돌돌쌤

도트매트릭스(dot matrix) 제어 1

LED를 여러개를 묶어 글씨나 간단한 도형을 출력할수 있는 장치다

LED의 수 또 같은 갯수라도 크기에 따라 종류가 다양하다.

여기에서 사용한 것은

8x8 소형 도트매트릭스 SZ420788K-16P로

총 64개의 LED를 묶어 놓은 것 중 소형매트릭스를 이용하였다.

자세한 사양은

http://www.eleparts.co.kr/front/productdetail.php?productcode=003009003000000007을 참고

핀은 품명이 마킹되어 있는 곳의 맨 왼쪽 핀부터 1번으로

반시계방향으로 총 16번까지 넘버링된다.

불을 켜는 방법은

13번핀에 +, 9번핀에 -를 연결하면 맨위 왼쪽 led가 불이 들어온다

또 9번핀은 13,3,4,10,6,11,15,16에 연결된 LED의 애노드를 공통으로 묶고 있어

9번핀에 -를 연결한체 13,3,4,10,6,11,15,16에 +를 연결하면 맨 윗줄에 불이 들어온다.

결국 총 16개의 선에 신호를 주면 64개의 LED의 제어가 가능하다.

그러나 아두이노만으로 제어하기에는 16개의 핀이 필요하고

64개의 LED를 켜기위해서는 많은 전류가 소모되므로

아두이노에 무리가 올 수 있으므로

74hc595 shift register 2개(1개에 8개의 데이터 전송)와

(74hc595의 사용은 http://eskelt.tistory.com/9 참고)

ULN2603을 사용하면 아두이노에서 전원을 제외하고

3개의 핀으로 매트릭스 제어가 가능하다.

그림처럼 웃는 모양의 그림을 표시하려면

첫번째 줄

9번핀에 신호를 주고(첫번째 줄 1,0,0,0,0,0,0,0 즉 0x80)

(uln2603을 통해 9번핀에 신호를 주면 9번핀은 GND 처리된다.)

13,3,4,10,6,11,15,16핀에 0,1,1,0,0,1,1,0(즉 0x66)의 신호를 보내면

첫 줄 그림처럼 불이 들어온다.

두번째 줄

14번핀에 신호를 주고(두번째 줄 0,1,0,0,0,0,0,0 즉 0x40)

13,3,4,10,6,11,15,16핀에 1,0,0,1,1,0,0,1(즉 0x99)의 신호를 보내면

두번째 줄 그림처럼 불이 들어온다.

.

.

.

.

.

이런식으로 총 8줄을 짧은 시간간격으로 한줄씩 표현하면

눈으로는 하나의 웃는 모습으로 인식된다.

소스 스케치

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/* 도트 매트릭스 웃는 얼굴 표현*/

int clock = 2;  //74HC595의 클럭핀과 연결

int latch = 3;  //74HC595의 래치핀과 연결

int data = 4;  //74HC595의 데이터핀과 연결

void setup(){

  pinMode(clock, OUTPUT);

  pinMode(latch, OUTPUT);

  pinMode(data, OUTPUT);

}

void loop(){

  int dataval[8]={0x66,0x99,0x00,0x00,0x7e,0x42,0x3c,0x00};

  int scanval[8] ={0x80,0x40,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01}; //줄

  for(int i = 0; i<8; i++){

     digitalWrite(latch, LOW);   //래치를 내리고

     shiftOut(data,clock,LSBFIRST, scanval[i]); //줄 선택

     shiftOut(data,clock,LSBFIRST, dataval[i]); // 선택된 줄에 LED신호

                                                                 // 74hc595에 총scanval과 dataval 16bit를 보내면

                                                          //8bit는 Q7'핀을 통해 다음 74hc595 data핀으로 밀어낸다.

     digitalWrite(latch, HIGH);   //래치를 올린다.

     delay(1);

    }

    digitalWrite(latch, LOW);   //래치를 내리고

    shiftOut(data,clock,MSBFIRST, 0x00);

    shiftOut(data,clock,MSBFIRST, 0x00); //LED를 끄는 시간 필요

    digitalWrite(latch, HIGH);

    delay(1);

}

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작동 사진

움직이는 입모양을 표현하려면

미리 입모양 표정을 만들어 이차원 배열로 입력하여 출력한다.

스케치 소스

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/* 도트매트릭스 움직이는 입모양*/

int clock = 2;  //74HC595의 클럭핀과 연결

int latch = 3;  //74HC595의 래치핀과 연결

int data = 4;  //74HC595의 데이터핀과 연결

void setup(){

  pinMode(clock, OUTPUT);

  pinMode(latch, OUTPUT);

  pinMode(data, OUTPUT);

}

void loop(){

  int dataval[7][8]={

    {0x66,0x99,0x00,0x00,0x3c,0x00,0x00,0x00},  //다문입

    {0x66,0x99,0x00,0x00,0x18,0x18,0x00,0x00},  //조금 벌린입

    {0x66,0x99,0x00,0x00,0x3c,0x18,0x00,0x00},

    {0x66,0x99,0x00,0x00,0x3c,0x24,0x18,0x00}, 

    {0x66,0x99,0x00,0x00,0x7e,0x24,0x18,0x00},

    {0x66,0x99,0x00,0x00,0x7e,0x42,0x3c,0x00},

    {0x66,0x99,0x00,0x00,0x7e,0x42,0x66,0x3c}};  //크게 벌린입

  int scanval[8] ={0x80,0x40,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01};

  for(int j=0; j<7;j++){

    for(int i = 0; i<8; i++){

      digitalWrite(latch, LOW);  

      shiftOut(data,clock,LSBFIRST, scanval[i]);

      shiftOut(data,clock,LSBFIRST, dataval[j][i]);

      digitalWrite(latch, HIGH);  

      delay(1);

     }

     digitalWrite(latch, LOW);  

     shiftOut(data,clock,MSBFIRST, 0x00);

     shiftOut(data,clock,MSBFIRST, 0x00);

     digitalWrite(latch, HIGH);

     delay(30);

  }

}

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작동 영상

아두이노간 xbee통신

프로그램 버전 : Arduino - 1.0

아두이노끼리 유선은 물론

xbee를 통해 무선통신이 가능하다.

한쪽 아두이노에서 센서 또는 스위치 등으로 신호를 받고

그신호를 다른 아두이노에서 받아 처리하여 출력하는 형식이다.

간단하게

우노에서 스위치를 누르면 숫자 5를 xbee를 통해 날리고

메가에서 숫자5를 받아 출력하는 식으로 구성해보면

우노의 배선

스위치 입력은 11번에 연결하고

xbee 쉴드 장착

우노의 스케치 소스

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#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial xbeeS(2,3);   //xbee 통신을 위해 구성
void setup(){
  xbeeS.begin(9600);     //xbee 통신 시작
  pinMode(11,INPUT);    //11번을 스위치 입력
  pinMode(13,OUTPUT);
}
void loop(){
  if(digitalRead(11)==LOW){
    digitalWrite(13,HIGH);
    xbeeS.write(5);      //스위치 입력이 있으면 xbee에 5를 보냄
  }
  digitalWrite(13,LOW);
}

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신호를 받을 메가의 배선

메가에서의 스케치 소스

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int a;
void setup(){
  Serial.begin(9600);     //시리얼 통신 0번 pc와 통신
  Serial3.begin(9600);   //메가는 하드웨어적으로 시리얼 통신을 0~3번까지 제공하므로

//소프트웨어적으로 시리얼 통신을 구성할 필요 없다.

                                  // 통신할 통신장치를 1~3번에 연결하고 사용하면 된다.

                                  // SoftwareSerial을 구성하면 통신이 잘 안됨???
  pinMode(13,OUTPUT);
}
void loop(){
  if(Serial3.available()>0){
    a = Serial3.read();          //xbee의 값을 저장
    if(a==5){
       digitalWrite(13,HIGH);
       Serial.println(a);          // 값을 시리얼 모니터에 출력
       }
  }
  digitalWrite(13,LOW);
}

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xbee 통신

프로그램 버전 : Arduino - 1.0

사용된 Xbee 모듈은

http://www.sparkfun.com/products/8664 이다

Xbee 모듈의 설정은

http://www.sparkfun.com/datasheets/Wireless/Zigbee/XBee-Manual.pdf 참고

기본 설정된 값은

Xbee 모듈과 컴퓨터와 UART방식으로 9600bps 로 통신하고

(물론 설정을 변경해 통신속도를 바꿀수 있다. 변경방법은 위 Manual.pdf참고)

Xbee 모듈간은 250000bps로 통신한다.

Xbee라고 다를것 없이 아두이노에서의 스케치는

softwareserial 라이브러리를 이요해서 TX, RX핀을 설정하고

다른 통신모듈과 같이 스케치 하면 된다.

(다른 통신모듈과 통신 거리, 속도, 가격 등이 다르므로

사용 목적에 맞게 선택하면 된다.)

Xbee 모듈 2개, Xbee 쉴드, Xbee explorer 사진이다.

모듈을 쉴드와, explorer에 끼우고

모듈을 장착한 쉴드를 아두이노 UNO보드에 끼운 사진이다.

각각 쉴드가 장착된 아두이노는 com4번과

explorer에 기운 Xbee는 com8번에 연결되었다.

(장치관리자에서 확인)

즉 com4-아두이노-Xbee       <------통신------>       Xbee-com8

결국은 한 컴퓨터의 com4에서 com8번으로 통신을 구현 했지만

이는 통신의 확인을 위한 작업 이고

응용하면

Xbee연결된 아두이노를 센서나 모터를 연결하여 외부에 두고

Xbee를 통해 컴퓨터로 센서 값이나 모터를 제어할 수 있다.

Xbee가 장착된 아두이노와 Xbee가 연결된 pc와의 통신

스케치 소스

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/*Xbee가 장착된 아두이노와 Xbee가 연결된 pc와의 통신*/

#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial XbeeSerial(2,3);  //아두이노 2,3번 핀을 통해 통신

int a,b;

void setup(){

  Serial.begin(9600);

  XbeeSerial.begin(9600);

}

void loop(){

  if(Serial.available()>0){   

    a = Serial.read();             // 시리얼 모니터에 입력된 값을 a에 저장

    XbeeSerial.println(a);       // Xbee를 통해 다른Xbee가 연결된 pc에 값 출력

    delay(100);

  }

  if(XbeeSerial.available()>0){

    b = XbeeSerial.read();        // Xbee가 연결된 pc에서 입력한 값 b에 저장

    Serial.println(b);                // Xbee를 통해 아두이노Xbee로 값을 보내고 시리얼 모니터에 출력

    delay(100);

  }

}

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작동영상

(Serial 모니터는 아두이노, 컴포트 마스터는 Xbee-explorer와 연결 되었다.)