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- 2017.12.11 Hardware | LED bar graph 를 컨트롤 해보자 - 2
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.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 |
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.
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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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