Arduino Projekt: Temperaturanzeige auf einer 8×8 LED Matrix

In diesem Tutorial möchte ich gerne ein kleines Projekt über die Temperaturanzeige in Grad Celsius auf fünf 8×8 LED Matrixen vorstellen.

Komponenten für den Aufbau

• Arduino UNO*,
• 5x 8×8 LED Matrix*,
  • oder einfacher als 1 Modul jedoch nur mit 4 Feldern*,
• 1x Temperatursensor DS18B20*,
• 1x 4,7 kOhm Widerstand*,
• Breadboard*,
• Breadboardkabel*

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Aufbau

MAX7219	Arduino UNO
VCC	5V
GND	GND
DIN	digitaler PIN D8
CS	digitaler PIN D9
CLK	digitaler PIN D10

DS18B20	Arduino UNO
VCC	5V
DATA	digitaler PIN D2
GND	GND

Zusammenbau

Die Module können beliebig lang verbunden werden.

Die Grenzen sind der maximal verfügbare Strom sowie natürlich das Datenfeld (Integer – 32,767) für die Übergabe der Anzahl der Module.

Wenn man nun wie ich es getan habe 5 Module hintereinander (kaskadierend) verdrahtet so erhält man ein ziemliches Durcheinander.

Diesem durcheinander kann man nur mit festkleben oder anschrauben entgegenwirken.

Ich habe mir ein Stativ aus Holz erstellt, somit kann ich später diese Module noch vielseitig anders verwenden.

Quellcode

Der Quellcode ist ein „Mix“ aus den bereits vorgestellten Tutorials Arduino Lektion 8: Max7219 8×8 LED Shield und Arduino Projekt: LED Matrix Uhr.

//Die MaxMatrix Bibliothek
#include <MaxMatrix.h>
#include <avr/pgmspace.h>
//Ausgelagerte CHAR Arrays damit dieser Code übersichtlicher bleibt.
#include "statics.h"

#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
 
#define ONE_WIRE_BUS 2  //Sensor DS18B20 am digitalen Pin 2
 
OneWire oneWire(ONE_WIRE_BUS); //
DallasTemperature sensors(&oneWire);

int data = 8;    // DIN Pin vom MAX7219 Shield
int load = 9;    // CS Pin vom MAX7219 Shield
int clock = 10;  // CLK Pin vom MAX7219 Shield

int maxInUse = 5;    //Dieser Wert bestimmt wieviele MaxMatrix Shields hintereinander (kaskadiert) verwendet werden.

MaxMatrix m(data, load, clock, maxInUse); // Definiert nun ein Objekt der Klasse MaxMatrix.

void setup(){
  m.init(); // Das Max7219 initialisieren.
  m.setIntensity(1); // LED Leucht intensität, Werte von 0-15 sind hier erlaubt.
  Serial.begin(9600); // Übertragungsgeschwindigeit der seriellen Verbindung
}

void loop(){
  char bu[100];
  String msg = "Temperatur ";
  msg+=String(getTemperatur(),2);
  msg+="C ";
  
  msg.toCharArray(bu,100);
   printStringWithShift(bu, 35); //Schreibt die Message auf die Max LED Matrix, mit einer wiederholungsgeschwindigkeit von 75ms.
}

float getTemperatur(){ 
 sensors.begin(); //Starten der Kommunikation mit dem Sensor
 sensors.requestTemperatures(); 
 float value = sensors.getTempCByIndex(0);
 Serial.println(value);
 return value;
} 

void printCharWithShift(char c, int shift_speed){
  if (c < 32) return;
  c -= 32;
  byte buffer[100];
  memcpy_P(buffer, CH + 7*c, 7);
  m.writeSprite(32, 0, buffer);
  m.setColumn(32 + buffer[0], 0);
  
  for (int i=0; i<buffer[0]+1; i++) 
  {
    delay(shift_speed);
    m.shiftLeft(false, false);
  }
}

void printStringWithShift(char* s, int shift_speed){
  while (*s != 0){
    printCharWithShift(*s, shift_speed);
    s++;
  }
}

Die externe Datei „statics.h“ enthält die Byte Werte für die LED Matrix.

Ich habe diese Werte ausgelagert da das sonst den Quellcode unnötig aufblähen würde.

PROGMEM const unsigned char CH[] = {
3, 8, B0000000, B0000000, B0000000, B0000000, B0000000, // space
1, 8, B1011111, B0000000, B0000000, B0000000, B0000000, // !
3, 8, B0000011, B0000000, B0000011, B0000000, B0000000, // "
5, 8, B0010100, B0111110, B0010100, B0111110, B0010100, // #
4, 8, B0100100, B1101010, B0101011, B0010010, B0000000, // $
5, 8, B1100011, B0010011, B0001000, B1100100, B1100011, // %
5, 8, B0110110, B1001001, B1010110, B0100000, B1010000, // &
1, 8, B0000011, B0000000, B0000000, B0000000, B0000000, // '
3, 8, B0011100, B0100010, B1000001, B0000000, B0000000, // (
3, 8, B1000001, B0100010, B0011100, B0000000, B0000000, // )
5, 8, B0101000, B0011000, B0001110, B0011000, B0101000, // *
5, 8, B0001000, B0001000, B0111110, B0001000, B0001000, // +
2, 8, B10110000, B1110000, B0000000, B0000000, B0000000, // ,
4, 8, B0001000, B0001000, B0001000, B0001000, B0000000, // -
2, 8, B1100000, B1100000, B0000000, B0000000, B0000000, // .
4, 8, B1100000, B0011000, B0000110, B0000001, B0000000, // /
4, 8, B0111110, B1000001, B1000001, B0111110, B0000000, // 0
3, 8, B1000010, B1111111, B1000000, B0000000, B0000000, // 1
4, 8, B1100010, B1010001, B1001001, B1000110, B0000000, // 2
4, 8, B0100010, B1000001, B1001001, B0110110, B0000000, // 3
4, 8, B0011000, B0010100, B0010010, B1111111, B0000000, // 4
4, 8, B0100111, B1000101, B1000101, B0111001, B0000000, // 5
4, 8, B0111110, B1001001, B1001001, B0110000, B0000000, // 6
4, 8, B1100001, B0010001, B0001001, B0000111, B0000000, // 7
4, 8, B0110110, B1001001, B1001001, B0110110, B0000000, // 8
4, 8, B0000110, B1001001, B1001001, B0111110, B0000000, // 9
2, 8, B01010000, B0000000, B0000000, B0000000, B0000000, // :
2, 8, B10000000, B01010000, B0000000, B0000000, B0000000, // ;
3, 8, B0010000, B0101000, B1000100, B0000000, B0000000, // <
3, 8, B0010100, B0010100, B0010100, B0000000, B0000000, // =
3, 8, B1000100, B0101000, B0010000, B0000000, B0000000, // >
4, 8, B0000010, B1011001, B0001001, B0000110, B0000000, // ?
5, 8, B0111110, B1001001, B1010101, B1011101, B0001110, // @
4, 8, B1111110, B0010001, B0010001, B1111110, B0000000, // A
4, 8, B1111111, B1001001, B1001001, B0110110, B0000000, // B
4, 8, B0111110, B1000001, B1000001, B0100010, B0000000, // C
4, 8, B1111111, B1000001, B1000001, B0111110, B0000000, // D
4, 8, B1111111, B1001001, B1001001, B1000001, B0000000, // E
4, 8, B1111111, B0001001, B0001001, B0000001, B0000000, // F
4, 8, B0111110, B1000001, B1001001, B1111010, B0000000, // G
4, 8, B1111111, B0001000, B0001000, B1111111, B0000000, // H
3, 8, B1000001, B1111111, B1000001, B0000000, B0000000, // I
4, 8, B0110000, B1000000, B1000001, B0111111, B0000000, // J
4, 8, B1111111, B0001000, B0010100, B1100011, B0000000, // K
4, 8, B1111111, B1000000, B1000000, B1000000, B0000000, // L
5, 8, B1111111, B0000010, B0001100, B0000010, B1111111, // M
5, 8, B1111111, B0000100, B0001000, B0010000, B1111111, // N
4, 8, B0111110, B1000001, B1000001, B0111110, B0000000, // O
4, 8, B1111111, B0001001, B0001001, B0000110, B0000000, // P
4, 8, B0111110, B1000001, B1000001, B10111110, B0000000, // Q
4, 8, B1111111, B0001001, B0001001, B1110110, B0000000, // R
4, 8, B1000110, B1001001, B1001001, B0110010, B0000000, // S
5, 8, B0000001, B0000001, B1111111, B0000001, B0000001, // T
4, 8, B0111111, B1000000, B1000000, B0111111, B0000000, // U
5, 8, B0001111, B0110000, B1000000, B0110000, B0001111, // V
5, 8, B0111111, B1000000, B0111000, B1000000, B0111111, // W
5, 8, B1100011, B0010100, B0001000, B0010100, B1100011, // X
5, 8, B0000111, B0001000, B1110000, B0001000, B0000111, // Y
4, 8, B1100001, B1010001, B1001001, B1000111, B0000000, // Z
2, 8, B1111111, B1000001, B0000000, B0000000, B0000000, // [
4, 8, B0000001, B0000110, B0011000, B1100000, B0000000, // backslash
2, 8, B1000001, B1111111, B0000000, B0000000, B0000000, // ]
3, 8, B0000010, B0000001, B0000010, B0000000, B0000000, // hat
4, 8, B1000000, B1000000, B1000000, B1000000, B0000000, // _
2, 8, B0000001, B0000010, B0000000, B0000000, B0000000, // `
4, 8, B0100000, B1010100, B1010100, B1111000, B0000000, // a
4, 8, B1111111, B1000100, B1000100, B0111000, B0000000, // b
4, 8, B0111000, B1000100, B1000100, B0101000, B0000000, // c
4, 8, B0111000, B1000100, B1000100, B1111111, B0000000, // d
4, 8, B0111000, B1010100, B1010100, B0011000, B0000000, // e
3, 8, B0000100, B1111110, B0000101, B0000000, B0000000, // f
4, 8, B10011000, B10100100, B10100100, B01111000, B0000000, // g
4, 8, B1111111, B0000100, B0000100, B1111000, B0000000, // h
3, 8, B1000100, B1111101, B1000000, B0000000, B0000000, // i
4, 8, B1000000, B10000000, B10000100, B1111101, B0000000, // j
4, 8, B1111111, B0010000, B0101000, B1000100, B0000000, // k
3, 8, B1000001, B1111111, B1000000, B0000000, B0000000, // l
5, 8, B1111100, B0000100, B1111100, B0000100, B1111000, // m
4, 8, B1111100, B0000100, B0000100, B1111000, B0000000, // n
4, 8, B0111000, B1000100, B1000100, B0111000, B0000000, // o
4, 8, B11111100, B0100100, B0100100, B0011000, B0000000, // p
4, 8, B0011000, B0100100, B0100100, B11111100, B0000000, // q
4, 8, B1111100, B0001000, B0000100, B0000100, B0000000, // r
4, 8, B1001000, B1010100, B1010100, B0100100, B0000000, // s
3, 8, B0000100, B0111111, B1000100, B0000000, B0000000, // t
4, 8, B0111100, B1000000, B1000000, B1111100, B0000000, // u
5, 8, B0011100, B0100000, B1000000, B0100000, B0011100, // v
5, 8, B0111100, B1000000, B0111100, B1000000, B0111100, // w
5, 8, B1000100, B0101000, B0010000, B0101000, B1000100, // x
4, 8, B10011100, B10100000, B10100000, B1111100, B0000000, // y
3, 8, B1100100, B1010100, B1001100, B0000000, B0000000, // z
3, 8, B0001000, B0110110, B1000001, B0000000, B0000000, // {
1, 8, B1111111, B0000000, B0000000, B0000000, B0000000, // |
3, 8, B1000001, B0110110, B0001000, B0000000, B0000000, // }
4, 8, B0001000, B0000100, B0001000, B0000100, B0000000, // ~
};

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