (Fixrunde 2, N1/N3): ein Teilaufbau direkt nach dem
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# Schlafen (oder vor dem allerersten Vollaufbau) ist auf keiner Revision eine
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# gueltige Sequenz - stattdessen einen vollwertigen Vollaufbau ausfuehren.
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self.draw_full(image)
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return True
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buf = self.epd.getbuffer(image)
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if self.revision == "V2":
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self.epd.init(self.epd.PART_UPDATE)
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self.epd.displayPartial(buf)
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return False
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def sleep(self) -> None:
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# Idempotent: ein zweiter sleep()-Aufruf, waehrend das Panel schon schlaeft,
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# wuerde sonst versuchen, ueber bereits von module_exit() geschlossene GPIO-Pins
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# SPI-Befehle zu schicken (derselbe AttributeError-Mechanismus wie N1, nur
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# selbst herbeigefuehrt statt durch einen Teilaufbau).
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if not self._awake:
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return
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self.epd.sleep()
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self._awake = False
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def _test_image(revision: str):
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from PIL import Image, ImageDraw, ImageFont
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width, height = 250, 122
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image = Image.new("1", (width, height), 255)
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draw = ImageDraw.Draw(image)
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draw.rectangle((0, 0, width - 1, height - 1), outline=0)
|
|
draw.text((4, 4), "ninlight-display Test", font=ImageFont.load_default(), fill=0)
|
|
draw.text((4, 20), f"EPD_REVISION={revision}", font=ImageFont.load_default(), fill=0)
|
|
draw.line((4, 40, width - 4, 40), fill=0)
|
|
# Vier Kaestchen, abwechselnd gefuellt/leer - hilft, Kontrast/Inversion am
|
|
# angeschlossenen Panel auf einen Blick zu beurteilen.
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|
for i in range(4):
|
|
x0 = 4 + i * 20
|
|
draw.rectangle((x0, 50, x0 + 16, 90), outline=0, fill=0 if i % 2 == 0 else 255)
|
|
return image
|
|
|
|
|
|
def run_test(revision: str) -> None:
|
|
"""Zeichnet ein Testbild und beendet sich - siehe Modul-Docstring, wie man damit V2
|
|
von V3 unterscheidet."""
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panel = Panel(revision)
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panel.clear()
|
|
panel.draw_full(_test_image(revision))
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|
panel.sleep()
|
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log.info("Testbild gezeichnet (EPD_REVISION=%s)", revision)
|
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def run_clear(revision: str) -> None:
|
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panel = Panel(revision)
|
|
panel.clear()
|
|
panel.sleep()
|
|
log.info("Panel geleert (EPD_REVISION=%s)", revision)
|
|
|
|
|
|
def run_daemon(revision: str) -> None:
|
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panel = Panel(revision)
|
|
panel.clear()
|
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last_lines: list[str] | None = None
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last_mode: object = object() # garantiert ungleich jedem echten Modus beim ersten Lauf
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last_full = time.monotonic()
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last_draw = time.monotonic()
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# Zaehlt Teilaufbauten seit dem letzten Vollaufbau. FULL_REFRESH_INTERVAL_S existiert
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|
# nur, um Geisterbilder aus AUFEINANDERFOLGENDEN Teilaufbauten auszugleichen - ohne
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# mindestens einen Teilaufbau seit dem letzten Vollaufbau gibt es nichts auszugleichen,
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|
# und ein Vollaufbau des UNVERAENDERTEN Bildes waere reine, nutzlose Alterung
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# (Fixrunde 3, F3): ohne diese Absicherung entstand im eingeschwungenen Ruhezustand ein
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# endloser 10-Minuten-schlafen/10-Minuten-wach-Zyklus (33% Bias-Anteil) rein aus der
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# 30-Minuten-Uhr, obwohl sich der Inhalt nie aenderte - genau das, was I4 verhindern
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# sollte.
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partials_since_full = 0
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while True:
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state = build_state()
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current_lines = render.lines(state)
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mode = state.get("mode")
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now = time.monotonic()
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mode_changed = mode != last_mode
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stale = partials_since_full > 0 and (now - last_full) >= FULL_REFRESH_INTERVAL_S
|
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if current_lines != last_lines or mode_changed or stale:
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image = render.compose(state)
|
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if mode_changed or stale:
|
|
panel.draw_full(image)
|
|
last_full = now
|
|
partials_since_full = 0
|
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else:
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upgraded = panel.draw_partial(image)
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if upgraded:
|
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# Panel.draw_partial() hat selbst zu einem Vollaufbau aufgewertet
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# (Panel war nicht wach, siehe Panel-Klasse) - das zaehlt fuer die
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# 30-Minuten-Uhr wie ein regulaerer Vollaufbau (Fixrunde 3, F4), sonst
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|
# kaeme der naechste "stale"-Vollaufbau zu frueh.
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last_full = now
|
|
partials_since_full = 0
|
|
else:
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partials_since_full += 1
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last_draw = now
|
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last_lines = current_lines
|
|
last_mode = mode
|
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elif (now - last_draw) >= SLEEP_AFTER_IDLE_S:
|
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# Nach laengerer Ruhe schlafen legen (I4: die Pixel bleiben - e-Paper ist
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# bistabil - aber ohne dauerhafte Spannung altert das Panel deutlich
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# weniger). Panel.sleep() ist idempotent, ein wiederholter Aufruf hier
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# (solange weiterhin nichts passiert) ist also unschaedlich.
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panel.sleep()
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# Nach dem Schlafen wertet Panel.draw_partial() den naechsten Aufbau ohnehin
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# zu einem Vollaufbau auf - der 30-Minuten-Zaehler soll dieses "natuerliche"
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# Zuruecksetzen nicht durch einen zusaetzlichen, inhaltslosen "stale"-
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# Vollaufbau vorwegnehmen, falls vor dem Einschlafen schon Teilaufbauten
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# stattgefunden hatten (Fixrunde 3, F3, zweiter Teil).
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partials_since_full = 0
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time.sleep(POLL_INTERVAL_S)
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def main() -> None:
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logging.basicConfig(level=logging.INFO, format="%(asctime)s %(levelname)s %(message)s")
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parser = argparse.ArgumentParser(description="ninlight E-Paper-Anzeige")
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group = parser.add_mutually_exclusive_group()
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group.add_argument("--test", action="store_true", help="Testbild zeichnen und beenden")
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group.add_argument("--clear", action="store_true", help="Panel leeren und beenden")
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args = parser.parse_args()
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revision = os.environ.get("EPD_REVISION", "V3")
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try:
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if args.test:
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run_test(revision)
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elif args.clear:
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run_clear(revision)
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else:
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run_daemon(revision)
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except (DisplayUnavailable, ImportError) as e:
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# Genau eine Zeile, dann sys.exit(0) - siehe Modul-Docstring. Das deckt sowohl
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# Hardwareprobleme (DisplayUnavailable: kein Panel/SPI) als auch eine fehlende
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# Bibliothek ab - allen voran Pillow, das laut Spec auf dem Ziel-Pi absichtlich
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# erst per "apt install python3-pil" nachkommt (Fixrunde 1, C4): render.compose()
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# importiert Pillow erst hier, ein fehlendes Paket zeigt sich also erst als
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# ModuleNotFoundError (eine ImportError-Unterklasse) beim ersten Zeichnen, nicht
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# schon beim Start. Restart=on-failure (statt always) in der Unit greift hier
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# nicht, weil 0 kein Fehlschlag ist; ein spaeter angestecktes Panel bzw.
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# nachinstalliertes Paket braucht also einen manuellen/zeitgesteuerten Neustart
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# der Unit, nicht eine Neustartschleife.
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log.info("E-Paper-Anzeige nicht verfuegbar, beende ohne Fehler: %s", e)
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sys.exit(0)
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except KeyboardInterrupt:
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sys.exit(0)
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if __name__ == "__main__":
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main()
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