5주차 도트매드릭스 사용하기(블록코딩)

1. 도트매트릭스 사용하기

먼저 아두이노에서 도트매트릭스를 사용하기 위해 확장 라이브러리를 설치합니다.

[장치] - [추가] - [EDU 검색] 에서 "Eduino Board"를 찾아 추가합니다.

그 다음 아래의 [확장]을 클릭합니다.

[2휠 RC카 실습키드]라는 확장 라이브러리를 추가합니다.

추가한 확장 기능 중 가장 아래에 있는 [센서 실습키트]의 8x8 도트 매트릭스 관련 블록을 이용해 코딩을 진행해볼 예정입니다!

2. 도트매트릭스 회로 연결

도트매트릭스를 아두이노와 연결해봅시다.

회로 연결

도트매트릭스	아두이노
VCC	5V
GND	GND
DIN	12
CS	11
CLK	10

3. 도트매트릭스 LED 제어

도트매트릭스의 LED를 제어해봅시다.

먼저 도트매트릭스의 [행 0번][열 0번]의 LED를 켜고 끄는 동작을 만들어 봅시다.

"8x8 도트 매트릭스 [ ] 행, [ ] 열 ON/OFF" 블록을 이용해 도트매트릭스의 LED를 제어할 수 있습니다.

[ ] 행, [ ] 열 빈 칸의 값을 수정하여 원하는 위치의 LED를 제어할 수 있으며 맨 뒤에 ON/OFF를 변경하여 LED가 켜지고 꺼지게 됩니다.

도트매트릭스를 제어하기 위해서는 행열의 개념을 알아야합니다.

행과 열로 이루어진 행열의 구조는 위의 그림과 같습니다.

행은 세로 라인을 의미하고 열은 가로 라인을 의미합니다.

3-1. 실습1) [행 1][열 3] LED 켜기

3-2. 실습2) [행 4][열 6] LED 켜기

3-3. 실습3-1) 대각선 LED 순차적으로 켜고 끄기

배운 반복문을 이용해 대각선 LED를 순차적으로 켜고 끄는 동작을 만들어 봅시다.

반복문 응용이 어렵다면 먼저 반복문을 사용하지 않고 코드를 작성해본 후 반복문을 이용해 변경하는 연습을 해봅시다.

3-3. 실습3-2) 대각선 LED 순차적으로 켜고 끄기(거꾸로)

위 실습 3-1을 완성하였다면 이번에는 LED가 순차적으로 켜지고 거꾸로 꺼질 수 있도록 코딩해 봅시다.

4. 다양한 모양으로 LED 출력하

4-1. 하트 모양 출력하기

원하는 모양을 저장하고 도트매트릭스에 LED를 켜고 끌 수 있도록 만들어 봅시다.

아래의 블록을 이용한다면 쉽게 하트, O, X, 스마일 모양을 출력할 수 있지만 위에서 배운 행열에 대한 개념을 이해하며 스스로 코드를 작성하여 모양을 만들어봅시다.

아래 코드를 이용해 도트매트릭스를 켜보겠습니다.

조금 쉽게 코딩하려면 먼저 8 X 8 크기의 행열을 그리고 왼쪽, 위쪽에 번호를 적어본 후 직접 색칠하여 어떤 행, 열에 LED가 켜져야할지 확인한 후 코드를 작성해봅시다.

아래는 예시입니다.

왼쪽 번호는 행, 위쪽 번호는 열을 의미합니다.

코드를 작성하여 하트 모양으로 LED를 켜봅시다.

아래 코드를 아두이노에 업로드하여 실행해 보세요.

반복문이 어렵다면 하나하나 블록을 이용해 LED를 제어해봅시다.

4-2. 스마일 모양 출력하기

위의 코드를 수정하여 이모티콘을 만들어 출력해 봅시다.

웃음 이모티콘 외에도 내가 만들어보고 싶은 모양을 출력해봅시다!

4-3. 실습 4) 이름 이니셜 출력해보기

3개의 2차원 배열을 선언하고 학생의 이니셜 모양을 먼저 만들어봅시다.

이니셜 3개를 순차적으로 도트매트릭스에 표현할 수 있도록 코딩해 봅시다.

5. 버튼과 도트매트릭스 함께 사용하기

5-1. 실습 5) 버튼을 눌러 도트매트릭스 제어하기

앞서 계속 사용해보았던 버튼을 이용해 도트매트릭스를 제어해봅시다.

다양한 변수와 조건문을 이용해 버튼을 누를 때마다 도트매트릭스에 LED를 제어할 수 있도록 코딩해주세요.

버튼을 누를 때마다 LED가 한 칸씩 전진하도록 만들어 주세요. 단, 8번째 칸에 도달한 후 다시 버튼을 누르면 다음 행으로 넘어가도록 만들어 봅시다.

영상을 참고하여 코딩을 해봅시다.

#include "LedControl.h"

int din = 12;
int cs = 11;
int clk = 10;
int btn = 7;

LedControl lc = LedControl(din, clk, cs, 1); 

void setup() {
  pinMode(btn, INPUT_PULLUP);
  lc.shutdown(0, false);    
  lc.setIntensity(0, 2);   
  lc.clearDisplay(0);   
}

int col = 0;
int row = 0;

void loop() 
{
  // code..
}

실습 코드 참고하기

실습1) [행 1][열 3] LED 켜기

실습2) [행 4][열 6] LED 켜기

실습3-1) 대각선 LED 순차적으로 켜고 끄기

실습3-2) 대각선 LED 순차적으로 켜고 끄기(거꾸로)

실습 4) 이름 이니셜 출력해보기

#include "LedControl.h"

int din = 12;
int cs = 11;
int clk = 10;

LedControl lc = LedControl(din, clk, cs, 1); 

bool NAME_C[8][8] =
{
  {1,1,1,1,1,1,1,1},
  {1,1,1,1,1,1,1,1},
  {1,1,0,0,0,0,0,0},
  {1,1,0,0,0,0,0,0},
  {1,1,0,0,0,0,0,0},
  {1,1,0,0,0,0,0,0},
  {1,1,1,1,1,1,1,1},
  {1,1,1,1,1,1,1,1}
};

bool NAME_J[8][8] =
{
  {1,1,1,1,1,1,1,1},
  {1,1,1,1,1,1,1,1},
  {0,0,0,1,1,0,0,0},
  {0,0,0,1,1,0,0,0},
  {1,1,0,1,1,0,0,0},
  {1,1,0,1,1,0,0,0},
  {1,1,0,1,1,0,0,0},
  {1,1,1,1,1,0,0,0}
};

bool NAME_H[8][8] =
{
  {1,1,0,0,0,0,1,1},
  {1,1,0,0,0,0,1,1},
  {1,1,0,0,0,0,1,1},
  {1,1,1,1,1,1,1,1},
  {1,1,1,1,1,1,1,1},
  {1,1,0,0,0,0,1,1},
  {1,1,0,0,0,0,1,1},
  {1,1,0,0,0,0,1,1}
};

bool heart[8][8] =
{
  {0,1,1,0,0,1,1,0},
  {1,1,1,1,1,1,1,1},
  {1,1,1,1,1,1,1,1},
  {1,1,1,1,1,1,1,1},
  {0,1,1,1,1,1,1,0},
  {0,0,1,1,1,1,0,0},
  {0,0,0,1,1,0,0,0},
  {0,0,0,0,0,0,0,0}
};

void setup() {
  lc.shutdown(0, false);    
  lc.setIntensity(0, 8);   
  lc.clearDisplay(0);   
}

void loop() 
{
  showLed_C();
  delay(1000);
  lc.clearDisplay(0);   
  showLed_J();
  delay(1000);
  lc.clearDisplay(0);  
  showLed_H();
  delay(1000);
  lc.clearDisplay(0);  
  showLed_HEART();
  delay(1000);
  lc.clearDisplay(0);  
}

void showLed_C() {
  for(int col=0; col<8; col+=1) {
    for(int row=0; row<8; row+=1) {
      lc.setLed(0, col, row, NAME_C[col][row]);
    }
  }
}

void showLed_J() {
  for(int col=0; col<8; col+=1) {
    for(int row=0; row<8; row+=1) {
      lc.setLed(0, col, row, NAME_J[col][row]);
    }
  }
}

void showLed_H() {
  for(int col=0; col<8; col+=1) {
    for(int row=0; row<8; row+=1) {
      lc.setLed(0, col, row, NAME_H[col][row]);
    }
  }
}

void showLed_HEART() {
  for(int col=0; col<8; col+=1) {
    for(int row=0; row<8; row+=1) {
      lc.setLed(0, col, row, heart[col][row]);
    }
  }
}

실습 5) 버튼을 눌러 도트매트릭스 제어하기

#include "LedControl.h"

int din = 12;
int cs = 11;
int clk = 10;
int btn = 7;

LedControl lc = LedControl(din, clk, cs, 1); 

void setup() {
  pinMode(btn, INPUT_PULLUP);
  lc.shutdown(0, false);    
  lc.setIntensity(0, 2);   
  lc.clearDisplay(0);   
}

int col = 0;
int row = 0;

void loop() 
{
  if (digitalRead(btn) == LOW) {
    lc.clearDisplay(0);   
    row+=1;
    if (row ==8) {
      row = 0;
      col += 1;
    }
  }
  lc.setLed(0, col, row, true);
  delay(150);
}