Aujourd’hui on va apprendre à comment utiliser des matrices à led avec le MAX7219 et un arduino.
Je vais essayer de simplifier au maximum les choses et te donner les clés pour tes réalisations.
Schéma de câblage
Code Arduino
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Avec librairie
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// afficheur numero 2 const char font5x7 [] PROGMEM = { //Numeric Font Matrix (Arranged as 7x font data + 1x kerning data) B00000000, //Space (Char 0x20) B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, 6, B10000000, //! B10000000, B10000000, B10000000, B00000000, B00000000, B10000000, 2, B10100000, //" B10100000, B10100000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, 4, B01010000, //# B01010000, B11111000, B01010000, B11111000, B01010000, B01010000, 6, B00100000, //$ B01111000, B10100000, B01110000, B00101000, B11110000, B00100000, 6, B11000000, //% B11001000, B00010000, B00100000, B01000000, B10011000, B00011000, 6, B01100000, //& B10010000, B10100000, B01000000, B10101000, B10010000, B01101000, 6, B11000000, //' B01000000, B10000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, 3, B00100000, //( B01000000, B10000000, B10000000, B10000000, B01000000, B00100000, 4, B10000000, //) B01000000, B00100000, B00100000, B00100000, B01000000, B10000000, 4, B00000000, //* B00100000, B10101000, B01110000, B10101000, B00100000, B00000000, 6, B00000000, //+ B00100000, B00100000, B11111000, B00100000, B00100000, B00000000, 6, B00000000, //, B00000000, B00000000, B00000000, B11000000, B01000000, B10000000, 3, B00000000, //- B00000000, B11111000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, 6, B00000000, //. B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B11000000, B11000000, 3, B00000000, /// B00001000, B00010000, B00100000, B01000000, B10000000, B00000000, 6, B01110000, //0 B10001000, B10011000, B10101000, B11001000, B10001000, B01110000, 6, B01000000, //1 B11000000, B01000000, B01000000, B01000000, B01000000, B11100000, 4, B01110000, //2 B10001000, B00001000, B00010000, B00100000, B01000000, B11111000, 6, B11111000, //3 B00010000, B00100000, B00010000, B00001000, B10001000, B01110000, 6, B00010000, //4 B00110000, B01010000, B10010000, B11111000, B00010000, B00010000, 6, B11111000, //5 B10000000, B11110000, B00001000, B00001000, B10001000, B01110000, 6, B00110000, //6 B01000000, B10000000, B11110000, B10001000, B10001000, B01110000, 6, B11111000, //7 B10001000, B00001000, B00010000, B00100000, B00100000, B00100000, 6, B01110000, //8 B10001000, B10001000, B01110000, B10001000, B10001000, B01110000, 6, B01110000, //9 B10001000, B10001000, B01111000, B00001000, B00010000, B01100000, 6, B00000000, //: B11000000, B11000000, B00000000, B11000000, B11000000, B00000000, 3, B00000000, //; B11000000, B11000000, B00000000, B11000000, B01000000, B10000000, 3, B00010000, //< B00100000, B01000000, B10000000, B01000000, B00100000, B00010000, 5, B00000000, //= B00000000, B11111000, B00000000, B11111000, B00000000, B00000000, 6, B10000000, //> B01000000, B00100000, B00010000, B00100000, B01000000, B10000000, 5, B01110000, //? B10001000, B00001000, B00010000, B00100000, B00000000, B00100000, 6, B01110000, //@ B10001000, B00001000, B01101000, B10101000, B10101000, B01110000, 6, B01110000, //A B10001000, B10001000, B10001000, B11111000, B10001000, B10001000, 6, B11110000, //B B10001000, B10001000, B11110000, B10001000, B10001000, B11110000, 6, B01110000, //C B10001000, B10000000, B10000000, B10000000, B10001000, B01110000, 6, B11100000, //D B10010000, B10001000, B10001000, B10001000, B10010000, B11100000, 6, B11111000, //E B10000000, B10000000, B11110000, B10000000, B10000000, B11111000, 6, B11111000, //F B10000000, B10000000, B11110000, B10000000, B10000000, B10000000, 6, B01110000, //G B10001000, B10000000, B10111000, B10001000, B10001000, B01111000, 6, B10001000, //H B10001000, B10001000, B11111000, B10001000, B10001000, B10001000, 6, B11100000, //I B01000000, B01000000, B01000000, B01000000, B01000000, B11100000, 4, B00111000, //J B00010000, B00010000, B00010000, B00010000, B10010000, B01100000, 6, 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B00100000, 6, B10001000, //W B10001000, B10001000, B10101000, B10101000, B10101000, B01010000, 6, B10001000, //X B10001000, B01010000, B00100000, B01010000, B10001000, B10001000, 6, B10001000, //Y B10001000, B10001000, B01010000, B00100000, B00100000, B00100000, 6, B11111000, //Z B00001000, B00010000, B00100000, B01000000, B10000000, B11111000, 6, B11100000, //[ B10000000, B10000000, B10000000, B10000000, B10000000, B11100000, 4, B00000000, //(Backward Slash) B10000000, B01000000, B00100000, B00010000, B00001000, B00000000, 6, B11100000, //] B00100000, B00100000, B00100000, B00100000, B00100000, B11100000, 4, B00100000, //^ B01010000, B10001000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, 6, B00000000, //_ B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, B11111000, 6, B10000000, //` B01000000, B00100000, B00000000, B00000000, B00000000, B00000000, 4, B00000000, //a B00000000, B01110000, B00001000, B01111000, B10001000, B01111000, 6, B10000000, //b B10000000, B10110000, B11001000, 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nombre de matrice int devices=lc.getDeviceCount(); //boucle d'initialisation des boucles for(int address=0;address<devices;address++) { /*mise en route des afficheurs*/ lc.shutdown(address,false); /* Reglage luminosité */ lc.setIntensity(address,15); /* nettoyage matrice, vider */ lc.clearDisplay(address); } int devices2=lc2.getDeviceCount(); for(int address=0;address<devices2;address++) { lc2.shutdown(address,false); lc2.setIntensity(address,8); lc2.clearDisplay(address); } } void loop() { animation(); scrollMessage(scrollText,1); // scrollFont(); scrollMessage(abonne,0); } void animation(){ //Serial.println(scarabe[0][0][0]); //Serial.println(scarabe[0][0][2]); //Serial.print("taille"); // Serial.println(sizeof(scarabe)/sizeof(byte)/16); for( int a=0; a<(sizeof(scarabe)/sizeof(byte))/16; a++){ //for( int a=0; a<3; a++){ for( int b=0;b<2;b++){ for( int c=0;c<8;c++){ Serial.print("A"); Serial.print(a); Serial.print(" B"); Serial.print(b); Serial.print(" C"); Serial.print(c); Serial.print(" Tot "); Serial.println(scarabe[a][b][c]); lc.setRow(b,c,scarabe[a][b][c]); } } delay(500); } } //////////////////////// void scrollFont() { for (int counter=0x20;counter<0x80;counter++){ loadBufferLong(counter); delay(500); } } // Scroll Message void scrollMessage(char * messageString, bool memoire ) { int counter = 0; int myChar=0; do { // read back a char if( memoire == 1){ myChar = pgm_read_byte_near(messageString + counter); } else{ myChar = messageString[counter]; } if (myChar != 0){ loadBufferLong(myChar); } counter++; } while (myChar != 0); } // Load character into scroll buffer void loadBufferLong(int ascii){ if (ascii >= 0x20 && ascii <=0x7f){ for (int a=0;a<7;a++){ // Loop 7 times for a 5x7 font unsigned long c = pgm_read_byte_near(font5x7 + ((ascii - 0x20) * 8) + a); // Index into character table to get row data unsigned long x = bufferLong [a*2]; // Load current scroll buffer x = x | c; // OR the new character onto end of current bufferLong [a*2] = x; // Store in buffer } byte count = pgm_read_byte_near(font5x7 +((ascii - 0x20) * 8) + 7); // Index into character table for kerning data for (byte x=0; x<count;x++){ rotateBufferLong(); printBufferLong(); delay(scrollDelay); } } } // Rotate the buffer void rotateBufferLong(){ for (int a=0;a<7;a++){ // Loop 7 times for a 5x7 font unsigned long x = bufferLong [a*2]; // Get low buffer entry byte b = bitRead(x,31); // Copy high order bit that gets lost in rotation x = x<<1; // Rotate left one bit bufferLong [a*2] = x; // Store new low buffer x = bufferLong [a*2+1]; // Get high buffer entry x = x<<1; // Rotate left one bit bitWrite(x,0,b); // Store saved bit bufferLong [a*2+1] = x; // Store new high buffer } } // Display Buffer on LED matrix void printBufferLong(){ for (int a=0;a<7;a++){ // Loop 7 times for a 5x7 font unsigned long x = bufferLong [a*2+1]; // Get high buffer entry byte y = x; // Mask off first character lc2.setRow(3,a,y); // Send row to relevent MAX7219 chip x = bufferLong [a*2]; // Get low buffer entry y = (x>>24); // Mask off second character lc2.setRow(2,a,y); // Send row to relevent MAX7219 chip y = (x>>16); // Mask off third character lc2.setRow(1,a,y); // Send row to relevent MAX7219 chip y = (x>>8); // Mask off forth character lc2.setRow(0,a,y); // Send row to relevent MAX7219 chip } } |
Matériel nécessaire
Il nous faut :
– 1 arduino
– 1 ou plusieurs matrice à led Max7219
Pour brancher votre afficheur seulement 3 fils de commande, CLK (pin 10), CS (pin 11),DIN (pin12)
Et pour communiquer avec il existe plusieurs protocoles comme SPI, QSPI ou MICROWIRE Serial Interface.
Pour la communication SPI les pins ne sont pas défini par hasard et change suivant le type de carte arduino que vous allez utiliser.
Mais nous n’allons pas utiliser le SPI dans nos exemples,pour le code nous ne sommes pas obligé de passer par une librairie mais les librairies vont bien nous aider.
Explication du code
Sans librairie cela nous donne le code suivant
On définit une variable i que l’on va utiliser plus tard dans une boucle.
Puis on défini nos pin CLK,CS,DIN et dans le setup je les définis en sortie et je passe par la fonction Init_MAX7219 .
Dans cette fonction je vais envoyer des informations à la puce pour définir son fonctionnement.
Decoding bcd permet de définir un mode de fonctionnement de la puce,pour notre matrice on le défini à 0 mais il existe d’autres modes pour les afficheurs 7 segments par exemple.
Brightness, la luminosité qui peut varier de 0 à F (15).
Ensuite scanlimit permet de définir le nombre de fil que le MAX7219 utilisé pour notre besoin, ici on utilise tout . Le power-down mode permet d’atteindre un afficheur , ici on les enclenche tous et le display test pour passer un afficheur en mode test pour vérifier les led.
Dans la partie boucle j’appel la fonction Write_Max7219 qui permet l’écriture d’une rangée de led (la première valeur correspond à la rangée la seconde la valeur associée),a l’intérieur appelle la fonction Write_Max7219_byte une fois avec l’adresse de la rangée et une autre fois avec les données sur cette rangée .
La data peut être écrite de différente manière, soit en binaire , soit en hexadécimal qui est le total du binaire du 4 bit.
J’ai créé une petite animation sur les 2 dernières lignes comme tu peux le voir sur la vidéo.
C’est le code le plus simple sans librairie pour afficher ce que tu veux maintenant nous allons basculer en mode librairie.
Pour installer une librairie aller dans croquis, inclure une bibliothèque, gérer les bibliothèques et en recherche taper “max72” , tu vas retrouver toutes les librairies.
Les plus connues sont LedControl et MD_MAX et MD_Parola (associé avec MD_MAX), nous allons pour notre cas utiliser led control.
Dans l’exemple en vidéo j’ai appelé 2 fois le ledcontrol, une fois pour une matrice en cascade ( 2 matrice) et pour une matrice seule.
J’ai découpé le code en 2 parties pour que tu puisse seulement utiliser le scroll de texte si tu en as besoin sans la partie animation ( dessin ).
Dans mon programme on appelle la librairie LedControl.h et aussi <avr/pgmspace.h>
Appeler <avr/pgmspace.h> va nous permettre de stocker des informations dans la mémoire Flash de l’arduino au lieu d’utiliser la sram.
On va stocker les caractères (alphabétique) dans cette mémoire , cela va nous laisser de la place pour le reste de notre programme.
Mon programme dans la vidéo est en 2 parties,j’ai créé une animation de scarabé dans un tableau en 3 dimensions , la première dimension représente les images, la deuxième le nombre de matrices et la troisième les 8 lignes.
Autre partie du programme, celle pour le texte et le scrooling. On mémorise dans la mémoires flash la plupart des caractères alphabétiques qui représente les led allumés pour former les lettres.
Après ce grand bloc contenant les caractères, on attaque avec deux variable numDevices et scrollDelay pour la partie du texte qui va défiler. Ensuite bufferLong qui définit la longueur du buffer pour l’affichage du texte.
On initialise nos matrices avec LedControl, on choisit un nom pour l’objet que l’on va utiliser et on donne les pin associés à cet afficheur (DataIn,CLK,LOAD,nombreafficheur) .
Dans mon exemple j’ai cablé deux afficheurs différents donc je définit les pin différent pour les deux.
Avec scrollText j’ai mon texte que je veux faire défiler que j’ai stocké dans la mémoire flash (PROGMEM), soit on utilise la mémoire flash si on a beaucoup de texte, soit on utilise la sram tout simplement ( variable abonne ) , je n’oublie pas de terminer mes phrase par “\0”.
On trouve ensuite la variable delaytime pour mettre des stop de défilement.
Dans la partie setup on initialise les matrices comme pour le code sans librairie et ici on boucle sur le nombre de matrice que le programme récupère pour appliquer les réglages tous. Comme j’ai appelé LedControl deux fois avec des nom differents j’initialise les deux.
Partie boucle j’appelle la fonction animation que j’ai crée et j’appelle aussi scrollMessage qui va permettre de faire defiler du texte.
J’ai modifié la fonction scrollMessage pour qu’elle puisse gerer mes message hors de la mémoire flash.
Dans la fonction animation j’ai 3 boucle, la première pour les images, la deuxième pour les matrices et la troisième pour les lignes de led.
Dans ma première boucle je calcule la taille de mon tableau partie image avec “sizeof(scarabe)/sizeof(byte))/16” j’ai divisé par 16 car j’ai 2 matrice par 8 lignes dans mon schéma ce qui me donne 16, j’aurai 3 matrice cela me donnerai 24.
Dans la version code finale je vais simplifier cette donnée pour que tu n’ai qu’a remplir une variable pour le nombre de matrice, donc plus de calcul pour toi.
Ce qui est à retenir c’est que pour affecter des données sur une ligne on utilise lc.setRow(numeroMatrice,ligneMatrice,donnéeAAfficher);
J’ai mis un delay de 500ms pour mettre un temps d’arrêt entre chaque image.
Autre partie du programme, le scrollMessage, je n’ai pas codé cette partie et le fonctionnement du programme se résume avec une mise en buffer de ton message avec la correspondance au niveau de la matrice puis cela fait défiler le message.
J’ai fait quand même une petite modification de la fonction, j’ai rajouté une variable en paramètre pour savoir si mon message est dans la mémoire flash ou sram (le programme de base ne gère que les messages dans la mémoire flash).
Si j’ai besoin de récupérer par exemple la valeur qui circule dans le serial je vais pouvoir le lancer dans le scrollMessage.
Si tu veux te plonger dans le fonctionnement du programme n’hésite pas, car je n’ai pas actuellement le besoin de m’intéresser en profondeur au code vu ce que je vais en faire pour le westerduino ( affichage animation, score …)
J’en ai terminé avec le code, tu peux voir le rendu dans la vidéo.
Je te propose de télécharger les différents codes pour les utiliser à ta sauce.
Je te donne toute les sources que j’ai utilisé pour créer ce tuto, ce qui a pris pas mal de temps pour trouver les solutions les plus faciles pour le plus grand nombre.
Sources : http://tiptopboards.free.fr/arduino_forum/viewtopic.php?t=6&p=6
http://plaisirarduino.fr/max-7219/
http://tronixstuff.com/2013/10/11/tutorial-arduino-max7219-led-display-driver-ic/
Télécharger les codes :
– Tuto Matrice Sans Lib
– Tuto Matrice Avec Lib
– Tuto Matrice Animation Lib
– Tuto Matrice Texte Scroll Lib
Acheter des afficheurs : https://goo.gl/WDEdcK
📌 FAQ – Utiliser une matrice LED avec le MAX7219 et Arduino
Q : Qu’est-ce que le MAX7219 ?
R : Le MAX7219 est un pilote d’affichage LED qui permet de contrôler jusqu’à 64 LEDs (8×8) en utilisant seulement trois broches numériques de l’Arduino. Il simplifie la gestion des matrices LED en réduisant le nombre de connexions nécessaires.
Q : Comment connecter une matrice LED 8×8 avec le MAX7219 à un Arduino ?
R : Les connexions typiques sont :
VCC → 5V
GND → GND
DIN → D11 (MOSI)
CS → D10 (SS)
CLK → D13 (SCK)
Ces connexions utilisent l’interface SPI de l’Arduino pour communiquer avec le MAX7219.
Q : Quelle bibliothèque Arduino utiliser pour contrôler la matrice LED avec le MAX7219 ?
R : Plusieurs bibliothèques sont disponibles :
LedControl : simple et adaptée pour des projets de base.
MD_MAX72XX : offre plus de fonctionnalités et de flexibilité.
MD_Parola : idéale pour des effets de texte défilant et des animations complexes.
Le choix dépend de la complexité de votre projet.
Q : Peut-on chaîner plusieurs matrices LED ensemble ?
R : Oui, il est possible de connecter plusieurs modules en série (daisy chain) en reliant la sortie de données (DOUT) d’un module à l’entrée de données (DIN) du suivant. Cela permet de créer des affichages plus larges, comme des matrices 8×32 ou 8×64.
Q : Comment afficher du texte ou des animations sur la matrice ?
R : En utilisant des bibliothèques comme MD_Parola, vous pouvez facilement afficher du texte, des animations et des effets visuels. Ces bibliothèques offrent des fonctions pour faire défiler le texte, ajuster la luminosité et créer des effets personnalisés.
Q : Quelle est la tension d’alimentation recommandée pour le MAX7219 ?
R : Le MAX7219 fonctionne généralement avec une tension de 5V. Assurez-vous que votre alimentation peut fournir suffisamment de courant, surtout si vous utilisez plusieurs matrices en cascade.
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