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1.1.6 Modulo LED Matrice a punti

Introduzione

In questo progetto imparerai a conoscere il Modulo LED Matrice a punti. Il modulo utilizza il driver MAX7219 per controllare la matrice LED 8 x 8.

Componenti necessari

In questo progetto, abbiamo bisogno dei seguenti componenti.

È sicuramente conveniente acquistare un kit completo, ecco il link:

Nome	OGGETTI IN QUESTO KIT	LINK
Raphael Kit	337	Raphael Kit

Puoi anche acquistarli separatamente dai link sottostanti.

INTRODUZIONE AI COMPONENTI	LINK PER L’ACQUISTO
Scheda di estensione GPIO	ACQUISTA
Breadboard	ACQUISTA
Cavi Jumper	ACQUISTA
Modulo Matrice LED	ACQUISTA

Schema elettrico

T-Board Name	physical	wiringPi	BCM
SPIMOSI	Pin 19	12	MOSI
SPICE0	pin 24	10	CE0
SPISCLK	Pin 23	14	SCLK

Procedure sperimentali

Passo 1: Costruisci il circuito.

Nota

Attiva l’SPI prima di iniziare l’esperimento, consulta Configurazione SPI per i dettagli.

Passo 2: Vai alla cartella del codice.

cd ~/raphael-kit/nodejs/

Passo 3: Installa le dipendenze.

sudo npm install spi-device

Passo 4: Esegui il codice.

sudo node max7219_led_matrix.js

Dopo l’esecuzione del codice, la matrice a punti LED visualizzerà da 0 a 9 e da A a Z in sequenza.

Codice

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();

Spiegazione del codice

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

Importa i moduli necessari per la comunicazione spi.

Nota

Quando hai più dispositivi che richiedono comunicazione spi, collega semplicemente i pin cs a diversi pin.

class MAX7219_LED_MATRIX {
    constructor(bus, device) {
        this.bus = bus;
        this.device è il dispositivo.
    }
    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();
                })
            })
        })
    }

Implementa una classe MAX7219_LED_MATRIX, e la funzione write() incapsulata in essa può accendere la matrice.

Nota

La parola chiave async viene utilizzata per modificare la funzione ed è solitamente abbinata alla parola chiave await. L’istruzione modificata da await deve attendere che il codice precedente termini l’esecuzione prima di proseguire, ottenendo l’effetto del blocco sincrono.

Async Function

lm = new MAX7219_LED_MATRIX(0, 0);

Istanzia un oggetto lm della classe MAX7219_LED_MATRIX, in modo da poter chiamare la funzione write() incapsulata.

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 funzione write(row,date) ti consente di visualizzare caratteri specifici sulla matrice a punti LED. Il primo parametro seleziona la riga della matrice LED (in totale 8 righe), Il secondo parametro inserisce un numero binario a 8 bit per controllare gli 8 LED della riga (0 significa spento, 1 significa acceso).

La variabile j viene utilizzata per selezionare il glifo, che è DISP[]. Ci sono un totale di 35 glifi, da 0 a 9 e da A a Z.

Ad esempio, quando j=1, la matrice LED dovrebbe visualizzare l’immagine 1.

La variabile i viene utilizzata per scrivere i 8 dati nel glifo DISP[] nella matrice LED in ordine. Dopo il completamento del ciclo, può essere generata una grafica 8x8.

Ad esempio, quando j=1, i=1, qui verranno scritti i dati di DISP[1][1], cioè 0x18, Questo farà sì che la seconda riga della matrice LED mostri l’immagine 00011000.

1.1.6 Modulo LED Matrice a punti

Introduzione

Componenti necessari

Schema elettrico

Procedure sperimentali

Immagine del fenomeno