جستجوی محصولاتجستجو در
ماژول نمایشگر دات ماتریکس سازگار با آردوینو برای نمایش حروف و اعداد.
از آنجا که تعداد زیادی LED روی برد وجود دارد، بهتر است تغذیه ماژول از یک منبع ۵ ولت مناسب تأمین شود، به‌خصوص زمانی که تعداد زیادی LED هم‌زمان روشن هستند. یک منبع برای نمونه‌های رایج، جریان حدود ۳۲۰ میلی‌آمپر در حالت روشن بودن همه LEDها را گزارش کرده است؛ مقدار واقعی می‌تواند با توجه به نوع ماژول و تنظیم روشنایی متفاوت باشد.
این مدل از ماژول MAX7219 دارای مدل های دیگری نیز می باشد که برای مشاهده و تهیه می توانید به لینک زیر مراجعه نمایید:
• نمایش متن ثابت و متن روان (Scrolling Text)
• ساخت تابلوهای LED کوچک
• نمایش ساعت، تاریخ و زمان
• نمایش دما، رطوبت و اطلاعات سنسورها
• نمایش پیام‌های هشدار
• نمایش وضعیت دستگاه‌ها
• سیستم‌های اطلاع‌رسانی
• نمایش شماره و نوبت
• پروژه‌های Arduino و ESP32
• پروژه‌های اینترنت اشیا (IoT)
• نمایش پیام‌های تبلیغاتی
• ساخت ساعت دیجیتال
• نمایش امتیاز و نتایج
• پروژه‌های آموزشی و دانشگاهی
• نمایش آیکون‌ها و انیمیشن‌های ساده
راه‌اندازی این ماژول معمولاً با ۵ اتصال اصلی انجام می‌شود.
• پایه‌های ورودی ماژول
پایه ماژول عملکرد
VCC تغذیه مثبت جداگانه (4-5.5V DC)
GND زمین
DIN ورودی داده سریال
CS / LOAD انتخاب تراشه
CLK کلاک سریال
تراشه MAX7219 در محدوده منبع تغذیه 4 تا 5.5 ولت DC کار می‌کند و در کاربردهای معمول با تغذیه 5 ولت استفاده می‌شود. رابط SPI آن نیز می‌تواند با سرعت حداکثر 10MHz کار کند. در صورت استفاده با میکروکنترلر بهتر است تغذیه ماژول به صورت جداگانه ( نه از پایه های خود میکروکنترلر) تهیه شود. زمین ماژول و برد فرمان یا میکروکنتررلر باید به هم متصل باشد.
تا حد امکان از منبع تغذیه پایدار با حداقل ریپل و جریان دهی مناسب استفاده شود. (حداقل 1.5A)
• اتصال پیشنهادی به Arduino UNO
MAX7219 Arduino UNO
VCC 5V جداگانه
GND GND
DIN D11
CLK D13
CS / LOAD D10
SS
• کتابخانه های مناسب :
پس از اتصال سیم‌ها، می‌توان با استفاده از کتابخانه‌های آماده مانند LedControl، اطلاعات موردنظر را روی نمایشگر نمایش داد. برای نصب این کتابخانه می توانید از طریق Library Manager نرم افزار آردوینو و یا از طریق لینک زیر اقدام نمایید :
بعد از دانلود فایل .zip از طریق مسیر زیر در نرم افزار آردوینو آنرا به کتابخانه های آردوینواضافه نمایید :
Sketch > Include Library > Add .ZIP Library
برای اطلاعات بیشتر درباره کتابخانه LedControl و توابع آن می توانید به فایل بخش دیتاشیت محصول و یا لینک های زیر مراجعه نمایید:
همچنین می توانید از کتابخانه MD_MAX72XX و کتابخانه MD_Parola استفاده نمایید و از طریق Library Manager نرم افزار آردوینو و یا از طریق لینک های زیر اقدام به نصب نمایید :
کتابخانه MD_MAX72XX
کتابخانه MD_Parola
"در صورت مشکل در باز شدن لینک ها از فیلتر شکن استفاده نمایید."
در کتابخانه LedControl شما می‌توانید شماره پایه‌های DIN، CLK و CS (LOAD) را تغییر دهید و ماژول MAX7219 می‌تواند از پایه‌های دیجیتال دلخواه آردوینو استفاده کند. در LedControl برخلاف استفاده مستقیم از SPI سخت‌افزاری، ارتباط معمولاً به روش نرم‌افزاری (Bit-Banging) انجام می‌شود؛ یعنی کتابخانه خودش وضعیت پایه‌ها را تغییر می‌دهد و الزام ندارد که حتماً از D11، D12 و D13 استفاده شود.
پارامتر ورودی چهارم دستور LedControl(DIN, CLK, CS, تعداد ماژول) یعنی تعداد ماژول بر اساس منابع می تواند از 1 تا 8 باشد یعنی با تعریف یک مدل سیم کشی می توان تا 8 تراشه MAX7219 را آدرس دهی کرد و اگر تعداد تراشه ها بیشتر باشد باید یک مدل سیم کشی جدید دیگری را تعریف کرد.
مثال استاندارد:
LedControl lc = LedControl(11, 13, 10, 1);
ترتیب ورودی‌ها:
LedControl(DIN, CLK, CS, تعداد ماژول)
یعنی:
عملکرد پایه در مثال
DIN D11
CLK D13
CS D10
اما می‌توانید تغییر دهید:
LedControl lc = LedControl(4, 5, 6, 1);
در این حالت:
عملکرد پایه جدید
DIN D4
CLK D5
CS D6
و سیم‌کشی هم باید مطابق آن تغییر کند:
MAX7219 Arduino
DIN → D4
CLK → D5
CS → D6
VCC → 5V
GND → GND
• نکته‌ی مهم درباره‌ی شماره‌گذاری numDevices
مقدار numDevices از ۱ شروع می‌شود، اما آدرس تراشه‌ها در توابع کتابخانه از ۰ شروع می‌شود:
cpp
LedControl lc(12, 11, 10, 2);
void setup() {
for (int address = 0; address < lc.getDeviceCount(); address++) {
lc.shutdown(address, false);
lc.setIntensity(address, 8);
lc.clearDisplay(address);
}
}
در این مثال:
• numDevices = 2
• آدرس ماژول اول: 0
• آدرس ماژول دوم: 1
• نحوه اتصال زنجیره ای : برای اتصال زنجیره‌ای چند ماژول MAX7219/MAX7221، فقط خط داده به‌صورت زنجیره‌ای وصل می‌شود؛ اما خطوط CLK، CS، VCC و GND بین همه‌ی ماژول‌ها مشترک هستند. خروجی DOUT ماژول اول به ورودی DIN ماژول دوم متصل می‌شود.
• مراحل کلی راه‌اندازی:
1. اتصال تغذیه 3.3-5V DC ولت و جریان دهی حداقل 330mA برای یک ماژول به پایه‌های VCC(پایه مثبت تغذیه) و GND (پایه منفی تغذیه)( البته منبع تغذیه توصیه شده 5V DC)
2. اتصال پایه‌های ارتباطی DIN، CLK و CS به میکروکنترلر
3. نصب کتابخانه کنترل MAX7219 در محیط برنامه‌نویسی مناسب با میکروکنترلر انتخابی
4. تعریف پایه‌های ارتباطی در برنامه
5. ارسال داده‌های عددی به نمایشگر
6. تنظیم شدت نور نمایشگر در صورت نیاز (۱۶ سطح قابل تنظیم از طریق رجیستر Intensity)
7. زمین ماژول با زمین مدار فرمان و یا میکروکنترلر و زمین منابع تغذیه باید یکی و به هم متصل باشند تا از بروز خطا و آسیب به ماژول جلوگیری شود.
• برای مشاهده نمونه کدنویسی با آردوینو برای ماژول ماژول دات ماتریس ۴ تایی ۸×۳۲ با تراشه MAX7219می توانید به فایل بخش دیتاشیت محصول و یا به لینک های زیر مراجعه نمایید :
"در صورت مشکل در باز شدن لینک ها از فیلترشکن استفاده نمایید."
• راه‌اندازی با ESP32
برای استفاده با ESP32 نیز می‌توان از همین کتابخانه‌ها استفاده کرد. اتصال پایه‌های DIN، CLK و CS باید مطابق پایه‌هایی باشد که در برنامه یا تنظیمات SPI انتخاب شده‌اند.
نکته مهم: تراشه اصلی MAX7219 در دیتاشیت با تغذیه 5 ولت DC مشخص شده و حداقل ولتاژ ورودی منطقی HIGH آن در شرایط مشخص‌شده 3.5 ولت DC ذکر شده است؛ بنابراین در اتصال مستقیم برخی بردهای 3.3 ولتی مانند ESP32 باید سازگاری سطح منطقی ورودی ماژول را بررسی کنید. هنگام استفاده با بردهای 3.3 ولتی مانند ESP32 یا ESP8266، در بیشتر پروژه‌ها بدون مبدل نیز به‌درستی کار می‌کند، اما برای پروژه های حساس و کاربردهای صنعتی یا ارتباط‌های طولانی، استفاده از مبدل سطح منطقی توصیه می‌شود.
1. تغذیه 5 ولت مناسب استفاده کنید : MAX7219 برای تغذیه در محدوده 4 تا 5.5 ولت DC مشخص شده است و استفاده از منبع 5 ولت DC پایدار برای ماژول توصیه شده و رایج است. با افزایش تعداد LEDهای روشن، مصرف جریان نیز افزایش پیدا می‌کند. دیتاشیت تراشه در شرایط تست خاص، برای روشن بودن همه سگمنت‌ها جریان تغذیه‌ای حداقل 330mA برای یک MAX7219 گزارش می‌کند؛ بنابراین در ماژول‌های چندتایی، منبع تغذیه باید متناسب با وضعیت سطح روشنایی و تعداد LEDهای فعال انتخاب شود. (مثلا در این ماژول حداقل 4×330mA که حدود 1.5A است.)
2. تغذیه ماژول را از خروجی ضعیف تأمین نکنید : هنگام روشن بودن تعداد زیادی LED یا استفاده از چند ماژول زنجیره‌ای، ممکن است تغذیه ضعیف باعث افت ولتاژ، کم‌نور شدن نمایشگر یا عملکرد ناپایدار شود. در چنین شرایطی از منبع تغذیه 5 ولت با جریان‌دهی مناسب استفاده کنید.
3. زمین همه قطعات باید مشترک باشد : اگر ماژول از منبع تغذیه جداگانه استفاده می‌کند، GND منبع تغذیه و GND میکروکنترلر باید مشترک باشند؛ در غیر این صورت ممکن است ارتباط DIN، CLK و CS به‌درستی عمل نکند.
4. در استفاده های با سطح روشنایی بالا و طولانی و همچنین اتصال ماژول های بیشتر حتما از خنک کاری و شرایط تهویه مناسب استفاده شود.
5. تعداد ماتریس‌ها را درست تنظیم کنید : این محصول شامل 4 ماتریس 8×8 است؛ بنابراین در کتابخانه‌های MD_MAX72XX و MD_Parola معمولاً به صورت لینک زیر تنظیم شود:
برای اتصال چند برد به‌صورت زنجیره‌ای، عدد MAX_DEVICES باید برابر تعداد کل ماتریس‌های 8×8 باشدکه در این ماژول برابر 4 میباشد.
6. عدد ثابتی را نمی‌توان به‌عنوان حداکثر تعداد ماژول‌ها اعلام کرد. محدودیت عملی به سرعت انتقال داده، طول سیم، کیفیت سیگنال، تعداد تراشه‌ها و توان منبع تغذیه بستگی دارد.
7. نوع سخت‌افزار را در صورت نمایش اشتباه تغییر دهید : در بعضی ماژول‌های بازار، ترتیب سیم‌کشی داخلی ماتریس‌ها متفاوت است. اگر متن برعکس، وارونه یا با ترتیب نادرست نمایش داده شد، ممکن است لازم باشد مقدار HARDWARE_TYPE را در برنامه تغییر دهید. برای اطالاعت بیشتر به فایل بخش دیتاشیت محصول مراجعه نمایید.
8. شدت روشنایی را بیش از نیاز تنظیم نکنید : MAX7219 قابلیت تنظیم سطح روشنایی را در 16 سطح به صورت نرم افزاری دارد. کاهش روشنایی در محیط‌های تاریک علاوه بر مناسب‌تر شدن نمایش، می‌تواند مصرف توان سیستم را نیز کاهش دهد.
9. هنگام اتصال چند ماژول، جهت DIN و DOUT را بررسی کنید : ورودی داده باید از سمت DIN وارد شود و برای زنجیره‌کردن، خروجی DOUT به ورودی DIN ماژول بعدی متصل شود. اتصال اشتباه جهت ماژول‌ها باعث عدم نمایش صحیح اطلاعات و آسیب به ماژول خواهد شد.
10. نمایش فارسی نیازمند فونت و پردازش نرم‌افزاری مناسب است : خود ماژول فقط یک ماتریس LED است و مفهوم زبان نگارشی را تشخیص نمی‌دهد. برای نمایش حروف فارسی باید فونت مناسب در برنامه کدنویسی ماژول تعریف شود و در صورت نیاز، اتصال و ترتیب نمایش حروف فارسی در نرم‌افزار مدیریت شود.
11. از ولتاژ بالاتر از محدوده مجاز استفاده نکنید : طبق دیتاشیت MAX7219، ولتاژ کاری تراشه حداکثر 5.5 ولت است و ولتاژهای خارج از محدوده مجاز می‌توانند به مدار آسیب بزنند.
| نام محصول | ماژول دات ماتریس ۴ تایی ۸×۳۲ (Dot Matrix) |
|---|---|
| تراشه درایور | MAX7219 |
| تعداد تراشه MAX7219 | 4 عدد |
| نوع نمایشگر | LED Dot Matrix (ماتریس نقطه‌ای) |
| رزولوشن کلی نمایشگر | 32×8 پیکسل |
| تعداد کل LED | 256 عدد |
| رنگ LED | قرمز |
| پیکربندی نمایشگر | 4 عدد ماتریس 8×8 با اتصال زنجیره‌ای |
| نوع LED / ماتریس | ماتریس LED با آرایش 8×8 |
| پروتکل ارتباطی | SPI |
| حداکثر فرکانس رابط سریال تراشه | تا 10MHz |
| ولتاژ تغذیه توصیه شده ماژول | 5V DC |
| جریان مصرفی توصیه شده | حداقل 4×330mA (حدود 1.5A) |
| ولتاژ کاری تراشه MAX7219 | 4 تا 5.5V DC |
| کنترل روشنایی | دارد |
| تعداد سطوح روشنایی | 16 سطح، از 0 تا 15 |
| نوع کنترل روشنایی | نرم‌افزاری از طریق رجیستر Intensity |
| کنترل مستقل LEDها | امکان کنترل الگوی روشن/خاموش LEDها از طریق داده ارسالی |
| حافظه داخلی هر MAX7219 | 8×8 Static RAM |
| حالت Shutdown | دارد |
| مصرف تراشه در Shutdown | حدود 150µA طبق مشخصات MAX7219 |
| مصرف در حالت خاموشی ماژول | 4×150µA |
| قابلیت اتصال زنجیره ای (CASCADE) | دارد |
| پایه های ورودی ماژول | VCC، GND، DIN، CS، CLK |
| پایه خروجی برای Cascading | DOUT |
| روش زنجیره کردن | DOUT ماژول قبلی به DIN ماژول بعدی متصل می‌شود |
| تعداد ماژول های قابل توسعه | عدد ثابتی را نمی‌توان به‌عنوان حداکثر تعداد ماژول‌ها اعلام کرد؛ محدودیت عملی به سرعت انتقال داده، طول سیم، کیفیت سیگنال، تعداد تراشه‌ها و توان منبع تغذیه بستگی دارد |
| ابعاد تقریبی ماژول | 128 × 32 × 14 میلی‌متر |
| تعداد سوراخ نصب | معمولاً 4 عدد در نسخه‌های رایج |
| قطر سوراخ نصب | معمولاً مناسب پیچ M3 در نسخه‌های رایج |
| میکروکنترلرهای قابل استفاده | Arduino، ESP32، STM32، Raspberry Pi و سایر میکروکنترلرها |
| کاربردها | نمایش متن، متن روان، عدد، آیکون، ساعت، اطلاعات سنسورها و انیمیشن ساده |
این ماژول چه ابعادی دارد؟
این ماژول از ۴ ماتریس LED هشت‌درهشت تشکیل شده و رزولوشن کلی آن ۳۲×۸ پیکسل است. ابعاد نسخه‌های رایج حدود ۱۲۸×۳۲ میلی‌متر است و ممکن است با توجه به سازنده کمی متفاوت باشد. این مدل از ماژول MAX7219 دارای مدل های دیگری نیز می باشد که برای مشاهده و تهیه می توانید به لینک زیر مراجعه نمایید:
تراشه MAX7219 در این ماژول چه کاری انجام می‌دهد؟
MAX7219 وظیفه کنترل LEDهای ماتریسی را بر عهده دارد و امکان کنترل نمایشگر با تعداد کمی پایه میکروکنترلر را فراهم می‌کند. این تراشه دارای رابط سریال، مدار اسکن و کنترل روشنایی داخلی است.
ولتاژ تغذیه ماژول چقدر است؟
نسخه رایج این ماژول با ۵ ولت DC تغذیه می‌شود. محدوده کاری تراشه MAX7219 طبق دیتاشیت ۴ تا ۵.۵ ولت است.
آیا ماژول با Arduino کار می‌کند؟
بله. این ماژول به‌راحتی با بردهایی مانند Arduino UNO، Nano و Mega قابل استفاده است و کتابخانه‌هایی مانند MD_MAX72XX و MD_Parola برای کنترل آن کاربرد دارند.
آیا با ESP32 سازگار است؟
بله، از نظر نرم‌افزاری می‌توان از آن با ESP32 استفاده کرد؛ اما چون ESP32 با منطق ۳.۳ ولت کار می‌کند و MAX7219 با تغذیه ۵ ولت سطح HIGH ورودی حداقل 3.5V DC مشخصی دارد، برای اتصال کاملاً مطابق دیتاشیت بهتر است از مبدل سطح منطقی استفاده شود.
آیا امکان نمایش متن متحرک وجود دارد؟
بله. با استفاده از کتابخانه‌هایی مانند MD_Parola می‌توان متن را به‌صورت روان نمایش داد و افکت‌های مختلفی برای ورود، خروج و حرکت متن ایجاد کرد. برای مشاهده نمونه کدنویسی با آردوینو برای ماژول ماژول دات ماتریس ۴ تایی ۸×۳۲ با تراشه MAX7219می توانید به فایل بخش دیتاشیت محصول و یا به لینک های زیر مراجعه نمایید :
راه‌اندازی ماتریس LED MAX7219 با آردوینو
راهنمای ماژول ماتریس LED MAX7219
کنترل انیمیشن‌های Parola با MAX7219
آیا می‌توان اعداد و علائم را نمایش داد؟
بله. علاوه بر حروف، می‌توان اعداد، علائم، آیکون‌ها و الگوهای گرافیکی ساده را روی ماتریس LED نمایش داد.
آیا امکان نمایش متن فارسی وجود دارد؟
از نظر سخت‌افزاری بله، اما نمایش صحیح فارسی نیازمند فونت فارسی مناسب و تعریف و پردازش نرم‌افزاری حروف در برنامه کدنویسی شده ماژول است. کتابخانه‌های معمول MAX7219 لزوماً اتصال حروف فارسی را به‌صورت آماده انجام نمی‌دهند.
روشنایی نمایشگر قابل تنظیم است؟
بله. MAX7219 دارای ۱۶ سطح تنظیم روشنایی است. در کتابخانه‌های رایج MD_Parola می‌توان از دستور زیر استفاده کرد:
setIntensity
مقدار معمولاً از ۰ تا ۱۵ قابل تنظیم است.
آیا می‌توان چند ماژول را به یکدیگر متصل کرد؟
بله. ماژول‌ها از طریق خروجی DOUT و ورودی DIN به‌صورت زنجیره‌ای متصل می‌شوند. بنابراین می‌توان نمایشگرهای بزرگ‌تر مانند ۸×۶۴، ۸×۹۶ و ۸×۱۲۸ ایجاد کرد.
حداکثر چند ماژول را می‌توان زنجیره‌ای کرد؟
عدد ثابتی را نمی‌توان به‌عنوان حداکثر تعداد ماژول‌ها اعلام کرد. محدودیت عملی به سرعت انتقال داده، طول سیم، کیفیت سیگنال، تعداد تراشه‌ها و توان منبع تغذیه بستگی دارد.
هر ماژول ۸×۳۲ چند LED دارد؟
هر ماژول شامل چهار ماتریس ۸×۸ است؛ بنابراین مجموعاً ۲۵۶ نقطه LED دارد.
آیا هر ماتریس ۸×۸ یک MAX7219 دارد؟
در نسخه رایج ۴ تایی، بله؛ هر بخش ۸×۸ توسط یک MAX7219 کنترل می‌شود و چهار بخش در کنار هم نمایشگر ۸×۳۲ را تشکیل می‌دهند.
آیا برای استفاده از این ماژول کتابخانه لازم است؟
برای کنترل مستقیم از Arduino یا ESP32 می‌توانید از کتابخانه‌های MD_MAX72XX یا MD_Parola استفاده کنید. البته از نظر سخت‌افزاری، MAX7219 به کتابخانه خاصی وابسته نیست و می‌توان رجیسترهای آن را مستقیماً از طریق رابط سریال کنترل کرد. برای اطلاعات بیشتر به بخش متن معرفی محصول مراجعه نمایید.
آیا می‌توان شدت روشنایی را برای هر LED جداگانه تنظیم کرد؟
خیر. کنترل روشنایی MAX7219 مربوط به شدت کلی نمایشگرمتصل به همان تراشه است (هر تراشه به یک ماتریس 8×8 متصل است) و مانند یک PWM مستقل برای هر LED عمل نمی‌کند. الگوی روشن و خاموش بودن LEDها جداگانه کنترل می‌شود. برای اطلاعات بیشتر به بخش متن معرفی محصول مراجعه نمایید.
آیا ماژول به منبع تغذیه قوی نیاز دارد؟
بسته به میزان روشنایی و تعداد LEDهای فعال، مصرف جریان تغییر می‌کند. هنگام استفاده از چند ماژول، بهتر است از یک منبع ۵ ولت پایدار با جریان‌دهی مناسب استفاده شود تا افت ولتاژ باعث اختلال در نمایشگر نشود. دیتاشیت تراشه در شرایط تست خاص، برای روشن بودن همه سگمنت‌ها جریان تغذیه‌ای حداقل 330mA برای یک MAX7219 گزارش می‌کند؛ بنابراین در ماژول‌های چندتایی، منبع تغذیه باید متناسب با وضعیت سطح روشنایی و تعداد LEDهای فعال انتخاب شود. (مثلا در این ماژول حداقل 4×330mA که حدود 1.5A است.)
آیا ماژول MAX7219 نیاز به خنک کاری دارد؟
در استفاده های با سطح روشنایی بالا و طولانی و همچنین اتصال ماژول های بیشتر حتما از خنک کاری و شرایط تهویه مناسب استفاده شود.
آیا می‌توان ماژول را مستقیماً به پایه‌های GPIO میکروکنترلر وصل کرد؟
خطوط ارتباطی مانند DIN، CLK و CS به GPIO با توجه به سطح منطقی کاری ماژول و میکروکنترلر متصل می‌شوند، اما تغذیه LEDها باید از منبع مناسب تأمین شود. همچنین هنگام اتصال به میکروکنترلرهای ۳.۳ ولتی مانند ESP32، سازگاری سطح منطقی باید در نظر گرفته شود.
اگر متن روی نمایشگر برعکس یا وارونه نمایش داده شود چه کار کنیم؟
این مشکل معمولاً می‌تواند به نوع چیدمان سخت‌افزاری ماتریس و تنظیم HARDWARE_TYPE در کتابخانه مربوط باشد. در کتابخانه MD_MAX72XX باید نوع صحیح ماژول، مانند FC16_HW یا سایر گزینه‌های سازگار، انتخاب شود. برای اطالاعت بیشتر به فایل بخش دیتاشیت محصول مراجعه نمایید.
آیا این ماژول برای تابلو پیام متحرک مناسب است؟
بله. رزولوشن ۸×۳۲ و امکان اتصال زنجیره‌ای، آن را برای ساخت تابلوهای پیام کوچک، نمایشگرهای اطلاع‌رسانی و پروژه‌های تبلیغاتی مناسب می‌کند. MAX7219 نیز به‌طور رسمی برای کنترل نمایشگرهای LED ماتریسی طراحی شده است.
هنوز دیدگاهی برای این محصول ثبت نشده است. اولین نفر باشید.
