Kuasai Matriks LED 8×8 dengan MAX7219: Teks Berjalan dan Kontrol Android via Bluetooth
Dalam tutorial Arduino ini kita akan mempelajari cara mengontrol Matriks LED 8×8 menggunakan driver MAX7219 dan papan Arduino. Anda dapat menonton video berikut atau membaca tutorial tertulis di bawah ini untuk detail selengkapnya.
Ringkasan
Kami akan membuat tiga contoh, dengan contoh pertama kita akan menjelaskan prinsip kerja dasar MAX7219, dalam contoh kedua kita akan melihat bagaimana teks berjalan pada Matriks LED 8×8 bekerja, dan dalam contoh ketiga kita akan mengontrolnya melalui Bluetooth dan aplikasi Android buatan sendiri.
MAX7219
Sekarang mari kita perhatikan lebih dekat driver MAX7219. IC ini mampu menggerakkan 64 LED individual sambil hanya menggunakan 3 kabel untuk komunikasi dengan Arduino, dan yang lebih baik lagi, kita dapat merantai beberapa driver dan matriks dan tetap menggunakan 3 kabel yang sama.
64 LED dihasilkan oleh 16 pin keluaran IC. Pertanyaan sekarang adalah bagaimana itu mungkin. Nah, jumlah maksimum LED yang menyala pada saat yang sama sebenarnya adalah delapan. LED disusun sebagai 8×8 baris dan kolom. Jadi MAX7219 mengaktifkan setiap kolom untuk waktu yang sangat singkat dan pada saat yang sama juga menggerakkan setiap baris. Dengan beralih cepat melalui kolom dan baris, mata manusia hanya akan memperhatikan cahaya yang kontinu.
Perhatikan bagaimana pin matriks LED 8×8 umum diatur secara internal, jadi jika Anda membangun matriks sendiri Anda harus mempertimbangkannya.
Juga perhatikan bahwa papan breakout umum untuk MAX7219 dilengkapi dengan resistor antara 5V dan pin IC nomor 18. Resistor digunakan untuk mengatur kecerahan atau arus yang mengalir ke LED.
Tabel berikut dari datasheet IC menunjukkan nilai resistor yang harus kita gunakan sesuai dengan tegangan jatuh maju LED kita.
Skema Rangkaian
Sekarang mari kita hubungkan modul Matriks LED 8×8 ke Papan Arduino. Berikut skema rangkaiannya:
VCC dan GND modul menuju pin 5V dan GND Arduino dan tiga pin lainnya, DIN, CLK, dan CS menuju pin digital mana pun pada papan Arduino. Jika kita ingin menghubungkan lebih dari satu modul, kita hanya menghubungkan pin keluaran papan breakout sebelumnya ke pin input modul baru. Sebenarnya pin-pin ini semuanya sama kecuali pin DOUT papan sebelumnya menuju pin DIN papan baru.
Anda dapat mendapatkan komponen yang diperlukan untuk tutorial Arduino ini dari tautan di bawah ini:
Modul Matriks Titik LED 8×8 MAX7219…..
Modul Bluetooth HC-05 ………………………
Papan Arduino ……………………………………..
Breadboard dan Kabel Jumper …………………
Kode Arduino Dasar MAX7219
Setelah kita menghubungkan modul, kita siap untuk melihat kode Arduino dari contoh pertama. Kita akan menggunakan perpustakaan MaxMatrix yang dapat diunduh dari GitHub.
/* 8x8 LED Matrix MAX7219 Example 01 by Dejan Nedelkovski, www.HowToMechatronics.com Based on the following library: GitHub | riyas-org/max7219 https://github.com/riyas-org/max7219 */ #include <MaxMatrix.h> int DIN = 7; // DIN pin of MAX7219 module int CLK = 6; // CLK pin of MAX7219 module int CS = 5; // CS pin of MAX7219 module int maxInUse = 1; MaxMatrix m(DIN, CS, CLK, maxInUse); char A[] = {4, 8, B01111110, B00010001, B00010001, B01111110, }; char B[] = {4, 8, B01111111, B01001001, B01001001, B00110110, }; char smile01[] = {8, 8, B00111100, B01000010, B10010101, B10100001, B10100001, B10010101, B01000010, B00111100 }; char smile02[] = {8, 8, B00111100, B01000010, B10010101, B10010001, B10010001, B10010101, B01000010, B00111100 }; char smile03[] = {8, 8, B00111100, B01000010, B10100101, B10010001, B10010001, B10100101, B01000010, B00111100 }; void setup() { m.init(); // MAX7219 initialization m.setIntensity(8); // initial led matrix intensity, 0-15 } void loop() { // Seting the LEDs On or Off at x,y or row,column position m.setDot(6,2,true); delay(1000); m.setDot(6,3,true); delay(1000); m.clear(); // Clears the display for (int i=0; i<8; i++){ m.setDot(i,i,true); delay(300); } m.clear(); // Displaying the character at x,y (upper left corner of the character) m.writeSprite(2, 0, A); delay(1000); m.writeSprite(2, 0, B); delay(1000); m.writeSprite(0, 0, smile01); delay(1000); m.writeSprite(0, 0, smile02); delay(1000); m.writeSprite(0, 0, smile03); delay(1000); for (int i=0; i<8; i++){ m.shiftLeft(false,false); delay(300); } m.clear(); } Bahasa kode: Arduino (arduino)
Deskripsi: Jadi pertama-tama kita perlu menyertakan perpustakaan MaxMatrix.h, mendefinisikan pin tempat modul terhubung, mengatur berapa banyak modul yang kita gunakan dan mendefinisikan objek MaxMatrix.
Untuk menampilkan karakter, kita perlu mendefinisikannya dalam array karakter atau byte, dan di sini saya memiliki beberapa contoh. Kita dapat memperhatikan bagaimana bit-bit membentuk karakter yang sebenarnya nol dan satu. Dalam hal ini mereka diputar 90 derajat, tetapi contoh perpustakaan menyarankan untuk menggunakannya dengan cara yang demikian sehingga nantinya akan lebih mudah untuk menerapkan fungsi khusus shiftLeft untuk menggulung teks.
Di bagian setup kita hanya perlu menginisialisasi modul dan mengatur kecerahan LED. Di bagian loop menggunakan fungsi setDot() kita dapat menyalakan LED individu mana pun di posisi X, Y atau Baris/Kolom dan menggunakan fungsi clear() kita dapat membersihkan display.
Untuk menampilkan karakter yang telah ditentukan, kita menggunakan fungsi writeSprite(), dan dua argumen pertama adalah posisi X dan Y pojok kiri atas karakter. Pada akhirnya menggunakan fungsi shiftLeft() kita memindahkan atau menggulung karakter ke kiri.
Kode Arduino Teks Berjalan Matriks LED 8×8
Selanjutnya mari kita lihat contoh teks berjalan dan lihat apa yang berbeda. Di bawah kode Anda akan menemukan deskripsinya.
Deskripsi: Di sini kita harus menyertakan perpustakaan tambahan untuk PROGMEN yang merupakan pengubah variabel dan digunakan untuk menyimpan data dalam memori flash bukan SRAM. Ketika kita memiliki database variabel yang lebih besar yang statis, seperti dalam hal ini mendefinisikan huruf dan karakter, lebih baik menyimpannya dalam memori flash karena jauh lebih besar, 32K byte, dibandingkan dengan 2K byte SRAM.
Selanjutnya dengan array karakter kita mendefinisikan teks berjalan dan di bagian loop fungsi khusus printStringWithShift, mencetak teks berjalan pada matriks LED dengan kecepatan gulir yang ditentukan dalam milidetik dengan argumen kedua. Hal pertama yang dilakukan fungsi khusus ini adalah mengekstrak karakter dari string teks dan kemudian menampilkan karakter gulir ini pada matriks LED.
Aplikasi Android untuk Mengontrol Matriks LED 8×8 melalui Bluetooth
Setelah kita mempelajari cara kerja MAX7219, sekarang kita dapat membuat contoh ketiga yang merupakan proyek Arduino praktis tempat kita akan membangun aplikasi Android khusus untuk mengontrol matriks LED melalui komunikasi Bluetooth. Sebelum melanjutkan, saya sarankan Anda untuk memeriksa tutorial terperinci saya tentang cara menggunakan modul Bluetooth HC-05 dan cara membangun aplikasi Android khusus menggunakan aplikasi online MIT App Inventor.
Berikut kode Arduino dan sekarang mari kita lihat modifikasi dibandingkan dengan contoh sebelumnya.
/* 8x8 LED Matrix MAX7219 Scrolling Text Android Control via Bluetooth by Dejan Nedelkovski, www.HowToMechatronics.com Based on the following library: GitHub | riyas-org/max7219 https://github.com/riyas-org/max7219 */ #include <MaxMatrix.h> #include <SoftwareSerial.h> #include <avr/pgmspace.h> PROGMEM const unsigned char CH[] = { 3, 8, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, // space 1, 8, B01011111, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, // ! 3, 8, B00000011, B00000000, B00000011, B00000000, B00000000, // " 5, 8, B00010100, B00111110, B00010100, B00111110, B00010100, // # 4, 8, B00100100, B01101010, B00101011, B00010010, B00000000, // $ 5, 8, B01100011, B00010011, B00001000, B01100100, B01100011, // % 5, 8, B00110110, B01001001, B01010110, B00100000, B01010000, // & 1, 8, B00000011, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, // ' 3, 8, B00011100, B00100010, B01000001, B00000000, B00000000, // ( 3, 8, B01000001, B00100010, B00011100, B00000000, B00000000, // ) 5, 8, B00101000, B00011000, B00001110, B00011000, B00101000, // * 5, 8, B00001000, B00001000, B00111110, B00001000, B00001000, // + 2, 8, B10110000, B01110000, B00000000, B00000000, B00000000, // , 4, 8, B00001000, B00001000, B00001000, B00001000, B00000000, // - 2, 8, B01100000, B01100000, B00000000, B00000000, B00000000, // . 4, 8, B01100000, B00011000, B00000110, B00000001, B00000000, // / 4, 8, B00111110, B01000001, B01000001, B00111110, B00000000, // 0 3, 8, B01000010, B01111111, B01000000, B00000000, B00000000, // 1 4, 8, B01100010, B01010001, B01001001, B01000110, B00000000, // 2 4, 8, B00100010, B01000001, B01001001, B00110110, B00000000, // 3 4, 8, B00011000, B00010100, B00010010, B01111111, B00000000, // 4 4, 8, B00100111, B01000101, B01000101, B00111001, B00000000, // 5 4, 8, B00111110, B01001001, B01001001, B00110000, B00000000, // 6 4, 8, B01100001, B00010001, B00001001, B00000111, B00000000, // 7 4, 8, B00110110, B01001001, B01001001, B00110110, B00000000, // 8 4, 8, B00000110, B01001001, B01001001, B00111110, B00000000, // 9 2, 8, B01010000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, // : 2, 8, B10000000, B01010000, B00000000, B00000000, B00000000, // ; 3, 8, B00010000, B00101000, B01000100, B00000000, B00000000, // < 3, 8, B00010100, B00010100, B00010100, B00000000, B00000000, // = 3, 8, B01000100, B00101000, B00010000, B00000000, B00000000, // > 4, 8, B00000010, B01011001, B00001001, B00000110, B00000000, // ? 5, 8, B00111110, B01001001, B01010101, B01011101, B00001110, // @ 4, 8, B01111110, B00010001, B00010001, B01111110, B00000000, // A 4, 8, B01111111, B01001001, B01001001, B00110110, B00000000, // B 4, 8, B00111110, B01000001, B01000001, B00100010, B00000000, // C 4, 8, B01111111, B01000001, B01000001, B00111110, B00000000, // D 4, 8, B01111111, B01001001, B01001001, B01000001, B00000000, // E 4, 8, B01111111, B00001001, B00001001, B00000001, B00000000, // F 4, 8, B00111110, B01000001, B01001001, B01111010, B00000000, // G 4, 8, B01111111, B00001000, B00001000, B01111111, B00000000, // H 3, 8, B01000001, B01111111, B01000001, B00000000, B00000000, // I 4, 8, B00110000, B01000000, B01000001, B00111111, B00000000, // J 4, 8, B01111111, B00001000, B00010100, B01100011, B00000000, // K 4, 8, B01111111, B01000000, B01000000, B01000000, B00000000, // L 5, 8, B01111111, B00000010, B00001100, B00000010, B01111111, // M 5, 8, B01111111, B00000100, B00001000, B00010000, B01111111, // N 4, 8, B00111110, B01000001, B01000001, B00111110, B00000000, // O 4, 8, B01111111, B00001001, B00001001, B00000110, B00000000, // P 4, 8, B00111110, B01000001, B01000001, B10111110, B00000000, // Q 4, 8, B01111111, B00001001, B00001001, B01110110, B00000000, // R 4, 8, B01000110, B01001001, B01001001, B00110010, B00000000, // S 5, 8, B00000001, B00000001, B01111111, B00000001, B00000001, // T 4, 8, B00111111, B01000000, B01000000, B00111111, B00000000, // U 5, 8, B00001111, B00110000, B01000000, B00110000, B00001111, // V 5, 8, B00111111, B01000000, B00111000, B01000000, B00111111, // W 5, 8, B01100011, B00010100, B00001000, B00010100, B01100011, // X 5, 8, B00000111, B00001000, B01110000, B00001000, B00000111, // Y 4, 8, B01100001, B01010001, B01001001, B01000111, B00000000, // Z 2, 8, B01111111, B01000001, B00000000, B00000000, B00000000, // [ 4, 8, B00000001, B00000110, B00011000, B01100000, B00000000, // \ backslash 2, 8, B01000001, B01111111, B00000000, B00000000, B00000000, // ] 3, 8, B00000010, B00000001, B00000010, B00000000, B00000000, // hat 4, 8, B01000000, B01000000, B01000000, B01000000, B00000000, // _ 2, 8, B00000001, B00000010, B00000000, B00000000, B00000000, // ` 4, 8, B00100000, B01010100, B01010100, B01111000, B00000000, // a 4, 8, B01111111, B01000100, B01000100, B00111000, B00000000, // b 4, 8, B00111000, B01000100, B01000100, B00101000, B00000000, // c 4, 8, B00111000, B01000100, B01000100, B01111111, B00000000, // d 4, 8, B00111000, B01010100, B01010100, B00011000, B00000000, // e 3, 8, B00000100, B01111110, B00000101, B00000000, B00000000, // f 4, 8, B10011000, B10100100, B10100100, B01111000, B00000000, // g 4, 8, B01111111, B00000100, B00000100, B01111000, B00000000, // h 3, 8, B01000100, B01111101, B01000000, B00000000, B00000000, // i 4, 8, B01000000, B10000000, B10000100, B01111101, B00000000, // j 4, 8, B01111111, B00010000, B00101000, B01000100, B00000000, // k 3, 8, B01000001, B01111111, B01000000, B00000000, B00000000, // l 5, 8, B01111100, B00000100, B01111100, B00000100, B01111000, // m 4, 8, B01111100, B00000100, B00000100, B01111000, B00000000, // n 4, 8, B00111000, B01000100, B01000100, B00111000, B00000000, // o 4, 8, B11111100, B00100100, B00100100, B00011000, B00000000, // p 4, 8, B00011000, B00100100, B00100100, B11111100, B00000000, // q 4, 8, B01111100, B00001000, B00000100, B00000100, B00000000, // r 4, 8, B01001000, B01010100, B01010100, B00100100, B00000000, // s 3, 8, B00000100, B00111111, B01000100, B00000000, B00000000, // t 4, 8, B00111100, B01000000, B01000000, B01111100, B00000000, // u 5, 8, B00011100, B00100000, B01000000, B00100000, B00011100, // v 5, 8, B00111100, B01000000, B00111100, B01000000, B00111100, // w 5, 8, B01000100, B00101000, B00010000, B00101000, B01000100, // x 4, 8, B10011100, B10100000, B10100000, B01111100, B00000000, // y 3, 8, B01100100, B01010100, B01001100, B00000000, B00000000, // z 3, 8, B00001000, B00110110, B01000001, B00000000, B00000000, // { 1, 8, B01111111, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, // | 3, 8, B01000001, B00110110, B00001000, B00000000, B00000000, // } 4, 8, B00001000, B00000100, B00001000, B00000100, B00000000, // ~ }; int dIn = 7; // DIN pin of MAX7219 module int clk = 6; // CLK pin of MAX7219 module int cs = 5; // CS pin of MAX7219 module int maxInUse = 2; // Number of MAX7219's connected MaxMatrix m(dIn, cs, clk, maxInUse); SoftwareSerial Bluetooth(8, 7); // Bluetooth byte buffer[10]; char incomebyte; int scrollSpeed = 100; char text[100] = "HowToMechatronics.com "; // Initial text message int brightness = 15; int count = 0; char indicator; void setup() { m.init(); // MAX7219 initialization m.setIntensity(brightness); // initial led matrix intensity, 0-15 Bluetooth.begin(38400); // Default communication rate of the Bluetooth module } void loop() { // Printing the text printStringWithShift(text, scrollSpeed); if (Bluetooth.available()) { // Checks whether data is comming from the serial port indicator = Bluetooth.read(); // Starts reading the serial port, the first byte from the incoming data // If we have pressed the "Send" button from the Android App, clear the previous text if (indicator == '1') { for (int i = 0; i < 100; i++) { text[i] = 0; m.clear(); } // Read the whole data/string comming from the phone and put it into text[] array. while (Bluetooth.available()) { incomebyte = Bluetooth.read(); text[count] = incomebyte; count++; } count = 0; } // Adjusting the Scrolling Speed else if (indicator == '2') { String sS = Bluetooth.readString(); scrollSpeed = 150 - sS.toInt(); // Milliseconds, subtraction because lower value means higher scrolling speed } // Adjusting the brightness else if (indicator == '3') { String sB = Bluetooth.readString(); brightness = sB.toInt(); m.setIntensity(brightness); } } } void printCharWithShift(char c, int shift_speed) { if (c < 32) return; c -= 32; memcpy_P(buffer, CH + 7 * c, 7); m.writeSprite(32, 0, buffer); m.setColumn(32 + buffer[0], 0); for (int i = 0; i < buffer[0] + 1; i++) { delay(shift_speed); m.shiftLeft(false, false); } } void printStringWithShift(char* s, int shift_speed) { while (*s != 0) { printCharWithShift(*s, shift_speed); s++; } } void printString(char* s) { int col = 0; while (*s != 0) { if (*s < 32) continue; char c = *s - 32; memcpy_P(buffer, CH + 7 * c, 7); m.writeSprite(col, 0, buffer); m.setColumn(col + buffer[0], 0); col += buffer[0] + 1; s++; } }Bahasa kode: Arduino (arduino)
Deskripsi: Pertama-tama kita perlu menyertakan perpustakaan SoftwareSerial.h yang akan mengaktifkan komunikasi Bluetooth dan mendefinisikan beberapa variabel yang diperlukan untuk program. Di bagian setup kita perlu menginisialisasi Bluetooth pada baud rate defaultnya yaitu 38400 bit per detik. Saya mengatur pesan teks awal menjadi “HowToMechatronics.com” dengan kecepatan gulir 100 milidetik.
Selanjutnya, di bagian loop, menggunakan fungsi Bluetooth.available() kita memeriksa apakah ada data masuk dari port serial dan jika benar menggunakan fungsi Bluetooth.read kita mulai membaca port serial, satu byte setiap iterasi. Jadi byte masuk pertama akan selalu disimpan ke variabel “indicator” dan berdasarkannya kita memilih apakah kita akan mengubah pesan teks, kecepatan gulir, atau kecerahan matriks LED.
Jika kita melihat blok kode aplikasi Android, kita dapat memperhatikan ketika tombol “Send” diklik, pertama-tama kita mengirim byte indikasi, dalam hal ini “1”, yang berarti kita ingin mengubah pesan teks. Untuk melakukan itu, di sisi Arduino, kita akan membersihkan array karakter keseluruhan dan juga membersihkan display matriks LED. Kemudian dalam loop “while” kita akan membaca sisa data di port serial, dan itulah pesan yang diketik di kotak teks aplikasi Android.
Dalam kasus variabel indikator adalah “2”, berarti kita telah mengubah posisi slider kecepatan gulir, jadi kita akan membaca nilainya baru menggunakan fungsi Bluetooth.readString() dan menyesuaikan kecepatan gulir. Dengan cara yang sama kita menyesuaikan kecerahan LED.
Di sini Anda dapat mengunduh aplikasi Android:
Aplikasi Android untuk Kontrol Matriks LED 8×8 Arduino
1 file(s) 1.48 MB Download
Aplikasi Android untuk Kontrol Matriks LED 8×8 Arduino .aia file
1 file(s) 34.06 KB Download
Itu lebih kurang semua untuk tutorial ini, jika Anda memiliki pertanyaan Anda dapat menggunakan bagian komentar di bawah ini.
