ledmatrix 님의 블로그

2. LED MATRIX : ESP32-HUB75-MatrixPanel-DMA 라이브러리 설치

ledmatrix — Sun, 17 Nov 2024 11:03:53 +0900

[ 라이브러리 설치 ]

① LIBRARY MANAGER 를 선택합니다.

② adafruit gfx library 를 입력해서 라이브러리를 찾습니다.

③ 찾은 library를 INSTALL 합니다.

의존성 체크 : adafruit gfx library 가 Adafruit BusIO 를 사용하므로 같이 설치할지 물어본다면 INSTALL ALL 을 누릅니다.

LIBRARY MANAGER에 "ESP32 HUB75" 를 입력합니다.

ESP32 HUB75 MatrixPanel DMA 가 표시되면 INSTALL 을 눌러 설치합니다.

라이브러리에 포함된 Examples를 이용해서 공부하는 것을 추천합니다.

1_SimpleTestShapes 를 선택합니다.

가로 64 x 세로 32 LED matrix를 1개 사용하겠다고 define 합니다.

2개를 사용한다면 PANEL_CHAIN 을 2로 변경합니다.

Module configuration : 위에서 define한 해상도를 사용합니다.

HUB75 --- GPIO pin number setting : 위의 예제 코드는 VISION VALUE사에서 만든 보드의 핀 번호이므로 여러분이 가지고 있는 보드에서 연결된 GPIO pin 번호를 입력해야 합니다. 사용하지 않는 E 신호에는 -1 을 입력합니다.

Upload 버튼을 눌러서 LED matrix 에 어떤 내용이 표시되는지 확인해 보세요.

< y k p @ v i s i o n v a l u e . n e t >

1. LED MATRIX : 배선 연결

ledmatrix — Sun, 17 Nov 2024 08:06:07 +0900

[ HUB75 커넥터 규격 ]

수 많은 led 를 행과 열로 배열해서 묶어놓은 것을 LED Matrix 라 부릅니다.

LED matrix를 임베디드보드와 연결하는 방법 중에서 HUB75 라는 규격에 대해서 알아봅니다.

신호	설명
R1 G1 B1	LED 색상 정보(Red, Green, Blue), 빠르게 전송하기 위해 R1G1B1 이 절반 R2G2B2 가 절반의 LED들을 담당한다. (R0G0B0 R1G1B1 으로 표시하는 곳도 있다.)
R2 G2 B2
A B C	3비트로 8개의 행을 선택할 수 있다.
D 또는 GND	4비트로 16개의 행을 선택, 사용하지 않으면 GND 연결, HUB75-D 라 표시하기도 한다.
E 또는 GND	5비트로 32개의 행을 선택, 사용하지 않으면 GND 연결, HUB75-E 라 표시하기도 한다.
CLK (clock)	RGB 데이터를 패널의 드라이버 IC로 전송할 때 데이터의 변경 타이밍을 제어한다.
LAT (latch) 또는 STB (strobe)	한 행의 데이터가 모두 전송될 때 마다 LAT신호가 활성화된다.
OE (output enable)	OE신호가 활성화되어야 LED가 점등된다.

HUB75 가 표준 용어이다.

어떤 신호까지 사용하는지를 표현하기 위해 -B -C -D -E 를 표시하기도 하지만 필수는 아니다.

위 사진은 D까지 사용하므로 HUB75-D라 표기되어 있다.

E는 사용하지 않으므로 E대신 GND를 연결해주어야 한다 (E신호를 Low상태로 고정시킴).

GND 대신 NC (No Connection) 라고 표시되어 있다면 아무것도 연결하지 않는다.

세로로 32개의 행을 사용하는 matrix라도 절반인 16개만 담당하면 되므로 D까지만 사용한다.

[ MCU의 GPIO 연결 ---- HUB75 ]

< ESP32 DEVKIT 개발보드 GPIO pin map >

GPIO	설명	GPIO	설명	GPIO	설명	GPIO	설명
0	Boot Strapping Pin	10	SPI FLASH	20	PIN 확인 필요	30	PIN 확인 필요
1	UART0 TX	11	SPI FLASH	21		31	PIN 확인 필요
2	on board LED	12		22		32
3	UART0 RX	13		23		33
4		14		24	PIN 확인 필요	34	입력 전용
5		15		25		35	입력 전용
6	SPI FLASH	16		26		36	입력 전용
7	SPI FLASH	17		27		37	입력 전용
8	SPI FLASH	18		28	PIN 확인 필요	38	입력 전용
9	SPI FLASH	19		29	PIN 확인 필요	39	입력 전용

< ESP32-S3 DEVKIT 개발보드 GPIO pin map >

GPIO	설명	GPIO	설명	GPIO	설명	GPIO	설명	GPIO	설명
0	Boot Strapping Pin Boot Mode	10		20		30	SPI FLASH	40
1		11		21		31	SPI FLASH	41
2		12		22	PIN 확인 필요	32	SPI FLASH	42
3	Boot Strapping Pin JTAG	13		23	PIN 확인 필요	33	PIN 확인 필요	43	UART0 TX
4		14		24	PIN 확인 필요	34	PIN 확인 필요	44	UART0 RX
5		15		25	PIN 확인 필요	35	PSRAM	45	Boot Strapping Pin VDD SPI Voltage
6		16		26	SPI FLASH	36	PSRAM	46	Boot Strapping Pin ROM message
7		17		27	SPI FLASH	37	PSRAM	47
8		18		28	SPI FLASH	38		48	on board LED
9		19		29	SPI FLASH	39		X	X

위의 표에서 비어 있는 핀들을 HUB75 커넥터에 자유롭게 연결하면 됩니다.

Boot Strappin Pin : 부팅시에 사용되는 핀으로 부팅후에 사용 가능하나 반드시 사전에 확인이 필요합니다.

PIN 확인 필요 : MCU에는 있지만 개발보드에는 외부 pin으로 나와있지 않을 수 있습니다.

[ LED matrix 전원 공급 ]

LED matrix 에 DC 5V 전원을 공급해줘야 합니다.

LED matrix 의 권장 전류 이상의 전원을 사용해야 원하는 밝기를 출력할 수 있습니다.

PC USB 전원으로 구동시킬 경우 전류가 모자라서 LED가 흐리게 나오거나 동작하지 않을 수 있습니다.

그런 증상이 나오먄 밝기를 낮추어 테스트하고 테스트가 끝난 후 외부 전원 연결시에 밝기를 높여줍니다..

위 사진처럼 HUB75 와 POWER 단자를 연결합니다.

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Arduino 설치 (V2.x.x)

ledmatrix — Thu, 14 Nov 2024 19:16:57 +0900

[ Arduino 다운로드 ]

web brower에 https://www.arduino.cc/ 입력합니다.

상단 메뉴의 SOFTWARE 를 클릭합니다.

Windows win 10 and newer, 64bits 를 클릭합니다.

JUST DOWNLOAD 를 클릭합니다.

[ Arduino 설치 ]

다운로드 받은 exe 파일을 더블클릭하여 설치합니다.

다음 을 클릭하여 설치를 마칩니다.

INSTALL ALL 을 클릭하여 boards 정보를 다운로드 받습니다.

① 두번 째 아이콘 (BOARDS MANAGER) 을 클릭합니다.

② BOARDS MANAGER에 esp32 를 입력합니다.

③ esp32 보드가 Arduino에서 만든 Arduino Nano ESP32 라면 Arduino ESP32 Boards 의 INSTALL을 누르고,

그 외의 esp32 보드라면 esp32 의 INSTALL을 눌러서 설치합니다.

위 그림처럼 Platform esp32:esp32@3.0.5 installed 라는 메시지가 표시됩니다.

[ 보드 선택, 다운로드 포트 지정 ]

Tools > Board > esp32 > 에서 보드 이름을 선택한다.

구입한 esp32 모듈과 같은 이름이 있다면 해당 모델을 선택하고

같은 이름이 없다면 ESP32XX Dev Module (기본 모델) 을 선택한다.

보드를 USB 케이블로 PC와 연결한다.

작성자의 PC에는 기존에 없던 COM3 이 새로 생성되었다.

새로 생성된 Tools > Port > COM3 을 선택한다.

COM번호는 PC마다 다르게 생성된다.

[ 프로그래밍 ]

Arduino 는 C/C++ 언어를 이용해서 프로그래밍합니다.

확장자 ino : setup(), loop() 함수가 들어가 있는 프로그램이 시작하는 파일의 확장자는 반드시 ino 이어야 합니다.

함수가 많아질 경우 다른 파일(확장자 cpp)에 저장할 수 있습니다. (C/C++ 처럼)

setup() 함수 : 보드가 부팅되고 초기에 한번만 실행하는 함수입니다.

전역 변수를 초기화하거나 디바이스 초기화 함수를 실행합니다.

위 예제에서는 시리얼 통신을 초기화했습니다.

loop() 함수 : setup()함수가 종료된 후 loop() 함수가 시작되는 데 loop 함수 내용을 계속 반복해서 실행합니다

위 예제에서는 시리얼 포트로 문자열을 출력(send)했습니다.

[ 컴파일, 다운로드 ]

Verify : 코딩한 내용을 컴파일하는 명령입니다.

Upload : 컴파일이 에러없이 완료되면 다운로드까지 진행합니다.

<에러가 발생한 예시>

컴파일 명령 후에 에러가 발생하면 에러 내용이 표시되고 다운로드는 진행되지 않습니다.

위의 예시는 line 8 의 26번째 문자에서 error 가 발생했으며 } 전에 ; 이 필요하다는 에러 메시지

<정상적인 컴파일, 다운로드 예시>

컴파일이 정상적으로 완료되면 프로그램 크기와 메모리 크기를 보여줍니다.

다운로드와 프로그램 writing 단계가 표시됩니다.

자동으로 보드를 재시작합니다.

결과를 확인하기 위해서 위 그림과 같이 Serial Monitor 를 누른다.

시리얼 모니터의 통신 속도를 코딩한대로 115200 baud 로 변경한다.

Serial Monitor에 코딩한 Hello 가 표시된다.

Serial.print(...), Serial.prtintln(...) 은 디버깅용으로 현재 프로그램 상태를 표시하는 용도로 많이 사용합니다.

[ Arduino IDE 설정 메뉴 - Preference ]

File > Preference 를 누른다.

Arduino 에서는 프로젝트를 Sketch 라고 부른다.

프로젝트 저장 위치 : C:\Users\ PC마다 다름 \Documents\Arduino

새로운 스케치(프로젝트)를 만들면 파일 이름과 같은 폴더가 생성된다.
Language : Arduino 의 메뉴를 한글로 변경할 수 있습니다.

[V] Show files inside Sketches : Setch(프로젝트) 폴더의 파일 리스트가 보입니다.

< y k p @ v i s i o n v a l u e . n e t >

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ledmatrix — Thu, 14 Nov 2024 14:21:34 +0900

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