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ESP32 - Matriz de LED

O display de matriz de LED, também conhecido como display de LED ou display de matriz de pontos, é amplamente utilizado. Neste tutorial, vamos aprender:

Depois disso, você pode adaptar facilmente o código para outras matrizes de LED, como matriz de LED 16x8, matriz de LED 64x8 ...

Hardware Necessário

1×38-pin ESP32 ESP-WROOM-32 Dev Module - Narrow
1×(Alternativa) 38-pin ESP32 ESP-WROOM-32 Dev Module - Wide
1×(Alternativa) 30-pin ESP32 ESP-WROOM-32 Dev Module - Wide
1×(Alternativa) ESP32 Uno-form board
1×(Alternativa) ESP32 S3 Uno-form board
1×Cabo USB Tipo-A para Tipo-C (para PC com USB-A)
1×Cabo USB Tipo-C para Tipo-C (para PC com USB-C)
1×FC-16 LED Matrix 32x8
1×FC-16 LED Matrix 8x8
1×Generic LED Matrix 8x8
1×Protoboard
1×Fios Jumper
1×(Opcional) Conector de Alimentação DC
1×(Recomendado) Placa de Expansão com Bornes de Parafuso para ESP32
1×(Recomendado) Breakout Expansion Board for ESP32
1×(Recomendado) Divisor de Alimentação para ESP32

Or you can buy the following kits:

1×DIYables ESP32 Starter Kit (ESP32 included)
1×DIYables ESP32 S3 Starter Kit (ESP32 S3 included)
1×DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays)
Divulgação: Alguns dos links desta seção são links de afiliado da Amazon. Podemos receber uma comissão pelas compras feitas por meio desses links, sem custo adicional para você. Agradecemos o seu apoio.

Sobre a Matriz de LED

Display de Matriz de LED

Existem muitos tipos de matriz de LED. Com o ESP32, a matriz de LED baseada no MAX7219 é amplamente utilizada. A matriz de LED baseada no MAX7219 tem as seguintes características:

  • A unidade básica de uma matriz de LED é um bloco
  • Cada bloco tem uma matriz de LED 8x8 (64 LEDs) e um driver MAX7219.
  • Existem dois formatos de bloco populares: o módulo genérico e o módulo FC-16.
  • Uma matriz de LED pode ser composta por um único bloco ou por vários blocos em cascata (daisy-chain)
  • Você pode comprar uma matriz de LED pronta com vários blocos (por exemplo, 4 em 1, 8 em 1)
  • Você também pode comprar vários blocos e ligá-los para formar uma matriz de LED do tamanho desejado.
  • Você vai declarar o tamanho da matriz de LED que usa no código do ESP32.

Pinagem

Pinagem da Matriz de LED

Uma matriz de LED é formada por um ou vários blocos. Cada bloco inclui dois grupos de pinos:

  • Grupo de pinos de entrada:
    • VCC: conecta ao 5V.
    • GND: conecta ao GND.
    • DIN é o pino de dados, conecte-o a qualquer pino digital do ESP32.
    • CS: Chip Select, conecte-o a qualquer pino digital do ESP32.
    • CLK: pino de clock, conecte-o a qualquer pino digital do ESP32.
  • Grupo de pinos de saída:
    • VCC: conecta ao VCC do grupo de pinos de entrada do próximo módulo.
    • GND: conecta ao GND do grupo de pinos de entrada do próximo módulo.
    • DOUT: Data Out (saída de dados), conecta ao pino DIN do grupo de pinos de entrada do próximo módulo.
    • CS: conecta ao CS do grupo de pinos de entrada do próximo módulo.
    • CLK conecta ao CLK do grupo de pinos de entrada do próximo módulo.

Diagrama de Ligação

Se a matriz de LED for formada por um único bloco:

  • Conecte o grupo de pinos de entrada ao ESP32
  • Deixe o grupo de pinos de saída desconectado
Diagrama de ligação da matriz de LED 8x8 FC-16 com ESP32

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Se você não sabe como alimentar o ESP32 e outros componentes, veja as instruções no tutorial a seguir: Como alimentar o ESP32.

Diagrama de ligação da matriz de LED 8x8 genérica com ESP32

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Se a matriz de LED for pronta com vários blocos:

  • Conecte o grupo de pinos de entrada ao ESP32
  • Deixe o grupo de pinos de saída desconectado
Diagrama de ligação do display de matriz de LED com ESP32

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Se você mesmo montar a matriz de LED com vários blocos:

  • Conecte o grupo de pinos de entrada do primeiro bloco ao ESP32
  • Conecte o grupo de pinos de saída de cada bloco ao grupo de pinos de entrada do próximo bloco
  • Deixe o grupo de pinos de saída do último bloco desconectado
Diagrama de ligação da matriz de LED 32x8 FC-16 com ESP32

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Diagrama de ligação da matriz de LED 32x8 genérica com ESP32

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Como o display consome muita corrente (até 1A no brilho máximo):

  • Não use a alimentação do pino 5V do ESP32.
  • Use uma fonte de alimentação externa de 5V. O ESP32 e a matriz de LED podem compartilhar a alimentação de uma fonte de alimentação de 5V

Como o ESP32 se conecta à matriz de LED pelos pinos SPI:

  • Pinos GPIO18 (SCK) e GPIO23 (MOSI) no ESP32
  • O pino GPIO21 (CS) pode ser trocado por qualquer pino

Como Programar a Matriz de LED

Não é fácil controlar a matriz de LED. Felizmente, existem bibliotecas disponíveis para facilitar. Abaixo está um passo a passo de como escrever o código do ESP32 para controlar a matriz de LED

  • Inclua as bibliotecas:
#include <MD_Parola.h> #include <MD_MAX72xx.h>
  • Especifique qual hardware está sendo usado: GENERIC_HW ou FC16_HW.
#define HARDWARE_TYPE MD_MAX72XX::FC16_HW
  • Defina quantos blocos de LED são usados. Por exemplo, uma matriz de LED 4 em 1 tem 4 blocos.
#define MAX_DEVICES 4
  • Defina o pino que conecta ao pino CS da matriz de LED. Por exemplo, o pino GPIO21
#define CS_PIN 21
  • Crie uma nova instância da classe MD_Parola para o display de matriz de LED.
MD_Parola ledMatrix = MD_Parola(HARDWARE_TYPE, CS_PIN, MAX_DEVICES);
  • Código na função setup():
void setup() { ledMatrix.begin(); // initialize the object ledMatrix.setIntensity(0); // set the brightness of the LED matrix display (from 0 to 15) ledMatrix.displayClear(); // clear led matrix display }
  • Exibir texto, números e mostrar efeitos animados: veja a próxima parte

ESP32 - Código da Matriz de LED

O código abaixo é para o display de matriz de LED 32x8 FC-16 (4 blocos). Mas você pode adaptá-lo facilmente para 8x8, 16x8, 64x8...

/* * Este código de ESP32 foi desenvolvido por pt.newbiely.com * Este código de ESP32 é disponibilizado ao público sem nenhuma restrição. * Para tutoriais completos e diagramas de ligação, visite: * https://pt.newbiely.com/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 blocks #define CS_PIN 21 // create an instance of the MD_Parola class MD_Parola ledMatrix = MD_Parola(HARDWARE_TYPE, CS_PIN, MAX_DEVICES); void setup() { ledMatrix.begin(); // initialize the LED Matrix ledMatrix.setIntensity(15); // set the brightness of the LED matrix display (from 0 to 15) ledMatrix.displayClear(); // clear LED matrix display } void loop() { ledMatrix.setTextAlignment(PA_LEFT); ledMatrix.print("Left"); // display text delay(2000); ledMatrix.setTextAlignment(PA_CENTER); ledMatrix.print("Center"); // display text delay(2000); ledMatrix.setTextAlignment(PA_RIGHT); ledMatrix.print("Right"); // display text delay(2000); ledMatrix.setTextAlignment(PA_CENTER); ledMatrix.setInvert(true); ledMatrix.print("Invert"); // display text inverted delay(2000); ledMatrix.setInvert(false); ledMatrix.print(1234); // display number delay(2000); }

Passos Rápidos

  • Se esta é a primeira vez que você usa o ESP32, veja como configurar o ambiente para o ESP32 na Arduino IDE.
  • Faça a ligação conforme a imagem acima.
  • Conecte a placa ESP32 ao seu PC por meio de um cabo USB Type-C
  • Abra a Arduino IDE no seu PC.
  • Selecione a placa ESP32 correta (por exemplo, ESP32 Dev Module) e a porta COM.
  • Clique no ícone Libraries na barra esquerda da Arduino IDE.
  • Pesquise “MD_Parola” e encontre a biblioteca MD_Parola
  • Clique no botão Install.
Biblioteca MD_Parola para ESP32
  • Será solicitado que você instale a biblioteca “MD_MAX72XX”
  • Clique no botão Install All para instalar a dependência.
Biblioteca MD_MAX72XX para ESP32
  • Copie o código acima e abra-o na Arduino IDE
  • Clique no botão Upload na Arduino IDE para carregar o código no ESP32
  • Veja o display de matriz de LED

Código ESP32 para Matriz de LED – Texto Rolante

Quando você quiser exibir uma mensagem longa demais para caber no display de matriz de LED, pode usar a técnica do efeito de texto rolante.

O código ESP32 abaixo mostra como rolar uma mensagem no display de matriz de LED.

/* * Este código de ESP32 foi desenvolvido por pt.newbiely.com * Este código de ESP32 é disponibilizado ao público sem nenhuma restrição. * Para tutoriais completos e diagramas de ligação, visite: * https://pt.newbiely.com/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 blocks #define CS_PIN 21 // create an instance of the MD_Parola class MD_Parola ledMatrix = MD_Parola(HARDWARE_TYPE, CS_PIN, MAX_DEVICES); void setup() { ledMatrix.begin(); // initialize the object ledMatrix.setIntensity(15); // set the brightness of the LED matrix display (from 0 to 15) ledMatrix.displayClear(); // clear led matrix display ledMatrix.displayScroll("ESP32", PA_CENTER, PA_SCROLL_LEFT, 100); } void loop() { if (ledMatrix.displayAnimate()) { ledMatrix.displayReset(); } }

Para mais efeitos de texto, visite a Referência da Biblioteca MD_Parola.

Vídeo

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