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Arduino UNO R4

Arduino UNO R4 - LED-Matrix

Dieses Tutorial zeigt dir, wie man Arduno UNO R4 mit externen LED-Matrix-Display-Modulen verwendet. Im Detail werden wir lernen:

Dann können Sie einfach den Code für andere LED-Matrizen wie die 16×8- oder 64×8-LED-Matrix anpassen.

Arduino UNO R4 LED-Matrix

Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie man den Arduino R4 mit einer integrierten LED-Matrix verwendet, lesen Sie bitte Arduino UNO R4 - Built-in LED Matrix.

Erforderliche Hardware

1×Arduino UNO R4 WiFi or Arduino UNO R4 Minima
1×Alternativ: DIYables STEM V4 IoT, Compatible with Arduino Uno R4 WiFi
1×USB-Kabel Typ-A zu Typ-C (für USB-A PC)
1×USB-Kabel Typ-C zu Typ-C (für USB-C PC)
1×FC-16 LED Matrix 32x8
1×FC-16 LED Matrix 8x8
1×Verbindungskabel
1×DC-Stromanschluss
1×5V Power Adapter for Arduino UNO R4
1×(Empfohlen) Schraubklemmenblock-Shield für Arduino Uno R4
1×(Empfohlen) Breadboard-Shield für Arduino Uno R4
1×(Empfohlen) Gehäuse für Arduino Uno R4
1×(Empfohlen) Stromverteiler für Arduino Uno R4
1×(Empfohlen) Prototyping-Grundplatte & Breadboard-Kit für Arduino Uno

Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:

1×DIYables STEM V4 IoT Starter-Kit (Arduino enthalten)
1×DIYables Sensor-Kit (30 Sensoren/Displays)
1×DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays)
Offenlegung: Einige der in diesem Abschnitt bereitgestellten Links sind Amazon-Affiliate-Links. Wir können eine Provision für Käufe erhalten, die über diese Links getätigt werden, ohne zusätzliche Kosten für Sie. Wir schätzen Ihre Unterstützung.

Über LED-Matrix

LED-Matrixanzeige

Es gibt verschiedene Arten von LED-Matrizen. Die auf dem MAX7219 basierende LED-Matrix wird häufig mit dem Arduino UNO R4 verwendet. Diese LED-Matrix verfügt über mehrere Merkmale:

  • Die grundlegende Komponente einer LED-Matrix wird als Block bezeichnet.
  • Jeder Block enthält ein 8×8-LED-Gitter, insgesamt 64 LEDs, und wird von einem MAX7219-Chip gesteuert.
  • Es gibt zwei Haupttypen von Blöcken: das generische Modul und das FC-16-Modul.
  • Eine LED-Matrix kann nur einen Block haben oder durch das Verbinden mehrerer Blöcke wie eine Kette erweitert werden.
  • Sie können LED-Matrizen kaufen, die bereits mehrere Blöcke verbunden haben, z. B. Konfigurationen mit 4 Blöcken oder 8 Blöcken.
  • Alternativ können Sie einzelne Blöcke kaufen und sie selbst verbinden, um eine LED-Matrix in der von Ihnen benötigten Größe zu erstellen.
  • In Ihrem Arduino UNO R4-Programm müssen Sie die Größe der verwendeten LED-Matrix angeben.

Pinbelegung

LED-Matrix-Pinbelegung

Eine LED-Matrix besteht aus einem oder mehreren Blöcken. Jeder Block besitzt zwei Gruppen von Pins:

  • Gruppe von Eingangspins:
    • VCC: Verbinde dies mit 5 V.
    • GND: Verbinde dies mit dem GND.
    • DIN: Dies ist der Datenpin. Verbinde ihn mit dem SPI-MOSI-Pin am Arduino UNO R4.
    • CS: Chip Select. Verbinde dies mit jedem digitalen Pin am Arduino UNO R4.
    • CLK: Taktpin. Verbinde dies mit dem SPI-CLK-Pin am Arduino UNO R4.
  • Gruppe von Ausgangspins:
    • VCC: Verbinde dies mit VCC am nachfolgenden Modul.
    • GND: Verbinde dies mit GND am nachfolgenden Modul.
    • DOUT: Datenausgang. Verbinde dies mit dem DIN-Pin des nächsten Moduls.
    • CS: Verbinde dies mit CS am nachfolgenden Modul.
    • CLK: Verbinde dies mit CLK am nachfolgenden Modul.

Verdrahtungsdiagramm

Wenn die LED-Matrix nur aus einem Block besteht:

  • Verbinden Sie die Gruppen von Eingangspins mit dem Arduino UNO R4.
  • Lassen Sie die Gruppen von Ausgangspins unverbunden.
Arduino UNO R4 8x8-LED-Matrix FC-16 Verdrahtungsdiagramm

Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

Arduino UNO R4 8x8 LED-Matrix allgemeines Verdrahtungsdiagramm

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Wenn die LED-Matrix bereits in mehrere Blöcke vormontiert geliefert wird:

  • Verbinden Sie die Gruppe der Eingangspins mit dem Arduino UNO R4.
  • Lassen Sie die Gruppe der Ausgangspins unverbunden.
Arduino UNO R4 LED-Matrixanzeige Schaltplan

Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

Wenn Sie die LED-Matrix aus mehreren Teilen zusammenbauen:

  • Verbinde die Eingangs-Pin-Gruppe des ersten Blocks mit dem Arduino UNO R4.
  • Verbinde die Ausgangs-Pin-Gruppe jedes Blocks mit der Eingangs-Pin-Gruppe des nächsten Blocks.
  • Lasse die Ausgangs-Pin-Gruppe des letzten Blocks offen.
Arduino UNO R4 32×8 LED-Matrix-Verdrahtungsdiagramm FC-16

Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

Arduino UNO R4 32×8 LED-Matrix-Verkabelungsdiagramm

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Siehe Der beste Weg, den Arduino Uno R4 und andere Komponenten mit Strom zu versorgen.

Das Display verbraucht viel Strom, bis zu 1 Ampere bei maximaler Helligkeit.

  • Verwenden Sie nicht den 5V-Pin am Arduino UNO R4 zur Stromversorgung.
  • Schließen Sie stattdessen eine externe 5V-Stromversorgung an. Der Arduino UNO R4 und die LED-Matrix können beide über denselben 5-V-Adapter mit Strom versorgt werden.

Der Arduino UNO R4 verbindet sich über SPI-Pins mit der LED-Matrix.

  • Verwenden Sie Pin 13 (SCK) und Pin 11 (MOSI) am Arduino UNO R4. Falls Sie eine andere Arduino UNO R4-Platine verwenden, schauen Sie im offiziellen Leitfaden nach denselben SPI-Pins.
  • Sie können jeden anderen Pin für Pin 3 (CS) verwenden.

Wie man eine LED-Matrix programmiert

Die Steuerung der LED-Matrix kann herausfordernd sein. Glücklicherweise gibt es Bibliotheken, die diese Aufgabe erleichtern. Hier sind die Schritte, um einen Arduino UNO R4 zu programmieren, um die LED-Matrix zu steuern.

  • Bibliotheken einbinden:
#include <MD_Parola.h> #include <MD_MAX72xx.h>
  • Wähle den Typ der Hardware aus, die du verwendest: GENERIC_HW oder FC16_HW.
#define HARDWARE_TYPE MD_MAX72XX::FC16_HW
  • Bestimmen Sie, wie viele LED-Blöcke verwendet werden. Zum Beispiel enthält eine 4-in-1-LED-Matrix 4 Blöcke.
#define MAX_DEVICES 4
  • Legen Sie den Pin fest, der mit dem CS-Pin der LED-Matrix verbunden ist. Zum Beispiel verwenden Sie Pin D9.
#define CS_PIN 9
  • Erstelle eine neue Version der MD_Parola-Klasse für das LED-Matrix-Display.
MD_Parola ledMatrix = MD_Parola(HARDWARE_TYPE, CS_PIN, MAX_DEVICES);
  • Richten Sie den Code in der setup()-Funktion ein.
void setup() { ledMatrix.begin(); // Initialisiere die LED-Matrix ledMatrix.setIntensity(0); // Stelle die Display-Helligkeit ein (Bereich 0-15) ledMatrix.displayClear(); // Lösche das Display }
  • Zeigen Sie Text, Zahlen und animierte Effekte: Siehe den folgenden Teil.

Arduino UNO R4 - LED-Matrix-Code

Der bereitgestellte Code ist für eine 32×8 FC-16 LED-Matrixanzeige mit vier Blöcken vorgesehen. Er kann jedoch für andere Größen wie 8×8, 16×8, 64×8 usw. angepasst werden.

/* * Dieser Arduino UNO R4 Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser Arduino UNO R4 Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/arduino-uno-r4/arduino-uno-r4-led-matrix */ #include <MD_Parola.h> #include <MD_MAX72xx.h> #define HARDWARE_TYPE MD_MAX72XX::FC16_HW #define MAX_DEVICES 4 // 4 blocks #define CS_PIN 9 // The Arduino UNO R4 pin connected to the CS pin of LED matrix // create an instance of the MD_Parola class MD_Parola ledMatrix = MD_Parola(HARDWARE_TYPE, CS_PIN, MAX_DEVICES); void setup() { ledMatrix.begin(); // initialize the object ledMatrix.setIntensity(15); // set the brightness of the LED matrix display (from 0 to 15) ledMatrix.displayClear(); // clear LED matrix display } void loop() { ledMatrix.setTextAlignment(PA_LEFT); ledMatrix.print("Left"); // display text delay(2000); ledMatrix.setTextAlignment(PA_CENTER); ledMatrix.print("Center"); // display text delay(2000); ledMatrix.setTextAlignment(PA_RIGHT); ledMatrix.print("Right"); // display text delay(2000); ledMatrix.setTextAlignment(PA_CENTER); ledMatrix.setInvert(true); ledMatrix.print("Invert"); // display text inverted delay(2000); ledMatrix.setInvert(false); ledMatrix.print(1234); // display number delay(2000); }

Schnelle Schritte

Folgen Sie diesen Anweisungen Schritt für Schritt:

  • Wenn dies Ihre erste Verwendung des Arduino Uno R4 WiFi/Minima ist, sehen Sie sich Einrichtung der Umgebung für Arduino Uno R4 WiFi/Minima in der Arduino IDE an.
  • Schließen Sie das Arduino Uno R4-Board gemäß dem bereitgestellten Diagramm an die LED-Matrix an.
  • Schließen Sie das Arduino Uno R4-Board mit einem USB-Kabel an Ihren Computer an.
  • Öffnen Sie die Arduino IDE auf Ihrem Computer.
  • Wählen Sie das passende Arduino Uno R4-Board (z. B. Arduino Uno R4 WiFi) und den COM-Port aus.
  • In der Arduino IDE klicken Sie auf das Libraries-Symbol in der linken Seitenleiste.
  • Suchen Sie nach "MD_Parola" und finden Sie die MD_Parola-Bibliothek.
  • Klicken Sie auf die Schaltfläche Install.
Arduino UNO R4 MD_Parola-Bibliothek
  • Sie müssen die MD_MAX72XX-Bibliothek installieren. Bitte klicken Sie auf den Alle installieren Button.
Arduino UNO R4 MD_MAX72XX-Bibliothek
  • Kopieren Sie den obigen Code und öffnen Sie ihn mit der Arduino IDE.
  • Klicken Sie in der Arduino IDE auf die Upload-Schaltfläche, um den Code auf den Arduino UNO R4 hochzuladen.
  • Beobachten Sie die Anzeige auf der LED-Matrix.

Arduino UNO R4 LED-Matrix-Code – Scrollender Text

Wenn Sie eine lange Nachricht auf einem LED-Matrix-Display anzeigen müssen und sie nicht hineinpasst, können Sie den Scrolltext-Effekt verwenden.

Dieser Arduino UNO R4-Code demonstriert, wie man eine Nachricht über das LED-Matrix-Display scrollt.

/* * Dieser Arduino UNO R4 Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser Arduino UNO R4 Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/arduino-uno-r4/arduino-uno-r4-led-matrix */ #include <MD_Parola.h> #include <MD_MAX72xx.h> #define HARDWARE_TYPE MD_MAX72XX::FC16_HW #define MAX_DEVICES 4 // 4 blocks #define CS_PIN 9 // The Arduino UNO R4 pin connected to the CS pin of LED matrix // create an instance of the MD_Parola class MD_Parola ledMatrix = MD_Parola(HARDWARE_TYPE, CS_PIN, MAX_DEVICES); void setup() { ledMatrix.begin(); // initialize the object ledMatrix.setIntensity(15); // set the brightness of the LED matrix display (from 0 to 15) ledMatrix.displayClear(); // clear led matrix display ledMatrix.displayScroll("Hello, DIYables", PA_CENTER, PA_SCROLL_LEFT, 100); } void loop() { if (ledMatrix.displayAnimate()) { ledMatrix.displayReset(); } }

Um weitere Texteffekte zu sehen, gehen Sie zur MD_Parola Bibliotheksreferenz.

Video Tutorial

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