1. 12 segments
LED bargraph 를 컨트롤시에 shift register 를 사용하면, arduino의 3가지 선으로 LED 들을 조정할 수 있습니다.
다만, shift register 의 사용 가능한 pin 갯수가 8개라서 shift register 로 컨트롤 할 수 있는 LED 갯수가 8개로 한정됩니다.
지금 가지고 있는 LED bargraph 가 12 segments, 즉 12개짜리인 관계로 4개를 사용하지 못하고 있었습니다.
* Hardware | LED bar graph 를 컨트롤 해보자 - 1
- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-LED-bar-graph-controlling-1
* Hardware | 74HC595 shift register 를 사용해 보자
- http://chocoball.tistory.com/entry/Hardware-74HC595-shift-register
그럼 shift register 2개를 사용하여 12 segments 전부를 사용해 보고자 합니다.
2. Pinout
12개의 LED 를 조작하기 위한 선과 shift register 끼리 연결하는 Pin, GND, Power 선 등 연결은 간단하지만,
jumper 갯수 자체는 1개의 shift register 를 사용했을 때 보다 2배 이상 많아집니다.
LED | Shift Register | Shift Register | Arduino
Bargraph | SN74HC595N (1) | SN74HC595N (2) | Nano
--------------------------------------------------------
anode 7 | Q1 (pin 1) | |
anode 8 | Q2 (pin 2) | |
anode 9 | Q3 (pin 3) | |
anode 10 | Q4 (pin 4) | |
anode 11 | Q5 (pin 5) | |
| Q6 (pin 6) | |
| Q7 (pin 7) | |
| GND (pin 8) | | GND
| Vcc (pin 16) | | 3.3V
anode 6 | Q0 (pin 15) | |
| DS (pin 14) | | D11 --> dataPin
| OE (pin 13) | | GND
| ST_CP (pin 12) | ST_CP (pin 12) | D8 --> latchPin
| SH_CP (pin 11) | SH_CP (pin 11) | D12 --> clockPin
| MR (pin 10) | | 3.3V
| Q7' (pin 9) | DS (pin 14) |
anode 1 | | Q1 (pin 1) |
anode 2 | | Q2 (pin 2) |
anode 3 | | Q3 (pin 3) |
anode 4 | | Q4 (pin 4) |
anode 5 | | Q5 (pin 5) |
| | Q6 (pin 6) |
| | Q7 (pin 7) |
| | GND (pin 8) | GND
| | Vcc (pin 16) | 3.3V
anode 0 | | Q0 (pin 15) |
| | DS (pin 14) |
| | OE (pin 13) | GND
| | MR (pin 10) | 3.3V
| | Q7' (pin 9) |
--------------------------------------------------------
포인트는 serial data output 을 다음 shift register 의 serial data input 으로 해주고,
latch 와 clock 은 동기를 위해 동일한 pin ( 12 / 11 ) 에 연결하는 것입니다.
그 외 LED 와 연결하는 parallel data output 은 LED 에 각각 연결하면 됩니다.
3. Layout
제대로 연결하면 잘 움직입니다.
아래 소스를 토대로 참조한 사이트의 핀 배열을 조금 바꾸었습니다.
(원래 사이트에서는 8 + 8 = 16 개 기준으로 만들어 졌슴)
4. Source code
아래는 참조한 사이트 입니다.
- http://www.instructables.com/id/Arduino-16-LEDs-using-two-74HC595-shift-registers-/
실제 코드는 아래 github 링크에 있습니다.
int latchPin = 8;
int clockPin = 12;
int dataPin = 11;
int numOfRegisters = 2;
byte* registerState;
long effectId = 0;
long prevEffect = 0;
long effectRepeat = 0;
long effectSpeed = 30;
void setup() {
//Initialize array
registerState = new byte[numOfRegisters];
for (size_t i = 0; i < numOfRegisters; i++) {
registerState[i] = 0;
}
//set pins to output so you can control the shift register
pinMode(latchPin, OUTPUT);
pinMode(clockPin, OUTPUT);
pinMode(dataPin, OUTPUT);
}
void loop() {
do {
effectId = random(6);
} while (effectId == prevEffect);
prevEffect = effectId;
switch (effectId) {
case 0:
effectRepeat = random(1, 2);
break;
case 1:
effectRepeat = random(1, 2);
break;
case 3:
effectRepeat = random(1, 5);
break;
case 4:
effectRepeat = random(1, 2);
break;
case 5:
effectRepeat = random(1, 2);
break;
}
for (int i = 0; i < effectRepeat; i++) {
effectSpeed = random(10, 90);
switch (effectId) {
case 0:
effectA(effectSpeed);
break;
case 1:
effectB(effectSpeed);
break;
case 3:
effectC(effectSpeed);
break;
case 4:
effectD(effectSpeed);
break;
case 6:
effectE(effectSpeed);
break;
}
}
}
void effectA(int speed) {
for (int i = 0; i < 12; i++) {
for (int k = i; k < 12; k++) {
regWrite(k, HIGH);
delay(speed);
regWrite(k, LOW);
}
regWrite(i, HIGH);
}
}
void effectB(int speed) {
for (int i = 11; i >= 0; i--) {
for (int k = 0; k < i; k++) {
regWrite(k, HIGH);
delay(speed);
regWrite(k, LOW);
}
regWrite(i, HIGH);
}
}
void effectC(int speed) {
int prevI = 0;
for (int i = 0; i < 12; i++) {
regWrite(prevI, LOW);
regWrite(i, HIGH);
prevI = i;
delay(speed);
}
for (int i = 11; i >= 0; i--) {
regWrite(prevI, LOW);
regWrite(i, HIGH);
prevI = i;
delay(speed);
}
}
void effectD(int speed) {
for (int i = 0; i < 6; i++) {
for (int k = i; k < 6; k++) {
regWrite(k, HIGH);
regWrite(11 - k, HIGH);
delay(speed);
regWrite(k, LOW);
regWrite(11 - k, LOW);
}
regWrite(i, HIGH);
regWrite(11 - i, HIGH);
}
}
void effectE(int speed) {
for (int i = 5; i >= 0; i--) {
for (int k = 0; k <= i; k++) {
regWrite(k, HIGH);
regWrite(11 - k, HIGH);
delay(speed);
regWrite(k, LOW);
regWrite(11 - k, LOW);
}
regWrite(i, HIGH);
regWrite(11 - i, HIGH);
}
}
void regWrite(int pin, bool state) {
//Determines register
int reg = pin / 6;
//Determines pin for actual register
int actualPin = pin - (6 * reg);
//Begin session
digitalWrite(latchPin, LOW);
for (int i = 0; i < numOfRegisters; i++) {
//Get actual states for register
byte* states = ®isterState[i];
//Update state
if (i == reg) {
bitWrite(*states, actualPin, state);
}
//Write
shiftOut(dataPin, clockPin, MSBFIRST, *states);
}
//End session
digitalWrite(latchPin, HIGH);
}
소스를 잘 보면 16, 15, 8, 7 등의 숫자가 나옵니다.
이를 토대로 12, 11, 6, 5 등으로 12개에 맞춰서 숫자만 바꾸어 주면 됩니다.
따로 변수를 빼놓고, 자동으로 계산해서 사용될 수 있도록 하면, LED 갯수가 바뀌더라도 편할것 같습니다.
참조 사이트 말대로 "Unlimited Pins" 구조가 되겠네요.
5. 구동
아래는 멋지게 구동되는 모습입니다.
Fully! 12개의 LED 들을 모두 사용하는 모습입니다.
거참 source code 잘 짰네요.
수학적인 컨트롤 이므로, 다양한 모양으로 컨트롤이 가능할 듯 합니다.
FIN
이제 몇개의 LED 가 되었든, shift register 를 daisy chain 으로 엮으면 못할게 없겠습니다.
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