ESP32 - LED 매트릭스 | ESP32 - LED Matrix

LED 매트릭스 디스플레이, 또는 LED 디스플레이, 점 매트릭스 디스플레이로도 알려져 있으며, 널리 사용됩니다. 이 튜토리얼에서는 다음을 학습할 예정입니다:

그 후에는 16x8 LED 매트릭스, 64x8 LED 매트릭스 등 다른 LED 매트릭스에 코드를 쉽게 적용할 수 있습니다.

준비물

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1×USB Cable Type-C 쿠팡 | Amazon
1×FC-16 LED Matrix 32x8 Amazon
1×FC-16 LED Matrix 8x8 쿠팡 | Amazon
1×Generic LED Matrix 8x8 Amazon
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LED 매트릭스에 대하여

LED Matrix display

LED 행렬에는 여러 종류가 있습니다. ESP32와 함께, MAX7219 기반 LED 행렬이 널리 사용됩니다. MAX7219 기반 LED 행렬은 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다:

  • LED 매트릭스의 기본 단위는 블록입니다.
  • 각 블록은 8x8 LED 매트릭스(64 LED)와 MAX7219 드라이버를 가지고 있습니다.
  • 두 가지 인기 있는 블록 형태는 일반 모듈과 FC-16 모듈입니다.
  • LED 매트릭스는 단일 블록이거나 여러 블록을 데이지 체인으로 구성할 수 있습니다.
  • 여러 블록이 사전 제작된 LED 매트릭스(예: 4-in-1, 8-in-1)를 구입할 수 있습니다.
  • 원하는 크기의 LED 매트릭스를 형성하기 위해 여러 블록을 구입하고 연결할 수도 있습니다.
  • ESP32 코드에서 사용하는 LED 매트릭스의 크기를 선언할 것입니다.

핀배열

LED Matrix Pinout

LED 매트릭스는 하나 또는 여러 개의 블록으로 구성됩니다. 각 블록은 두 그룹의 핀을 포함합니다:

  • 입력 핀 그룹:
    • VCC: 5V에 연결합니다.
    • GND: GND에 연결합니다.
    • DIN은 데이터 핀으로, ESP32의 아무 디지털 핀에 연결합니다.
    • CS: 칩 선택으로, ESP32의 아무 디지털 핀에 연결합니다.
    • CLK: 클럭 핀으로, ESP32의 아무 디지털 핀에 연결합니다.
  • 출력 핀 그룹:
    • VCC: 다음 모듈의 입력 핀 그룹의 VCC에 연결합니다.
    • GND: 다음 모듈의 입력 핀 그룹의 GND에 연결합니다.
    • DOUT: 데이터 아웃으로, 다음 모듈의 입력 핀 그룹의 DIN 핀에 연결합니다.
    • CS: 다음 모듈의 입력 핀 그룹의 CS에 연결합니다.
    • CLK은 다음 모듈의 입력 핀 그룹의 CLK에 연결합니다.

선연결

LED 매트릭스가 단일 블록으로 구성된 경우:

  • 입력 핀 그룹을 ESP32에 연결하세요.
  • 출력 핀 그룹은 연결하지 않은 상태로 두세요.
ESP32 8x8 LED matrix FC-16 wiring diagram

이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.

ESP32 및 다른 구성 요소에 전원을 공급하는 방법에 대해 잘 알지 못하는 경우, 다음 튜토리얼에서 안내를 찾을 수 있습니다: ESP32 전원 공급 방법.

ESP32 8x8 LED matrix generic wiring diagram

이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.

LED 매트릭스가 미리 구축된 여러 블록인 경우:

  • 입력 핀 그룹을 ESP32에 연결하세요
  • 출력 핀 그룹은 연결하지 마세요
ESP32 LED matrix display wiring diagram

이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.

만약 LED 매트릭스를 여러 블록으로 직접 제작했다면:

  • 첫 번째 블록의 입력 핀 그룹을 ESP32에 연결합니다.
  • 각 블록의 출력 핀 그룹을 다음 블록의 입력 핀 그룹에 연결합니다.
  • 마지막 블록의 출력 핀 그룹은 연결하지 않습니다.
ESP32 32x8 LED matrix wiring FC-16 diagram

이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.

ESP32 32x8 LED matrix wiring generic diagram

이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.

디스플레이가 최대 밝기에서 최대 1A까지 많은 전류를 소모하기 때문에:

  • ESP32의 5V 핀에서 전력을 사용하지 마십시오.
  • 대신 외부 5V 전원 공급 장치를 사용하십시오. ESP32와 LED 매트릭스는 5V 전원 어댑터로부터 전력을 공유할 수 있습니다.

ESP32가 SPI 핀을 통해 LED 매트릭스에 연결되기 때문에:

  • ESP32의 GPIO18(SCK) 핀과 GPIO23(MOSI) 핀
  • GPIO21(CS) 핀은 어떤 핀으로도 변경할 수 있음

LED 매트릭스를 프로그래밍하는 방법

LED 매트릭스를 제어하는 것은 쉽지 않습니다. 다행히도, 이를 쉽게 만들어주는 라이브러리가 있습니다. 아래는 LED 매트릭스를 제어하기 위해 ESP32 코드를 작성하는 방법에 대한 단계별 안내입니다.

라이브러리 포함:

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

사용 중인 하드웨어를 명시하세요: GENERIC_HW 또는 FC16_HW.

#define HARDWARE_TYPE MD_MAX72XX::FC16_HW

사용된 LED 블록의 수를 정의하십시오. 예를 들어, 4-in-1 LED 매트릭스는 4개의 블록이 있습니다.

#define MAX_DEVICES 4

LED 매트릭스의 CS 핀에 연결되는 핀을 정의하십시오. 예를 들어, 핀 GPIO21

#define CS_PIN 21

LED 매트릭스 디스플레이를 위해 MD_Parola 클래스의 새로운 인스턴스를 생성하십시오.

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

설정() 함수 안의 코드:

void setup() { ledMatrix.begin(); // 객체를 초기화합니다 ledMatrix.setIntensity(0); // LED 매트릭스 디스플레이의 밝기를 설정합니다 (0에서 15까지) ledMatrix.displayClear(); // LED 매트릭스 디스플레이를 지웁니다 }

텍스트, 숫자를 표시하고 애니메이션 효과를 보여줍니다: 다음 부분을 보세요

ESP32 - LED 매트릭스 코드

아래 코드는 32x8 FC-16 LED 매트릭스 디스플레이(4개 블록)용입니다. 하지만 여러분은 쉽게 이를 8x8, 16x8, 64x8 등으로 적용할 수 있습니다.

/* * 이 ESP32 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 * 이 ESP32 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. * 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: * https://newbiely.kr/tutorials/esp32/esp32-led-matrix */ #include <MD_Parola.h> #include <MD_MAX72xx.h> #define HARDWARE_TYPE MD_MAX72XX::FC16_HW #define MAX_DEVICES 4 // 4개의 모듈 #define CS_PIN 21 // MD_Parola 클래스의 인스턴스를 만듭니다 MD_Parola ledMatrix = MD_Parola(HARDWARE_TYPE, CS_PIN, MAX_DEVICES); void setup() { ledMatrix.begin(); // LED 행렬을 초기화합니다 ledMatrix.setIntensity(0); // LED 행렬 디스플레이의 밝기를 설정합니다 (0에서 15까지) ledMatrix.displayClear(); // LED 행렬 디스플레이를 지웁니다 } void loop() { ledMatrix.setTextAlignment(PA_LEFT); ledMatrix.print("Left"); // 텍스트를 표시합니다 delay(2000); ledMatrix.setTextAlignment(PA_CENTER); ledMatrix.print("Center"); // 텍스트를 표시합니다 delay(2000); ledMatrix.setTextAlignment(PA_RIGHT); ledMatrix.print("Right"); // 텍스트를 표시합니다 delay(2000); ledMatrix.setTextAlignment(PA_CENTER); ledMatrix.setInvert(true); ledMatrix.print("Invert"); // 뒤집힌 텍스트를 표시합니다 delay(2000); ledMatrix.setInvert(false); ledMatrix.print(1234); // 숫자를 표시합니다 delay(2000); }

사용 방법

ESP32를 처음 사용하는 경우, Arduino IDE에서 ESP32 환경 설정하는 방법을 참조하십시오.

위 이미지와 같이 배선하십시오.

ESP32 보드를 마이크로 USB 케이블을 사용하여 PC에 연결하십시오.

PC에서 Arduino IDE를 엽니다.

올바른 ESP32 보드(예: ESP32 Dev Module)와 COM 포트를 선택하십시오.

Arduino IDE의 왼쪽 바에 있는 Libraries 아이콘을 클릭하십시오.

“MD_Parola”를 검색한 다음, MD_Parola 라이브러리를 찾으십시오.

Install 버튼을 클릭하십시오.

ESP32 MD_Parola library
  • “MD_MAX72XX” 라이브러리를 설치하라는 요청을 받게 됩니다
  • 종속성을 설치하려면 Install All 버튼을 클릭하십시오.
ESP32 MD_MAX72XX library
  • 위의 코드를 복사하여 아두이노 IDE로 열어 주세요
  • 아두이노 IDE에서 Upload 버튼을 클릭하여 코드를 ESP32에 업로드하세요
  • LED 매트릭스 디스플레이를 확인하세요

ESP32 LED 매트릭스 코드 - 스크롤 텍스트

LED 매트릭스 디스플레이에 맞출 수 없을 만큼 긴 메시지를 출력하고 싶을 때, 스크롤 텍스트 효과 기술을 사용할 수 있습니다.

아래의 ESP32 코드는 LED 매트릭스 디스플레이에서 메시지를 스크롤하는 방법을 보여줍니다.

/* * 이 ESP32 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 * 이 ESP32 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. * 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: * https://newbiely.kr/tutorials/esp32/esp32-led-matrix */ #include <MD_Parola.h> #include <MD_MAX72xx.h> #define HARDWARE_TYPE MD_MAX72XX::FC16_HW #define MAX_DEVICES 4 // 4 블록 #define CS_PIN 21 // MD_Parola 클래스의 인스턴스를 생성합니다 MD_Parola ledMatrix = MD_Parola(HARDWARE_TYPE, CS_PIN, MAX_DEVICES); void setup() { ledMatrix.begin(); // 객체를 초기화합니다 ledMatrix.setIntensity(0); // LED 매트릭스 디스플레이의 밝기를 설정합니다 (0에서 15까지) ledMatrix.displayClear(); // LED 매트릭스 디스플레이를 지웁니다 ledMatrix.displayScroll("ESP32", PA_CENTER, PA_SCROLL_LEFT, 100); } void loop() { if (ledMatrix.displayAnimate()) { ledMatrix.displayReset(); } }

더 많은 텍스트 효과를 보려면, MD_Parola 라이브러리 참조를 방문해 주세요.

동영상

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