5주차 도트매드릭스 사용하기

1. 도트매트릭스 사용하기

테두리|가운데|프레임없음|564x564픽셀 먼저 아두이노 IDE에서 도트매트릭스를 사용하기 위해 라이브러리를 설치합니다.

[스케치] - [라이브러리 포함] - [라이브러리 관리] 에서 "LedControl"를 검색합니다. 테두리|가운데|프레임없음

2. 도트매트릭스 회로 연결

도트매트릭스를 아두이노와 연결해봅시다.

회로 연결

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

테두리|가운데|프레임없음|630x630픽셀

3. 도트매트릭스 LED 제어

도트매트릭스의 LED를 제어해봅시다.

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

#include "LedControl.h" //dot matrix를 사용하기 위한 라이브러리 호출

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

//LedControl('DIN핀 번호', 'CLK핀 번호', 'CS핀 번호', 'dot matrix 갯수')
LedControl lc = LedControl(din, clk, cs, 1); 

void setup() {
  lc.shutdown(0, false);    //dot matrix를 깨우는 코드. shutdown('지정할 dotmatrix의 주소', 'false : 깨우기')
  lc.setIntensity(0, 8);    //밝기 설정. setIntensity('지정할 dotmatrix의 주소','밝기값(0~15)')
  lc.clearDisplay(0);       //사용하기 전 초기화. clearDisplay('지정할 dotmatrix의 주소')
}
int col = 0;
int row = 0;
void loop() 
{
  lc.setLed(0, col, row, true);
  delay(1000);
  lc.setLed(0, col, row, false);
  delay(1000);
}

setLed() 함수를 이용해 도트매트릭스의 LED를 제어할 수 있습니다.

setLed(0, 세로번호, 가로번호, true or false) 의 값을 수정하여 원하는 위치의 LED를 제어할 수 있으며 맨 뒤에 매개변수로 true를 넣으면 LED가 켜지고 false를 넣으면 LED가 꺼지게 됩니다. 테두리|가운데|프레임없음|738x738픽셀 도트매트릭스를 제어하기 위해서는 2차원 배열의 개념을 알아야합니다.

행과 열로 이루어진 2차원 배열의 구조는 위의 그림과 같습니다.

행은 세로 라인을 의미하고 열은 가로 라인을 의미합니다.

3-1. 실습1) [행 1][열 3] LED 켜기

테두리|가운데|프레임없음

3-2. 실습2) [행 4][열 6] LED 켜기

테두리|가운데|프레임없음

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.

#include "LedControl.h"

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

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

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

void loop() 
{
  // code..
}

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.

#include "LedControl.h"

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

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

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

void loop() 
{
  // code..
}

4. 2차원 배열을 이용해 LED 제어하기

4-1. 하트 모양 출력하기

2차원 배열에 원하는 모양을 저장하고 도트매트릭스에 LED를 켜고 끌 수 있도록 만들어 봅시다.

아래 하트 모양의 2차원 배열을 이용해 도트매트릭스를 켜보겠습니다.

행 8개, 열 8개의 데이터를 저장하는 2차원 배열입니다.

"0"은 LED를 끄고 "1"은 LED를 켜는 모습을 표현한 것입니다.

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}
};

중첩 반복문을 이용해 8X8 2차원 배열을 순차적으로 접근하여 하트 모양으로 LED를 켜봅시다.

아래 코드를 아두이노에 업로드하여 실행해 보세요.

#include "LedControl.h"

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

LedControl lc = LedControl(din, clk, cs, 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();
  delay(1000);
  lc.clearDisplay(0);   
  delay(1000);
}

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

4-2. 스마일 모양 출력하기

위의 코드를 수정하여 이모티콘을 만들어 출력해 봅시다.

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

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.

#include "LedControl.h"

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

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

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

void loop() 
{
  // code..
}

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

#include "LedControl.h"

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

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

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

int col = 1;
int row = 3;

void loop() 
{
  lc.setLed(0, col, row, true);
}

실습2) [행 4][열 6] LED 켜기

#include "LedControl.h"

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

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

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

int col = 4;
int row = 6;

void loop() 
{
  lc.setLed(0, col, row, true);
}

실습3-1) 대각선 LED 순차적으로 켜고 끄기

#include "LedControl.h"

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

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

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

void loop() 
{
  for(int i=0; i<8; i++) {
    lc.setLed(0, i, i, true);
    delay(300);
  }
  for(int i=0; i<8; i++) {
    lc.setLed(0, i, i, false);
    delay(300);
  }
}

실습3-2) 대각선 LED 순차적으로 켜고 끄기(거꾸로)

#include "LedControl.h"

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

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

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

void loop() 
{
  for(int i=0; i<8; i++) {
    lc.setLed(0, i, i, true);
    delay(300);
  }
  for(int i=7; i>=0; i--) {
    lc.setLed(0, i, i, false);
    delay(300);
  }
}

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);
}