ESP32 LED Matrix

Màn hình LED matrix, còn được gọi là LED display hoặc dot matrix display, được sử dụng rất rộng rãi. Trong hướng dẫn này, chúng ta sẽ học:

Sau đó, bạn có thể dễ dàng điều chỉnh code cho các LED matrix khác như LED matrix 16x8, LED matrix 64x8...

Phần Cứng Cần Thiết

1×mô-đun phát triển ESP-WROOM-32
1×Alternatively, ESP32 Uno-form board
1×Alternatively, ESP32 S3 Uno-form board
1×USB Cable Type-A to Type-C (for USB-A PC)
1×USB Cable Type-C to Type-C (for USB-C PC)
1×FC-16 LED Matrix 32x8
1×FC-16 LED Matrix 8x8
1×Generic LED Matrix 8x8
1×breadboard
1×dây jumper
1×(Tùy chọn) DC Power Jack
1×(Khuyến nghị) Screw Terminal Expansion Board for ESP32
1×(Khuyến nghị) Breakout Expansion Board for ESP32
1×(Khuyến nghị) Power Splitter for ESP32

Or you can buy the following kits:

1×DIYables ESP32 Starter Kit (ESP32 included)
1×DIYables Sensor Kit (30 sensors/displays)
1×DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays)

Về LED Matrix

LED matrix màn hình

Có nhiều loại LED Matrix khác nhau. Với ESP32, LED matrix dựa trên MAX7219 được sử dụng rộng rãi. LED matrix dựa trên MAX7219 có những đặc điểm sau:

  • Đơn vị cơ bản của LED matrix là một khối (block)
  • Mỗi khối có ma trận LED 8x8 (64 LED) và driver MAX7219.
  • Có hai loại khối phổ biến: module generic và module FC-16.
  • LED matrix có thể được tạo thành từ một khối đơn hoặc nhiều khối nối dây chuyền (daisy-chain)
  • Bạn có thể mua LED matrix đa khối đã được lắp ráp sẵn (ví dụ: 4-in-1, 8-in-1)
  • Bạn cũng có thể mua nhiều khối riêng lẻ và nối chúng lại để tạo thành LED matrix với kích thước mong muốn.
  • Bạn sẽ khai báo kích thước của LED matrix mà bạn sử dụng trong code ESP32.

Sơ Đồ Chân

LED matrix sơ đồ chân

LED Matrix được tạo thành từ một hoặc nhiều khối. Mỗi khối bao gồm hai nhóm chân:

  • Nhóm chân đầu vào (Input pins):
    • VCC: kết nối với 5V.
    • GND: kết nối với GND.
    • DIN là chân Data, Kết nối nó với bất kỳ chân digital nào của ESP32.
    • CS: Chip Select, Kết nối nó với bất kỳ chân digital nào của ESP32.
    • CLK: chân Clock, Kết nối nó với bất kỳ chân digital nào của ESP32.
  • Nhóm chân đầu ra (Output pins):
    • VCC: kết nối với VCC của nhóm chân đầu vào trên module tiếp theo.
    • GND: kết nối với GND của nhóm chân đầu vào trên module tiếp theo.
    • DOUT: Data Out, kết nối với chân DIN của nhóm chân đầu vào của module tiếp theo.
    • CS: kết nối với CS của nhóm chân đầu vào trên module tiếp theo.
    • CLK kết nối với CLK của nhóm chân đầu vào trên module tiếp theo.

Sơ Đồ Kết Nối

Nếu LED matrix được tạo từ một khối đơn:

  • Kết nối nhóm chân đầu vào với ESP32
  • Để nhóm chân đầu ra không kết nối
ESP32 8x8 LED matrix fc-16 sơ đồ đấu dây

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Nếu bạn chưa rõ cách cấp nguồn cho ESP32 và các linh kiện khác, xem: Cách Cung Cấp Nguồn Điện Cho ESP32.

ESP32 8x8 LED matrix generic sơ đồ đấu dây

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Nếu LED matrix là đa khối đã được lắp ráp sẵn:

  • Kết nối nhóm chân đầu vào với ESP32
  • để nhóm chân đầu ra không kết nối
ESP32 LED matrix màn hình sơ đồ đấu dây

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Nếu LED matrix được tạo từ nhiều khối do bạn tự lắp ráp:

  • Kết nối nhóm chân đầu vào của khối đầu tiên với ESP32
  • Kết nối nhóm chân đầu ra của mỗi khối với nhóm chân đầu vào của khối tiếp theo
  • để nhóm chân đầu ra của khối cuối cùng không kết nối
ESP32 32x8 LED matrix wiring fc-16 diagram

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

ESP32 32x8 LED matrix wiring generic diagram

This image is created using Fritzing. Click to enlarge image

Vì màn hình tiêu thụ nhiều dòng điện (lên đến 1A ở độ sáng tối đa):

  • Đừng sử dụng nguồn điện từ chân 5V của ESP32.
  • Sử dụng nguồn điện 5V bên ngoài thay thế. ESP32 và LED matrix có thể chia sẻ nguồn điện từ adapter 5V

Vì ESP32 kết nối với LED matrix thông qua chân SPI:

  • Chân GPIO18 (SCK) và GPIO23 (MOSI) trên ESP32
  • Chân GPIO21 (CS) có thể được thay đổi thành bất kỳ chân nào

Cách Lập Trình Cho LED Matrix

Việc điều khiển LED matrix không dễ dàng. May mắn thay, có các thư viện có sẵn để làm cho nó trở nên dễ dàng. Dưới đây là hướng dẫn từng bước về cách viết code ESP32 để điều khiển LED matrix

  • Bao gồm các thư viện:
#include <MD_Parola.h> #include <MD_MAX72xx.h>
  • Xác định loại phần cứng đang được sử dụng: GENERIC_HW hoặc FC16_HW.
#define HARDWARE_TYPE MD_MAX72XX::FC16_HW
  • Định nghĩa số khối LED được sử dụng. ví dụ, LED matrix 4-in-1 có 4 khối.
#define MAX_DEVICES 4
  • Định nghĩa chân kết nối với chân CS của LED matrix. Ví dụ, chân GPIO21
#define CS_PIN 21
  • Tạo một instance mới của class MD_Parola cho màn hình LED matrix.
MD_Parola ledMatrix = MD_Parola(HARDWARE_TYPE, CS_PIN, MAX_DEVICES);
  • Code trong hàm setup():
void setup() { ledMatrix.begin(); // khởi tạo đối tượng ledMatrix.setIntensity(0); // đặt độ sáng của màn hình LED matrix (từ 0 đến 15) ledMatrix.displayClear(); // xóa màn hình led matrix }
  • Hiển thị văn bản, số và hiệu ứng hoạt hình: xem phần tiếp theo

ESP32 - Code LED Matrix

Code dưới đây dành cho màn hình LED matrix FC-16 32x8 (4 khối). Nhưng bạn có thể dễ dàng điều chỉnh nó cho 8x8, 16x8, 64x8...

/* * Mã ESP32 này được phát triển bởi newbiely.vn * Mã ESP32 này được cung cấp để sử dụng công khai, không có ràng buộc. * Để xem hướng dẫn chi tiết và sơ đồ kết nối, vui lòng truy cập: * https://newbiely.vn/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); }

Các Bước Nhanh

  • Mới sử dụng ESP32? Hãy xem ESP32 - Cài Đặt Phần Mềm.
  • Thực hiện kết nối như hình trên.
  • Kết nối board ESP32 với PC của bạn qua cáp micro USB
  • Mở Arduino IDE trên PC của bạn.
  • Chọn đúng board ESP32 (ví dụ: ESP32 Dev Module) và cổng COM.
  • Nhấp vào biểu tượng Libraries trên thanh bên trái của Arduino IDE.
  • Tìm kiếm "MD_Parola", sau đó tìm thư viện MD_Parola
  • Nhấp nút Install.
ESP32 md_parola thư viện
  • Bạn sẽ được yêu cầu cài đặt thư viện "MD_MAX72XX"
  • Nhấp nút Install All để cài đặt dependency.
ESP32 md_max72xx thư viện
  • Sao chép code trên và mở nó bằng Arduino IDE
  • Nhấp nút Upload trên Arduino IDE để upload code lên ESP32
  • Xem màn hình LED matrix hiển thị

ESP32 LED Matrix Code – Cuộn Văn Bản

Khi bạn muốn in một thông điệp dài quá không vừa trên màn hình LED matrix, bạn có thể sử dụng kỹ thuật hiệu ứng cuộn văn bản.

Code ESP32 dưới đây cho thấy cách cuộn một thông điệp trên màn hình LED matrix.

/* * Mã ESP32 này được phát triển bởi newbiely.vn * Mã ESP32 này được cung cấp để sử dụng công khai, không có ràng buộc. * Để xem hướng dẫn chi tiết và sơ đồ kết nối, vui lòng truy cập: * https://newbiely.vn/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(); } }

Để xem thêm các hiệu ứng văn bản khác, vui lòng truy cập MD_Parola Library Reference.

Video Tutorial

Việc sản xuất video tốn rất nhiều thời gian. Nếu video hướng dẫn hữu ích cho việc học của bạn, hãy đăng ký kênh YouTube để ủng hộ. Nếu nhu cầu đủ cao, chúng tôi sẽ cố gắng làm thêm nhiều video.

Bài hướng dẫn liên quan