SENSORS/ACTUATORS

Arduino Nano - Matrice de LED

Ce tutoriel vous explique comment utiliser un Arduino Nano avec un affichage matriciel LED. En détail, nous allons apprendre :

À propos de l'affichage matriciel LED
Comment connecter un Arduino Nano à une matrice LED 8x8
Comment connecter un Arduino Nano à une matrice LED 32x8
Comment programmer un Arduino Nano pour afficher du texte, des chiffres et des effets animés sur la matrice LED.

Une fois cela fait, vous pouvez rapidement adapter le code pour d'autres matrices de LED telles que la matrice de 16x8 LED, la matrice de 64x8 LED...

Préparation du matériel

1	×	Arduino Nano
1	×	USB A to Mini-B USB cable
1	×	FC-16 LED Matrix 32x8
1	×	FC-16 LED Matrix 8x8
1	×	Generic LED Matrix 8x8
1	×	Jumper Wires
1	×	DC Power Jack
1	×	5V Power Adapter for Arduino Nano
1	×	(Recommended) Screw Terminal Adapter for Arduino Nano

Or you can buy the following sensor kits:

1	×	DIYables Sensor Kit (30 sensors/displays)
1	×	DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays)

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À propos de la matrice LED

Les affichages matriciels à LED sont couramment appelés affichages LED ou affichages à matrice de points.

Les matrices LED existent en de nombreuses variétés. La matrice LED basée sur MAX7219 est un choix populaire pour une utilisation avec Arduino Nano. Elle possède les caractéristiques suivantes :

Chaque bloc comprend une matrice LED 8x8 (64 LED) et un pilote MAX7219.
Deux formes courantes de blocs sont le module générique et le module FC-16.
Une matrice LED peut être composée d'un ou de plusieurs blocs connectés en chaîne en guirlande.
Vous pouvez acheter des matrices LED pré-assemblées avec plusieurs blocs (par exemple, 4-en-1, 8-en-1).
Alternativement, vous pouvez acheter des blocs individuels et les connecter ensemble pour créer une matrice LED de la taille souhaitée.
La taille de la matrice LED utilisée doit être déclarée dans le code Arduino Nano.

Le brochage de la matrice LED

Une matrice LED est composée d'un ou plusieurs blocs. Chaque bloc possède deux ensembles de broches :

Groupe de broches d'entrée :

VCC : connecté à l'alimentation 5V.
GND : connecté à la terre.
DIN : Broche de données, connectée à la broche SPI MOSI de l'Arduino Nano.
CS : Sélection de puce, connectée à n'importe quelle broche numérique de l'Arduino Nano.
CLK : Broche d'horloge, connectée à la broche SPI MOSI de l'Arduino Nano.

Groupe de broches de sortie :

VCC : connecté au VCC du bloc suivant.
GND : connecté au GND du module suivant.
DOUT : Données sortantes, connectées à la broche DIN du bloc suivant.
CS : connecté à CS sur le bloc suivant.
CLK : connecté à CLK sur le bloc suivant.

Diagramme de câblage

Si la matrice LED est constituée d'un seul bloc :

Attachez les groupes de broches d'entrée à l'Arduino Nano
Laissez le groupe de broches de sortie déconnecté

Schéma de câblage de la matrice LED 8x8 FC-16 Arduino Nano

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Schéma de câblage générique de la matrice LED 8x8 Arduino Nano

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Si la matrice LED est pré-assemblée avec plusieurs blocs :

Connectez le groupe de broches d'entrée à l'Arduino Nano
Laissez le groupe de broches de sortie déconnecté

Schéma de câblage de l'affichage à matrice de LED Arduino Nano

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Si la matrice LED est constituée de plusieurs blocs assemblés par vos soins :

Connectez les groupes de broches d'entrée du premier bloc à Arduino Nano
Reliez les groupes de broches de sortie de chaque bloc aux groupes de broches d'entrée du bloc suivant
Laissez le groupe de broches de sortie du dernier bloc déconnecté

Schéma de câblage de la matrice de LED 32x8 Arduino Nano FC-16

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En raison de la forte consommation du display (jusqu'à 1A à la luminosité maximale) :

Ne l'alimentez pas à partir de la broche 5V d'un Arduino Nano.
Utilisez plutôt une alimentation externe de 5V. Le Nano Arduino et la matrice de LED peuvent être alimentés par un seul adaptateur d'alimentation 5V.

Étant donné que l'Arduino Nano est connecté à la matrice de LED via les broches SPI :

Les broches 13 (SCK) et 11 (MOSI) sur l'Arduino Nano doivent être utilisées. Si une autre carte Arduino Nano est utilisée, consultez la documentation officielle pour les broches SPI équivalentes.
La broche 3 (CS) peut être modifiée pour n'importe quelle broche sur l'Arduino Nano.

Comment programmer pour une matrice LED

Ce n'est pas une tâche facile de gérer la matrice LED. Heureusement, il existe des bibliothèques qui facilitent grandement la tâche. Voici un guide étape par étape sur comment écrire un code Arduino Nano pour contrôler la matrice LED :

Inclure des bibliothèques :

#include <MD_Parola.h> #include <MD_MAX72xx.h>

Précisez le type de matériel utilisé : GENERIC_HW ou FC16_HW.

#define HARDWARE_TYPE MD_MAX72XX::FC16_HW

Précisez le nombre de blocs de LED utilisés. Par exemple, une matrice LED 4-en-1 contient quatre blocs.

#define MAX_DEVICES 4

Précisez la broche qui est connectée à la broche CS de la matrice LED. Par exemple, la broche D3.

#define CS_PIN 3

Créez un objet MD_Parola pour l'affichage de la matrice LED.

MD_Parola ledMatrix = MD_Parola(HARDWARE_TYPE, CS_PIN, MAX_DEVICES);

Code dans la fonction setup():

void setup() { ledMatrix.begin(); // initialiser l'objet ledMatrix.setIntensity(0); // définir la luminosité de l'affichage de la matrice LED (de 0 à 15) ledMatrix.displayClear(); // effacer l'affichage de la matrice LED }

Affichez du texte, des valeurs numériques et des effets animés : jetez un œil à la section suivante

Arduino Nano - Code de la matrice LED

Ce code est applicable pour un affichage matriciel LED FC-16 32x8 composé de quatre blocs. Cependant, il peut être adapté facilement à des tailles de 8x8, 16x8, 64x8 et autres.

/* * Ce code Arduino Nano a été développé par newbiely.fr * Ce code Arduino Nano est mis à disposition du public sans aucune restriction. * Pour des instructions complètes et des schémas de câblage, veuillez visiter: * https://newbiely.fr/tutorials/arduino-nano/arduino-nano-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 3 // 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(0); // 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); }

Étapes rapides

Connectez l'Arduino Nano à la matrice de LED selon le schéma de câblage.
Connectez l'Arduino Nano à un PC à l'aide d'un câble USB.
Cliquez sur l'icône Libraries dans la barre gauche de l'Arduino IDE.
Recherchez "MD_MAX72XX" puis localisez la bibliothèque MD_MAX72XX.
Appuyez sur le bouton Install.
Recherchez "MD_Parola", puis localisez la bibliothèque MD_Parola.
Appuyez sur le bouton Install.

Bibliothèque MD_Parola pour Arduino Nano

On vous demandera d'installer la bibliothèque "MD_MAX72XX"
Cliquez sur le bouton Install All pour installer la dépendance.

Bibliothèque MD_MAX72XX pour Arduino Nano

Copiez le code et ouvrez-le avec l'IDE Arduino.
Cliquez sur le bouton Upload sur l'IDE pour envoyer le code à l'Arduino Nano.
Observez l'affichage du message sur la matrice LED.

Code Arduino Nano pour matrice LED - Texte défilant

Si un message est trop long pour être affiché sur une matrice LED, l'effet de défilement de texte peut être utilisé. Cette technique permet au texte de défiler sur l'affichage. L'effet de texte défilant permet au message de se déplacer à travers la matrice LED, même s'il est trop long pour tenir.

Ce code Arduino Nano illustre comment déplacer un message sur l'affichage de la matrice LED.

/* * Ce code Arduino Nano a été développé par newbiely.fr * Ce code Arduino Nano est mis à disposition du public sans aucune restriction. * Pour des instructions complètes et des schémas de câblage, veuillez visiter: * https://newbiely.fr/tutorials/arduino-nano/arduino-nano-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 3 // 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(0); // set the brightness of the LED matrix display (from 0 to 15) ledMatrix.displayClear(); // clear led matrix display ledMatrix.displayScroll("Hello", PA_CENTER, PA_SCROLL_LEFT, 100); } void loop() { if (ledMatrix.displayAnimate()) { ledMatrix.displayReset(); } }

Pour explorer des effets de texte supplémentaires, veuillez consulter la Référence de la bibliothèque MD_Parola.

Vidéo

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