Nesta prática você vai aprender a controlar uma lâmpada através…
Arduino – Utilizando a Matriz de LED 5mm 8X8
Nesta prática você vai aprender a utilizar com Arduino a Matriz de LED 5mm 8X8.
A matriz de LED é um dos itens mais utilizados no desenvolvimento de projetos que envolva efeitos visuais, pois permite a exibição de textos, números ou figuras.
Em especial, a matriz de LED 5mm 8X8 possui um total de 64 LEDs que são divididos em 8 linhas (rows) e 8 colunas (columns). Uma característica interessante deste tipo de matriz é a possibilidade de interligar várias matrizes em forma de cascata e formar um grande display de matrizes para exibição textos, números ou figuras em maior escala.
Para esta prática utilizei apenas uma matriz e ao final dos passos abaixo será possível exibir uma mensagem que vamos definir dentro do código.
Há diversos modelos de matrizes de LED no mercado. Para este tutorial utilizei o modelo 2088BS / 2088AB-1, sendo que as linhas deste modelo possuem configuração anodo comum e as colunas são catodo comum.
Na imagem abaixo podemos ver a identificação das linhas e colunas da matriz:
Abaixo está a lista de itens necessários para esta prática:
– Arduino Uno R3 com Cabo USB A/B
– Matriz de Led 5mm 8×8
– Resistor de 220Ω
– Cabo Jumper Macho-macho
– Cabo Jumper Macho-fêmea
– Protoboard
Na imagem abaixo você pode ver o esquema de ligação da matriz com Arduino. Abaixo da imagem deixei duas tabelas que mostram as conexões das linhas e colunas:
ATENÇÃO: FAÇA TODAS AS LIGAÇÕES COM SEU ARDUINO DESCONECTADO DA ALIMENTAÇÃO.
Nas tabelas abaixo você pode ver de forma mais simples as conexões das linhas e colunas da matriz ao Arduino. Não se esqueça de inserir um resistor de 220Ω nas linhas da matriz:
OBS: confira as ligações com calma, pois devido ao fato de ser uma quantidade considerável de conexões, a chance de erro é maior.
Terminado as ligações, basta carregar o código no Arduino. Se você ainda não instalou a IDE do Arduino, acesse o link abaixo e em seguida retorne para continuar:
Arduino – Instalação e Configuração da IDE no Windows
Conecte o Arduino ao computador, abra a IDE, confira a placa e a porta selecionada e carregue o código na placa. Este código é bem extenso:
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int velFrame = 25; //QUANTIDADE DE VEZES QUE O FRA SERÁ REPETIDO int pauseDelay = 500; //INTERVALO DE 500 MILISSEGUNDOS ENTRE AS LINHAS char msgExibida[] = " MASTERWALKER SHOP "; //MENSAGEM QUE SERÁ EXIBIDA PELA MATRIZ //Variáveis usadas para rolagem ambas começam em 0 int index = 0; //CARACTERE CORRENTE NA STRING QUE ESTÁ SENDO MOSTRADA int offset = 0; //QUANTIDADE DE COLUNAS DO OFFSET int rowA[] = {13,8,17,10,5,16,4,14}; //VARIÁVEL RECEBE A PINAGEM A SER UTILIZADA PARA CONTROLE DAS LINAHS DA MATRIZ //AS LINHAS SÃO ANODO COMUM int colA[] = {9,3,2,12,15,11,7,6}; //VARIÁVEL RECEBE A PINAGEM A SER UTILIZADA PARA CONTROLE DAS COLUNAS DA MATRIZ //AS COLUNAS SÃO CATODO COMUM //CONSTANTES DEFININDO CADA POSIÇÃO DE CARACTERE NUMA MATRIZ DE INTEIROS (LETRAS) const int A = 0; const int B = 1; const int C = 2; const int D = 3; const int E = 4; const int F = 5; const int G = 6; const int H = 7; const int I = 8; const int J = 9; const int K = 10; const int L =11; const int M = 12; const int N = 13; const int O = 14; const int P = 15; const int Q =16; const int R = 17; const int S = 18; const int T = 19; const int U = 20; const int V =21; const int W = 22; const int X = 23; const int Y = 24; const int Z = 25; //PONTUAÇÃO const int COL =26; const int DASH = 27; const int BRA2 = 28; const int _ = 29; const int LINE = 34; const int DOT =36; //CARACTERES EXTRAS const int FULL =30; const int CHECK = 31; const int B2 = 32; const int TEMP = 33; const int SMILE =35; const int COLDOT = 36; //MATRIZ USADA PARA ARMAZENAR UM MAPA DE BITS A SER MOSTRADO / PODE SER ALTERADO CASO QUEIRA USAR OUTRO MAPA byte data[] = {0,0,0,0,0,0,0,0}; //CADA CARACTERE É UM MAPA DE BITS DE 8X7 ONDE 1 É LIGADO E 0 DESLIGADO const int _A[] = {B0001000, B0010100, B0100010, B1000001, B1111111, B1000001, B1000001, B0000000}; const int _B[] = {B1111110, B0100001, B0100001, B0111110, B0100001, B0100001, B1111110, B0000000}; const int _C[] = {B0011111, B0100000, B1000000, B1000000, B1000000, B0100000, B0011111, B0000000}; const int _D[] = {B1111100, B0100010, B0100001, B0100001, B0100001, B0100010, B1111100, B0000000}; const int _E[] = {B1111111, B1000000, B1000000, B1111100, B1000000, B1000000, B1111111, B0000000}; const int _F[] = {B1111111, B1000000, B1000000, B1111100, B1000000, B1000000, B1000000, B0000000}; const int _G[] = {B0011111, B0100000, B1000000, B1001111, B1000001, B0100001, B0011111, B0000000}; const int _H[] = {B1000001, B1000001, B1000001, B1111111, B1000001, B1000001, B1000001, B0000000}; const int _I[] = {B1111111, B0001000, B0001000, B0001000, B0001000, B0001000, B1111111, B0000000}; const int _J[] = {B0001111, B0000001, B0000001, B0000001, B0000001, B1000001, B0111110, B0000000}; const int _K[] = {B1000011, B1000100, B1001000, B1110000, B1001000, B1000100, B1000011, B0000000}; const int _L[] = {B1000000, B1000000, B1000000, B1000000, B1000000, B1000000, B1111111, B0000000}; const int _M[] = {B1110110, B1001001, B1001001, B1001001, B1001001, B1001001, B1001001, B0000000}; const int _N[] = {B1000001, B1100001, B1010001, B1001001, B1000101, B1000011, B1000001, B0000000}; const int _O[] = {B0011100, B0100010, B1000001, B1001001, B1000001, B0100010, B0011100, B0000000}; const int _P[] = {B1111110, B0100001, B0100001, B0111110, B0100000, B0100000, B0100000, B0000000}; const int _Q[] = {B0011100, B0100010, B1000001, B1000001, B1000101, B0100010, B0011101, B0000000}; const int _R[] = {B1111110, B0100001, B0100001, B0101110, B0100100, B0100010, B0100001, B0000000}; const int _S[] = {B0111111, B1000000, B1000000, B0111110, B0000001, B0000001, B1111110, B0000000}; const int _T[] = {B1111111, B0001000, B0001000, B0001000, B0001000, B0001000, B0001000, B0000000}; const int _U[] = {B1000001, B1000001, B1000001, B1000001, B1000001, B1000001, B0111110, B0000000}; const int _V[] = {B1000001, B1000001, B1000001, B1000001, B0100010, B0010100, B0001000, B0000000}; const int _W[] = {B1000001, B1001001, B1001001, B1001001, B1001001, B1001001, B0110110, B0000000}; const int _X[] = {B1000001, B0100010, B0010100, B0001000, B0010100, B0100010, B1000001, B0000000}; const int _Y[] = {B1000001, B0100010, B0010100, B0001000, B0001000, B0001000, B0001000, B0000000}; const int _Z[] = {B1111111, B0000010, B0000100, B0111110, B0010000, B0100000, B1111111, B0000000}; const int _COL[] = {B0000000, B0011000, B0011000, B0000000, B0011000, B0011000, B0000000, B0000000}; const int _DASH[] = {B0000000, B0000000, B0000000, B0111110, B0000000, B0000000, B0000000, B0000000}; const int _BRA2[] = {B0010000, B0001000, B0000100, B0000100, B0001000, B0010000, B0000000, B0000000}; const int __[] = {B0000000, B0000000, B0000000, B0000000, B0000000, B0000000, B0000000, B0000000}; const int _FULL[] = {B1111111, B1111111, B1111111, B1111111, B1111111, B1111111, B1111111, B0000000}; const int _CHECK[] = {B1010101, B0101010, B1010101, B0101010, B1010101, B0101010, B1010101, B0000000}; const int _B2[] = {B0111110, B0000001, B0000001, B0001111, B0000001, B1000001, B0111110, B0000000}; const int _TEMP[] = {B0000011, B0011111, B0111111, B1111110, B1111111, B0011111, B0000011, B0000000}; const int _LINE[] = {B0000001, B0000001, B0000001, B0000001, B0000001, B0000001, B0000001, B0000000}; const int _SMILE[] = {B000000, B1100100, B1100010, B0011001, B1100010, B1100100, B0000000, B0000000}; const int _DOT[] = {B0000000, B0000000, B0000000, B0000000, B1100000, B1100000, B0000000, B0000000}; const int _COLDOT[] = {B0000000, B0110000, B0110000, B0000000, B0110011, B0110011, B0000000, B0000000}; //CARREGA O MAPA DE BITS DE CARACTERE NUMA MATRIZ //CADA POSIÇÃO DE CARACTERE CORRESPONDE AO SEU INDICE DEFINIDO ANTERIORMENTE //ISTO É _A (MAPA DE BITS DO "A") //SE O INDICE 0 É DO "A", ENTÃO LETTERS[A] RETORNARÁ O MAPA DE BITS DE "A") const int* letters[] = {_A,_B,_C,_D,_E,_F,_G,_H,_I,_J,_K,_L,_M,_N,_O,_P,_Q,_R,_S,_T,_U,_V,_W,_X,_Y,_Z,_COL,_DASH,_BRA2,__, _FULL, _CHECK, _B2, _TEMP, _LINE, _SMILE, _DOT, _COLDOT}; void setup(){ for(int i = 0; i <8; i++){ //PARA i IGUAL A 0, ENQUANTO i MENOR QUE 8, INCREMENTA i pinMode(rowA[i], OUTPUT); //DECLARA COMO SAÍDA pinMode(colA[i], OUTPUT);//DECLARA COMO SAÍDA } } void loop(){ updateMatrix(); //ATUALIZA A MATRIZ COM INFORMAÇÃO A SER MOSTRADA } void updateMatrix(){ loadSprite(); //CARREGA O MAPA DE BITS showSprite(velFrame); //MOSTRA O MAPA COM A VELOCIDADE DEFINIDO NA VARIÁVEL velFrame } //UMA MATRIZ CONTENDO A POTÊNCIA DE 2 USADA COMO MÁSCARA DE BITS PARA CALCULAR O QUE MOSTRAR const int powers[] = {1,2,4,8,16,32,64,128}; //CARREGA O ESTADO ATUAL DO QUADRO A SER MOSTRADO NA MATRIZ DATA[] void loadSprite(){ int currentChar = getChar(msgExibida[index]); //LÊ O CARACTERE DA MATRIZ int nextChar = getChar(msgExibida[index+1]); //LÊ O PRÓXIMO CARACTERE for(int row=0; row < 8; row++){ //PARA row IGUAL A 0, ENQUANTO row MENOR QUE 8, INCREMENTA row data[row] = 0; //RESETA A LINHA for(int column=0; column < 8; column++){ //PARA column IGUAL A 0, ENQUANTO column MENOR QUE 8, INCREMENTA column data[row] = data[row] + ((powers[column] & (letters[currentChar][row] << offset))); //CARREGA O CARACTERE ATUAL, COMPENSADO POR PIXELS DE DESLOCAMENTO data[row] = data[row] + (powers[column] & (letters[nextChar][row] >> (8-offset) )); //CARREGA O PRÓXIMO CARACTERE COMPENSADO POR PIXELS DE DESLOCAMENTO } } offset++; //INCREMENTA O OFFSET DE UMA LINHA if(offset==8){offset = 0; index++; if(index==sizeof(msgExibida)-2){index=0;}} //SE OFFSET É DE 8, CARREGAR O PAR DE CARACTERES A SEGUIR NA PRÓXIMA VEZ } void showSprite(int velFrame2){ for(int iii = 0; iii < velFrame2; iii++){ //PARA iii IGUAL A 0, ENQUANTO velFrame2 MENOR QUE iii, INCREMENTA iii for(int column = 0; column < 8; column++){ ///PARA column IGUAL A 0, ENQUANTO column MENOR QUE 8, INCREMENTA column for(int i = 0; i < 8; i++){ //PARA i IGUAL A 0, ENQUANTO i MENOR QUE 8, INCREMENTA i digitalWrite(rowA[i], LOW); //DESLIGA TODOS OS PINOS DE LINHAS } for(int i = 0; i < 8; i++){ //PARA i IGUAL A 0, ENQUANTO i MENOR QUE 8, INCREMENTA i if(i == column){ digitalWrite(colA[i], LOW);} //LIGA A LINHA CORRENTE else{ digitalWrite(colA[i], HIGH); } //LIGA O RESTANTE DAS LINHAS } for(int row = 0; row < 8; row++){ //PARA row IGUAL A 0, ENQUANTO row MENOR QUE 8, INCREMENTA row int bit = (data[column] >> row) & 1; if(bit == 1){ digitalWrite(rowA[row], HIGH); //SE O BIT NA MATRIZ DE DADOS ESTÁ DEFINIDO, ACENDE O LED } } delayMicroseconds(pauseDelay); //INTERVALO DE 500MS } } } //RETORNA O INDICE DE UM DADO CARACTERE //PARA A CONVERSÃO DE UMA STRING E PARA A PESQUISA NA MATRIZ DE MAPA DE BIT DE CARACTERES int getChar(char charachter){ int returnValue = Z; switch(charachter){ case 'A': returnValue = A; break; case 'a': returnValue = A; break; case 'B': returnValue = B; break; case 'b': returnValue = B; break; case 'C': returnValue = C; break; case 'c': returnValue = C; break; case 'D': returnValue = D; break; case 'd': returnValue = D; break; case 'E': returnValue = E; break; case 'e': returnValue = E; break; case 'F': returnValue = F; break; case 'f': returnValue = F; break; case 'G': returnValue = G; break; case 'g': returnValue = G; break; case 'H': returnValue = H; break; case 'h': returnValue = H; break; case 'I': returnValue = I; break; case 'i': returnValue = I; break; case 'J': returnValue = J; break; case 'j': returnValue = J; break; case 'K': returnValue = K; break; case 'k': returnValue = K; break; case 'L': returnValue = L; break; case 'l': returnValue = L; break; case 'M': returnValue = M; break; case 'm': returnValue = M; break; case 'N': returnValue = N; break; case 'n': returnValue = N; break; case 'O': returnValue = O; break; case 'o': returnValue = O; break; case 'P': returnValue = P; break; case 'p': returnValue = P; break; case 'Q': returnValue = Q; break; case 'q': returnValue = Q; break; case 'R': returnValue = R; break; case 'r': returnValue = R; break; case 'S': returnValue = S; break; case 's': returnValue = S; break; case 'T': returnValue = T; break; case 't': returnValue = T; break; case 'U': returnValue = U; break; case 'u': returnValue = U; break; case 'V': returnValue = V; break; case 'v': returnValue = V; break; case 'W': returnValue = W; break; case 'w': returnValue = W; break; case 'X': returnValue = X; break; case 'x': returnValue = X; break; case 'Y': returnValue = Y; break; case 'y': returnValue = Y; break; case 'Z': returnValue = Z; break; case 'z': returnValue = Z; break; case ' ': returnValue = _; break; case '3': returnValue = B2; break; case '<': returnValue = TEMP; break; case '*': returnValue = FULL; break; case '|': returnValue = LINE; break; case '_': returnValue = _; break; case ':': returnValue = COL; break; case '-': returnValue = DASH; break; case ')': returnValue = BRA2; break; case '%': returnValue = SMILE; break; case '.': returnValue = DOT; break; case '^': returnValue = COLDOT; break; } return returnValue; //RETORNO DE INFORMAÇÃO } |
Após o arquivo ser carregado na placa, a matriz já vai inicializar apresentando o texto MASTERWALKER SHOP. Na variável ‘msgExibida’ você pode alterar a mensagem que está dentro das aspas duplas para a mensagem que desejar. A variável ‘velFrame’ deixei setada em 25 e este valor representa a quantidade de vezes (velocidade) que o frame será repetido. Se diminuir o valor, a mensagem será mostrada mais rápida e caso aumente o valor a mensagem será mostrada mais devagar.
No vídeo abaixo você pode ver o resultado desta prática:
Fique ligado que vamos ter diversas práticas utilizando matrizes de LED.
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