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ESP32 MicroPython

ESP32 - LED-Matrix

Dieses Tutorial zeigt Ihnen, wie Sie den ESP32 mit LED-Matrix-Anzeigemodulen verwenden. Im Einzelnen lernen Sie:

Anschließend können Sie den Code ganz einfach für andere LED-Matrizen wie die 16x8- oder 64x8-LED-Matrix anpassen.

ESP32 MicroPython LED-Matrix

Erforderliche Hardware

1×38-pin ESP32 ESP-WROOM-32 Dev Module - Narrow
1×(Alternativ) 38-pin ESP32 ESP-WROOM-32 Dev Module - Wide
1×(Alternativ) 30-pin ESP32 ESP-WROOM-32 Dev Module - Wide
1×(Alternativ) ESP32 Uno-form board
1×(Alternativ) ESP32 S3 Uno-form board
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
1×(Empfohlen) Schraubklemmen-Erweiterungsboard für ESP32
1×(Empfohlen) Breakout Expansion Board for ESP32
1×(Empfohlen) Stromverteiler für ESP32

Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:

1×DIYables ESP32 Starter-Kit (ESP32 enthalten)
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.

Überblick über LED Matrix

LED-Matrix-Anzeige

Es gibt verschiedene Arten von LED-Matrizen, aber die MAX7219-basierte LED-Matrix wird häufig mit dem ESP32 verwendet. Die MAX7219-basierte LED-Matrix bietet folgende Eigenschaften:

  • Die Grundeinheit einer LED-Matrix ist ein Block.
  • Jeder Block enthält eine 8x8-LED-Matrix (64 LEDs) und einen MAX7219-Treiber.
  • Sie können LED-Matrizen aus einem einzelnen Block oder durch Verketten mehrerer Blöcke aufbauen.
  • Es gibt vormontierte LED-Matrizen mit mehreren Blöcken, z. B. in 4-in-1- oder 8-in-1-Konfigurationen.
  • Alternativ können Sie einzelne Blöcke kaufen und sie zu einer Matrix Ihrer gewünschten Größe verbinden, wobei Sie 1-in-1-, 4-in-1- oder 8-in-1-LED-Matrizen miteinander verketten können.
  • Die Größe der LED-Matrix muss in Ihrem ESP32-Code angegeben werden.

Pinbelegung

LED-Matrix Pinbelegung

Eine LED-Matrix besteht aus einem oder mehreren Abschnitten. Jeder Abschnitt hat zwei Arten von Anschlüssen:

  • Gruppe der Eingangspins:
    • VCC: Mit 5V verbinden.
    • GMD: Mit GND verbinden.
    • DIN: Dies ist der Daten-Pin. Mit dem SPI-MOSI-Pin des ESP32 verbinden.
    • CS: Chip Select. Mit einem beliebigen digitalen Pin des ESP32 verbinden.
    • CLK: Takt-Pin. Mit dem SPI-CLK-Pin des ESP32 verbinden.
  • Gruppe der Ausgangspins:
    • VCC: Mit VCC des nächsten Moduls verbinden.
    • GND: Mit GMD des nächsten Moduls verbinden.
    • DOUT: Datenausgang. Mit dem DIN-Pin des nächsten Moduls verbinden.
    • CS: Mit CS des nächsten Moduls verbinden.
    • CLK: Mit CLK des nächsten Moduls verbinden.

Verdrahtungsdiagramm

Da die Anzeige viel Strom verbraucht (bis zu 1A bei maximaler Helligkeit), sollte sie nicht über den 5V-Pin des Arduino versorgt werden. Verwenden Sie stattdessen ein externes 5V-Netzteil, sodass sowohl der Arduino als auch die LED-Matrix vom selben 5V-Adapter versorgt werden.

Wenn die LED-Matrix nur einen Block hat:

  • Verbinden Sie die Gruppe der Eingangspins mit dem ESP32.
  • Schließen Sie die Gruppe der Ausgangspins nicht an.
ESP32 MicroPython 8x8-LED-Matrix FC-16 Schaltplan

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

Das Schaltbild unten zeigt dieselben Verbindungen ohne Steckbrett:

ESP32 MicroPython 8x8-LED-Matrix FC-16 Schaltplan (ohne Steckbrett)

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Wenn die LED-Matrix bereits aus mehreren Abschnitten zusammengesetzt ist:

  • Verbinden Sie die Gruppe der Eingangspins mit dem ESP32.
  • Schließen Sie die Gruppe der Ausgangspins nicht an.
ESP32 MicroPython LED-Matrix-Anzeige Schaltplan

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

Kein Steckbrett? Dieselbe Schaltung lässt sich auch ohne verdrahten, wie unten gezeigt:

ESP32 MicroPython LED-Matrix-Anzeige Schaltplan (ohne Steckbrett)

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

Wenn Sie die LED-Matrix aus einzelnen Komponenten zusammensetzen:

  • Verbinden Sie die Eingangspins des ersten Blocks mit dem ESP32.
  • Verbinden Sie die Ausgangspins jedes Blocks mit den Eingangspins des nächsten Blocks.
  • Schließen Sie die Ausgangspins des letzten Blocks nicht an.
ESP32 MicroPython 32x8-LED-Matrix FC-16 Schaltplan

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Wenn Sie kein Steckbrett verwenden, verdrahten Sie es so:

ESP32 MicroPython 32x8-LED-Matrix FC-16 Schaltplan (ohne Steckbrett)

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

ESP32 - LED-Matrix-Code

Der folgende ESP32-MicroPython-Code ist für eine 32x8-FC-16-LED-Matrix-Anzeige mit vier Blöcken gedacht. Er kann jedoch für andere Größen wie 8x8, 16x8, 64x8 und weitere angepasst werden.

/* * Dieser ESP32 MicroPython Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser ESP32 MicroPython Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/esp32-micropython/esp32-micropython-led-matrix */ from machine import Pin, SPI from time import sleep from DIYables_MicroPython_LED_Matrix import Max7219 # Initialize SPI and CS pin spi = SPI(1, baudrate=10000000, polarity=0, phase=0, sck=Pin(18), mosi=Pin(23)) cs = Pin(21, Pin.OUT) # Initialize the Max7219 class display = Max7219(spi, cs, num_matrices=4) display.set_brightness(15) # Adjust brightness from 0 to 15 # Clear the display display.clear() # Render text on the display display.print("34°C", col = 2) display.show()

Schnelle Schritte

Bitte befolgen Sie diese Anweisungen Schritt für Schritt:

  • Stellen Sie sicher, dass die Thonny IDE auf Ihrem Computer installiert ist.
  • Stellen Sie sicher, dass die MicroPython-Firmware auf Ihrem ESP32-Board installiert ist.
  • Wenn Sie zum ersten Mal einen ESP32 mit MicroPython verwenden, lesen Sie das Tutorial ESP32 MicroPython Erste Schritte mit ausführlichen Anweisungen.
  • Verbinden Sie das ESP32-Board gemäß dem Schaltplan mit der LED-Matrix.
  • Verbinden Sie das ESP32-Board über ein USB-Kabel mit Ihrem Computer.
  • Öffnen Sie die Thonny IDE auf Ihrem Computer.
  • Gehen Sie in der Thonny IDE zu Tools Options.
  • Wählen Sie im Tab Interpreter aus dem Dropdown-Menü MicroPython (ESP32) aus.
  • Stellen Sie sicher, dass der richtige Port ausgewählt ist. Die Thonny IDE erkennt ihn normalerweise automatisch, eventuell müssen Sie ihn aber manuell auswählen (z. B. COM12 unter Windows oder /dev/ttyACM0 unter Linux).
  • Navigieren Sie in der Thonny IDE zu Tools Manage packages.
  • Suchen Sie nach “DIYables-MicroPython-LED-Matrix” und finden Sie die von DIYables erstellte LED-Matrix-Bibliothek.
  • Klicken Sie auf DIYables-MicroPython-LED-Matrix und dann auf die Schaltfläche Install, um die LED-Matrix-Bibliothek zu installieren.
ESP32 MicroPython LED-Matrix-Bibliothek
  • Kopieren Sie den obigen Code und fügen Sie ihn in den Editor der Thonny IDE ein.
  • Speichern Sie das Skript auf Ihrem ESP32-Board:
    • Klicken Sie auf die Schaltfläche Save oder verwenden Sie die Tasten Ctrl+S.
    • Im Speicherdialog sehen Sie zwei Bereiche: This computer und MicroPython device. Wählen Sie MicroPython device.
    • Speichern Sie die Datei als main.py.
  • Klicken Sie auf die grüne Schaltfläche Run (oder drücken Sie F5), um das Skript auszuführen. Das Skript wird ausgeführt.
  • Sehen Sie sich die LED-Matrix an. Sie sieht wie folgt aus:
ESP32 MicroPython LED-Matrix zeigt Text an

Die tatsächliche Leuchtanzeige sieht viel besser aus als auf dem Bild. Die Kamera kann die echten Farben der Beleuchtung nicht genau wiedergeben.

ESP32 MicroPython LED-Matrix-Code – Lauftext

Wenn Ihre Nachricht zu lang für die LED-Matrix-Anzeige ist, können Sie sie über den Bildschirm scrollen lassen. Der folgende MicroPython-Code für den ESP32 zeigt, wie Sie eine Nachricht auf der LED-Matrix-Anzeige scrollen lassen.

/* * Dieser ESP32 MicroPython Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser ESP32 MicroPython Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/esp32-micropython/esp32-micropython-led-matrix */ from machine import Pin, SPI from time import sleep from DIYables_MicroPython_LED_Matrix import Max7219 # Initialize SPI and CS pin spi = SPI(1, baudrate=10000000, polarity=0, phase=0, sck=Pin(18), mosi=Pin(23)) cs = Pin(21, Pin.OUT) # Initialize the Max7219 class display = Max7219(spi, cs, num_matrices=4) display.set_brightness(15) # Adjust brightness from 0 to 15 def scroll_text(message): # Scroll the message from right to left display.print(message, col = 32) # Text starts from the right (x=32) and moves left for i in range(len(message) * 8 + 32): # Scroll through the entire message display.clear() display.print(message, col = 32 - i) # Move text from right to left display.show() sleep(0.05) # change speed here while True: scroll_text("Hello, DIYables") # Change text as needed

Schnelle Schritte

  • Kopieren Sie den bereitgestellten ESP32-MicroPython-Code und fügen Sie ihn in den Editor von Thonny ein.
  • Speichern Sie den MicroPython-Code auf Ihrem ESP32-Board.
  • Klicken Sie auf die grüne Schaltfläche Run (oder drücken Sie F5), um den Code auszuführen.
  • Sehen Sie sich die LED-Matrix an. Der Scroll-Effekt sieht wie folgt aus:

ESP32 MicroPython LED-Matrix - Benutzerdefinierte Zeichen

Um Sonderzeichen oder Symbole wie ein Herz oder einen Angry Bird auf einer LED-Matrix-Anzeige darzustellen, müssen Sie den Zeichengenerator verwenden.

Der Zeichengenerator erstellt ein Zeichen (64 Pixel). Sie müssen nur diese Schritte befolgen:

Click on each pixel to select/deselect


Copy below custom character code
Replace the custom_char in the ESP32 MicroPython code

Der folgende ESP32-MicroPython-Code zeigt drei benutzerdefinierte Zeichen auf der 32x8-LED-Matrix an:

/* * Dieser ESP32 MicroPython Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser ESP32 MicroPython Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/esp32-micropython/esp32-micropython-led-matrix */ from machine import Pin, SPI from time import sleep from DIYables_MicroPython_LED_Matrix import Max7219 # Initialize SPI and CS pin spi = SPI(1, baudrate=10000000, polarity=0, phase=0, sck=Pin(18), mosi=Pin(23)) cs = Pin(21, Pin.OUT) # Initialize the Max7219 class display = Max7219(spi, cs, num_matrices=4) display.set_brightness(15) # Adjust brightness from 0 to 15 # Clear the display display.clear() display.show() custom_char_1 = [ 0b00000000, 0b00000000, 0b00000000, 0b11110000, 0b00000000, 0b00000000, 0b00000000, 0b00000000 ] custom_char_2 = [ 0b00000000, 0b01101100, 0b10010010, 0b10000010, 0b10000010, 0b01000100, 0b00101000, 0b00010000 ] custom_char_3 = [ 0b00000000, 0b00100000, 0b00010000, 0b11111000, 0b00010000, 0b00100000, 0b00000000, 0b00000000 ] # Clear the display display.clear() display.print_custom_char(custom_char_1, col = 0) display.print_custom_char(custom_char_2, col = 4) display.print_custom_char(custom_char_3, col = 11) display.show()

Schnelle Schritte

  • Kopieren Sie den bereitgestellten ESP32-MicroPython-Code und fügen Sie ihn in den Editor von Thonny ein.
  • Speichern Sie den MicroPython-Code auf Ihrem ESP32-Board.
  • Klicken Sie auf die grüne Schaltfläche Run (oder drücken Sie F5), um den Code auszuführen.
  • Sehen Sie sich die LED-Matrix an. Sie sieht wie folgt aus:
ESP32 MicroPython LED-Matrix benutzerdefinierte Zeichen

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