Модуль светодиодной матрицы синего цвета 32х8 на MAX7219

Технические характеристики

• Напряжение питания: 4.0 ~ 5.5В постоянного тока DC
• Потребление тока: до 450мА
• LED-драйвер: MAX7219 х4
• Тип индикации: динамический
• Модель матрицы сегмента: 1088AB
• Цвет светодиодов: синий
• Разрешение: 32x8 точек
• Интерфейс: 3W-SPI
• Размер: 128 х 32 х 13 ±2мм
• Вес: 50г

Комплектация

• 1х Модуль матрицы 32х8 MAX7219
• 1х Кабель DuPont 5*1 (F-F) 150мм
• 1х Вилка штыревая 5pin с шагом 2.54мм

Вывод информации на экран считается одним из ключевых способов интерактивного взаимодействия электронного приложения с человеком. Множество современных устройств и приборов оснащаются различными цветными ЖК-дисплеями, способными отображать на своих экранах любой формат цифровых данных. Если же в задачи приложения, основанного на программируемом микроконтроллере, входит оповещение методом показа простых текстовых сообщений или примитивных графических элементов (например, эмодзи или другая символика), нередко используются недорогие одноцветные светодиодные матричные панели, конструктивно состоящие из нескольких сегментов 8х8 (64 бита), составленных в определённой последовательности. Подобные светодиодные панели наиболее часто встречаются в устройствах автоматического информирования с эффектом "бегущая строка".

Модуль матрицы MAX7219 совместим с платформами Arduino, Raspberry Pi, STM  и другими аналогами. Его схема представляет каскад из 4-х одинаковых сегментов, включенных последовательно друг за другом. В каждом отдельном сегменте LED-панели встроена собственная 16-разрядная микросхема-драйвер MAX7219, управляющая своим набором 3-мм светодиодов, скомпонованных квадратом из 8 столбцов и 8 строк. Изображение на светодиодной матрице 8х8 выстраивается согласно принципам динамической индикации, в которой для отображения конечного изображения применяется последовательное включение светодиодов, программно индексируемых по параметрам строка+столбец. Микросхема сдвигового регистра MAX7219 оснащена 16-битным FIFO-буфером. Она запоминает лишь последние 16 бит данных на момент закрытия защёлки (SPI_CS), переместив все ранее вошедшие последовательные данные на выход. Таким образом, управление всеми 4-мя сегментами за один такт осуществляется пакетом данных, состоящего суммарно из 64 бит. Правила кодирования данных в 16-битный пакет подробно изложены в спецификации на микросхему MAX7219. Взаимодействие с модулем матрицы можно значительно упростить готовыми библиотеками Adafruit-GFX (потребуется установка ещё и Adafruit-BusIO) и Max72xxPanel.

Информация передаётся в матричный модуль по последовательной шине 3W-SPI на скорости до 10МГц. Печатная плата имеет контакты на вход и на выход данных, благодаря чему реализована возможность расширения приложения за счёт присоединения дополнительных аналогичных сегментов или многосегментных панелей. Работает модуль LED-матрицы от постоянного напряжения 5 вольт, потребляет ток до 450мА при максимальной яркости диодов. Рекомендуется использование внешнего источника питания, если одновременно соединены два и более модулей. Физические размеры платы составляют 128*32мм.

Схема подключения к Arduino и пример программы "бегущая строка"

Модуль светодиодной матрицы поддерживает цифровые сигналы контроллеров с 5-вольтовой логикой (например, контроллеров платформы Arduino). Прочие контроллеры с 3.3-вольтовой или иной логикой могут быть подключены к цифровым входам LED-матрицы через соответствующие преобразователи уровней.

Скетч с примером кода для Arduino IDE

// Подключение библиотек
#include <SPI.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Max72xxPanel.h>

// Соединение с Arduino Uno через аппаратную шину SPI
// pinDIN = 11 (ARDUINO UNO SPI_MOSI), pinCLK = 13 (ARDUINO UNO SPI_CLK)
byte pinCS = 10; 

// Количество горизонтальных сегментов (8х8 х1)
byte numberOfHorizontalDisplays = 1;
// Количество вертикальных сегментов (8х8 х4)
byte numberOfVerticalDisplays = 4;

//Карта включенных и выключенных точек на экране (изображение)
byte ColorMap[8][32] = {
  {0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0},
  {0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0},
  {0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1},
  {0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1},
  {0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1},
  {0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1},
  {1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0},
  {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0},
};

Max72xxPanel matrix = Max72xxPanel(pinCS, numberOfHorizontalDisplays, numberOfVerticalDisplays);

void setup() {
  // Очистка матрицы экрана и установка ориентации выводимого изображения
  matrix.fillScreen(LOW);
  matrix.setRotation(1);
}

void loop() {
// Массив временных данных для функции смещения изображения
byte TempColorMap[8];
byte y, x;

// Отрисовка изображения в виртуальной памяти
  for (y = 0; y < 8; y++) {
    for (x = 0; x < 32; x++)  {
      matrix.drawPixel(x, y, ColorMap[y][x]);
    }
  }
//Вывод изображения на матрицу
  matrix.write();
  delay(20);

// Функция сдвига изображения на 1 столбец влево (эффект бегущей строки)
  for (y = 0; y < 8; y++) {
    TempColorMap[y] = ColorMap[y][0];
  }
  for (y = 0; y < 8; y++) {
    for (x = 1; x < 32; x++)  {
      ColorMap[y][x - 1] = ColorMap[y][x];
    }
  }
  for (y = 0; y < 8; y++) {
    ColorMap[y][31] = TempColorMap[y];
  }
  delay(50);
}

Программное обеспечение

1. Библиотека MAX72xx для модулей с LED-матрицей
2. Библиотека Adafruit_GFX (графическое ядро) для Arduino

Документация

1. Спецификация 8-битного LED-драйвера MAX7219-MAX7221 (англ., PDF)