[Day 14]-用JS控制Arduino吧！炫炮廣告跑馬燈？Johnny Five 之 Led.Matrix－介紹篇

第 11 屆 iThome 鐵人賽

DAY 14

IoT

IoT沒那麼難！新手用JavaScript入門做自己的玩具～系列第 15 篇

11th鐵人賽

King Tzeng

團隊Amos的推坑教2.0

2019-09-29 00:54:28

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★本系列文章已集結成冊，和系列文不同的是：

本書使用大量的圖解來說明LED系列、多種感測器等原理。

補足系列文程式碼的解說，增加逐行程式碼的詳細解說！

全彩的書籍，用圖解的方式，讓讀者來理解Johnny-Five各種API的功能與效果，讓你不會只讀文字看到想睡覺而學不起來。

歡迎大家做出自己想要的玩具，為了樂趣而學習，讓學習變成你的樂趣！ヽ(・×・´)ゞ
讓Arduino也能用JavaScript創造出屬於自己的作品！

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《IoT沒那麼難！新手用 JavaScript 入門做自己的玩具！（iT邦幫忙鐵人賽系列書）》
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ISBN:9789864345328

~~炫不炫我是不知道啦~~XD 點進來讓我們繼續看下去～

LED 系列實在有夠多..... ＿(:3 」∠ )＿
但也因為市面上的需求量大、應用方面也廣，處處都可以看到LED的應用！

LED Matrix 介紹

本魯宅的 LED Matrix

這次要介紹的是8＊8的 LED 矩陣 - LED Matrix
~~乍看之下好像很難耶....~~

不....其實他就是非常多顆 LED 包裝在一塊而已～( ͡o ͜ʖ ͡o)
8＊8 代表有八行八列 LED 總共有64顆LED，以此類推n＊n = LED 的數量。
市面上的 LED Matrix 非常多種，不只8＊8的規格，還有4＊4、10＊10、n＊n 等....

Google一下發現居然有 RGB 的 LED Matrix ，果然我又老了....Orz

LED Matrix 應用面

LED Matrix 的應用非常非常廣～
舉凡區公所啦～學校啦～都可以看到的廣告招牌 ↓

學校的跑馬燈

(取自 google 圖片搜尋)

超炫炮的LED Cube

(還是取自 google 圖片搜尋)

其他就讓大家自行搜尋啦～σ´∀´)σ

硬體部分 - LED Matrix 電路

普通的 LED Matrix 指的是像這樣的電子零件↓

那個洞洞其實都是 LED 所組成的，零件也一樣有分共陰和共陽極！
如果想要獨自接電路的人需要注意一下～

但我們要使用的是 LED Matrix 模組，省略必須了解電路的步驟～ψ(｀∇´)ψ

LED Matrix 模組差在哪？

LED Matrix 模組化主要多了下面那顆 IC -「MAX7219」

以往，接一顆 LED 就要接一個分壓電阻加上Vcc、GND，
64顆 LED 至少就要 64個電阻+N個接點，這樣電路佈線豈不亂死？

MAX7219為 LED 驅動 IC，解決了多個 LED 使用上的問題，最多能驅動8個七段顯示器(七段顯示器是由8顆LED所組成)；

因為一顆MAX7219能驅動 8組七段顯示器 8＊8＝64 顆 LED ，故此特性也能驅動一顆 8＊8 的 LED Matrix！
只要在IC外部上接一顆電阻，即可驅動 LED 並編碼顯示。

PS：抱歉～七段顯示器本來要先講，但還沒實驗完，故先講解 LED Matrix...Orz

MAX7219 的顯示模式

MAX7219 還提供了兩種顯示模式

原始資料模式
在原始資料模式中，開發者需自行指定七段顯示器中每個筆畫的明滅資訊。
BCD 碼模式
BCD 碼 decode 模式的模式下，每個字的筆畫構成已被事先定義、並依照 BCD 碼 B 區的規範儲存在 MAX7219 當中。因此要顯示這些字時，僅需提供每個字所對應的索引編號即可。

相關資料

Maxim－Serially Interfaced, 8-Digit LED Display Drivers
MAX7219 Data Sheet：
https://www.sparkfun.com/datasheets/Components/General/COM-09622-MAX7219-MAX7221.pdf
聯發科－使用 MAX7219 驅動七段顯示器
https://docs.labs.mediatek.com/resource/linkit7697-arduino/zh_tw/tutorial/driving-7-segment-displays-with-max7219

硬體部分 - LED Matrix 電路

Johnny-Five Led.Matrix
http://johnny-five.io/api/led.matrix/

Johnny-five － Led.Matrix 簡介

提供 8＊8 或是 8＊16 的矩陣的鏈接，最多可以提供 8 組輸出，即控制 512 顆 LED！！

~~(哇～這麼多嚇死人～ ∑(ι´Дン)ノ~~

使用Johnny Five Led.Matrix，元件初始化首先要 new 一個 five.Led.Matrix 物件，並且pins為必要參數，可以用物件或是陣列表示

pins物件有三個鍵值(key)分別為

data - 資料

clock - 時脈

cs - LOAD 訊號

寫法：

//宣告使用 Led.Matrix
new five.Led.Matrix({
    pins: {
        data: 2,
        clock: 3,
        cs: 4
    }
});

模組化的矩陣 LED 硬體接腳為

data：為 "Data IN"，對照於 DIN，用來輸入資料。
clock：為 "CLocK"，對照於 CLK。
cs：為 "Chip Select"，對照於 CS。

CLK與CS，兩者是用來控制訊號，將資料寫入MAX7219內部的暫存器。

相關連結：

LED MATRIX DISPLAY WITH JOHNNY-FIVE ON NODE.JS
https://bocoup.com/blog/javascript-led-matrix-display-with-johnny-five

接線圖：

Johnny-Five LED Matrix API

Johnny-Five 在 LED Matrix 的 API 提供八大類方法讓我們使用

on - 點亮矩陣
off - 關閉矩陣
clear - 清除矩陣狀態
brightness - 設定矩陣亮度
led - 設定每個行列的亮滅。
state 參數： 0 → off / 1 → on ，其餘數字不會有動作。
若矩陣為 RGB state則可以設定顏色
row - 設定第 i 排的 row 的 n 顆 led 亮 / 滅。
n 採用的是 BCD 加法器，數值範圍（0～255）
column - 設定第 i 排的 column 的 n 顆 led 亮/滅。
n 採用的是 BCD 加法器，數值範圍（0～255）
draw - 顯示已定義的字元表字元。