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1.1.6 Módulo de Matriz de LED

Introducción

En este proyecto, aprenderás sobre el Módulo de Matriz de LED. Este módulo utiliza el controlador MAX7219 para manejar la Matriz de LED de 8 x 8.

Componentes Necesarios

En este proyecto, necesitamos los siguientes componentes.

../_images/list_dot.png

Es definitivamente conveniente comprar un kit completo, aquí está el enlace:

Nombre

ELEMENTOS EN ESTE KIT

ENLACE

Kit Raphael

337

Raphael Kit

También puedes comprarlos por separado en los enlaces a continuación.

INTRODUCCIÓN DEL COMPONENTE

ENLACE DE COMPRA

Placa de Extensión GPIO

COMPRAR

Protoboard

COMPRAR

Cables de Puente

COMPRAR

Módulo de Matriz LED

COMPRAR

Diagrama Esquemático

Nombre del T-Board

físico

wiringPi

BCM

SPIMOSI

Pin 19

12

MOSI

SPICE0

pin 24

10

CE0

SPISCLK

Pin 23

14

SCLK
../_images/schematic_dot.png

Procedimientos Experimentales

Paso 1: Construye el circuito.

../_images/1.1.6fritzing.png

Nota

Activa el SPI antes de comenzar el experimento, consulta Configuración de SPI para más detalles.

Paso 2: Ve a la carpeta del código.

cd ~/raphael-kit/nodejs/

Paso 3: Instala las dependencias.

sudo npm install spi-device

Paso 4: Ejecuta el código.

sudo node max7219_led_matrix.js

Después de ejecutar el código, la Matriz de LED muestra del 0 al 9 y de la A a la Z en secuencia.

Código

const Gpio = require('pigpio').Gpio;
const spi = require('spi-device');

class MAX7219_LED_MATRIX {
    constructor(bus, device) {
        this.bus = bus;
        this.device = device;
    }
    delay(ms) {
        return new Promise((resolve, reject) => {setTimeout(resolve, ms)});
    }

    async write(addr, data) {
        return new Promise((resolve, reject)=>{
            const max7219 = spi.open(this.bus, this.device, (err)=>{
                if (err) reject(err);

                const message = [{
                    sendBuffer: Buffer.from([addr, data]),
                    receiveBuffer: Buffer.alloc(2),
                    byteLength: 2,
                    speedHz: 20000
                }];

                max7219.transfer(message, (err, message)=>{
                    if (err) reject(err);
                    else resolve();
                })
            })
        })
    }
    async init() {
        await this.write(0x09, 0x00);
        await this.write(0x0a, 0x03);
        await this.write(0x0b, 0x07);
        await this.write(0x0c, 0x01);
        await this.write(0x0f, 0x00);
    }
}

const DISP=[
    [0x3C,0x42,0x42,0x42,0x42,0x42,0x42,0x3C],//0
    [0x08,0x18,0x28,0x08,0x08,0x08,0x08,0x08],//1
    [0x7E,0x2,0x2,0x7E,0x40,0x40,0x40,0x7E],//2
    [0x3E,0x2,0x2,0x3E,0x2,0x2,0x3E,0x0],//3
    [0x8,0x18,0x28,0x48,0xFE,0x8,0x8,0x8],//4
    [0x3C,0x20,0x20,0x3C,0x4,0x4,0x3C,0x0],//5
    [0x3C,0x20,0x20,0x3C,0x24,0x24,0x3C,0x0],//6
    [0x3E,0x22,0x4,0x8,0x8,0x8,0x8,0x8],//7
    [0x0,0x3E,0x22,0x22,0x3E,0x22,0x22,0x3E],//8
    [0x3E,0x22,0x22,0x3E,0x2,0x2,0x2,0x3E],//9
    [0x8,0x14,0x22,0x3E,0x22,0x22,0x22,0x22],//A
    [0x3C,0x22,0x22,0x3E,0x22,0x22,0x3C,0x0],//B
    [0x3C,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x3C,0x0],//C
    [0x7C,0x42,0x42,0x42,0x42,0x42,0x7C,0x0],//D
    [0x7C,0x40,0x40,0x7C,0x40,0x40,0x40,0x7C],//E
    [0x7C,0x40,0x40,0x7C,0x40,0x40,0x40,0x40],//F
    [0x3C,0x40,0x40,0x40,0x40,0x44,0x44,0x3C],//G
    [0x44,0x44,0x44,0x7C,0x44,0x44,0x44,0x44],//H
    [0x7C,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x7C],//I
    [0x3C,0x8,0x8,0x8,0x8,0x8,0x48,0x30],//J
    [0x0,0x24,0x28,0x30,0x20,0x30,0x28,0x24],//K
    [0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x40,0x7C],//L
    [0x81,0xC3,0xA5,0x99,0x81,0x81,0x81,0x81],//M
    [0x0,0x42,0x62,0x52,0x4A,0x46,0x42,0x0],//N
    [0x3C,0x42,0x42,0x42,0x42,0x42,0x42,0x3C],//O
    [0x3C,0x22,0x22,0x22,0x3C,0x20,0x20,0x20],//P
    [0x1C,0x22,0x22,0x22,0x22,0x26,0x22,0x1D],//Q
    [0x3C,0x22,0x22,0x22,0x3C,0x24,0x22,0x21],//R
    [0x0,0x1E,0x20,0x20,0x3E,0x2,0x2,0x3C],//S
    [0x0,0x3E,0x8,0x8,0x8,0x8,0x8,0x8],//T
    [0x42,0x42,0x42,0x42,0x42,0x42,0x22,0x1C],//U
    [0x42,0x42,0x42,0x42,0x42,0x42,0x24,0x18],//V
    [0x0,0x49,0x49,0x49,0x49,0x2A,0x1C,0x0],//W
    [0x0,0x41,0x22,0x14,0x8,0x14,0x22,0x41],//X
    [0x41,0x22,0x14,0x8,0x8,0x8,0x8,0x8],//Y
    [0x0,0x7F,0x2,0x4,0x8,0x10,0x20,0x7F],//Z
];

lm = new MAX7219_LED_MATRIX(0, 0);

async function main(){
    lm.init();
    while(1){
        for(let j=0;j<36;j++){
            for(let i=1;i<9;i++){
                lm.write(i, DISP[j][i-1]);
            }
            await lm.delay(1000);
        }
    }
}
main();

Explicación del Código

const spi = require('spi-device');

Importar los módulos necesarios para la comunicación SPI.

Nota

Cuando tengas múltiples dispositivos que necesiten comunicación SPI, solo conecta los pines CS a diferentes pines.

class MAX7219_LED_MATRIX {
    constructor(bus, device) {
        this.bus = bus;
        this.device = device;
    }
    delay(ms) {
        return new Promise((resolve, reject) => {setTimeout(resolve, ms)});
    }

    async write(addr, data) {
        return new Promise((resolve, reject)=>{
            const max7219 = spi.open(this.bus, this.device, (err)=>{
                if (err) reject(err);

                const message = [{
                    sendBuffer: Buffer.from([addr, data]),
                    receiveBuffer: Buffer.alloc(2),
                    byteLength: 2,
                    speedHz: 20000
                }];

                max7219.transfer(message, (err, message)=>{
                    if (err) reject(err);
                    else resolve();
                })
            })
        })
    }

Implementar una clase MAX7219_LED_MATRIX, y la función write() encapsulada en ella puede iluminar la matriz.

Nota

La palabra clave async se usa para modificar la función y generalmente se combina con la palabra clave await. La declaración modificada por la palabra clave await necesita esperar a que el código anterior termine de ejecutarse antes de continuar, logrando el efecto de bloqueo sincrónico.

lm = new MAX7219_LED_MATRIX(0, 0);

Instanciar un objeto lm de la clase MAX7219_LED_MATRIX, para que podamos llamar a la función write() encapsulada en su interior.

while(1){
    for(let j=0;j<36;j++){
        for(let i=0;i<8;i++){
            lm.write(i, DISP[j][i]);
        }
        await lm.delay(1000);
    }
}

La función write(row, date) te permite mostrar caracteres especificados en la matriz de puntos LED. El primer parámetro selecciona la fila de la Matriz LED (un total de 8 filas). El segundo parámetro ingresa un número binario de 8 bits para controlar los 8 LEDs de la fila (0 significa apagado, 1 significa encendido).

La variable j se usa para seleccionar el glifo, que es DISP[]. Hay un total de 35 glifos, del 0 al 9 y de la A a la Z.

Por ejemplo, cuando j=1, la Matriz LED debería mostrar la imagen 1.

La variable i se usa para escribir los 8 datos en el glifo DISP[] en la Matriz LED en orden. Después de completar el bucle, se puede generar un gráfico de 8x8.

Por ejemplo, cuando j=1, i=1, se escribirá aquí el dato de DISP[1][1], que es 0x18, Esto hará que la segunda fila de la Matriz LED muestre la imagen 00011000.

../_images/led_not.png

Imagen del Fenómeno

../_images/1.1.6led_dot_matrix.JPG