Отображение изображений на матричном светодиодном дисплее с Node.js

Матричные светодиодные дисплеи — это весело. С каким разработчиком не понравится чистый холст огней? Недавно я соединил 32×16 матричный дисплей от Freetronics с Node.js и получил его для отображения черно-белых изображений PNG. В этой статье я объясню, как все это работает.

Матричный светодиодный дисплей с точечной матрицей (также известный как точечный матричный дисплей или DMD) — это дисплей с сеткой светодиодных ламп, которые можно включать и выключать для отображения текста и фигур. Некоторые из них имеют несколько цветов, в то время как другие только один цвет. Тот, который мы будем использовать в этой демонстрации, имеет только один цвет, поэтому мы ограничены черно-белыми изображениями. Важно отметить — светодиодный дисплей сильно отличается от ЖК- дисплея. В ЖК-дисплеях используются необычные световые кристаллы, которые используются для отображения на видеомагнитофонах, часах, калькуляторах и т. Несколько недель назад я написал статью об отображении веб-API на ЖК-дисплее Arduino с помощью Node.js. Посмотрите на это, если вы хотите сравнить два.

Для этой конкретной демонстрации требуется матричный дисплей Freetronics 32 × 16, поскольку он опирается на библиотеку Freetronics DMD.

Демо-код

Если вы заинтересованы в том, чтобы взять код и попробовать его самостоятельно, вы можете найти его здесь, на GitHub .

Библиотека Freetronics DMD

Рисование линий, форм и текста на нашем светодиодном точечном матричном дисплее выполняется через библиотеку Freetronics DMD . Чтобы использовать его, выполните следующие действия:

1. Загрузите библиотеку DMD из их репозитория GitHub .
2. Скопируйте эти файлы в папку /Arduino/libraries/ под своим именем папки. Для меня на моем Mac я поместил его в папку в /Users/username/Documents/Arduino/libraries/DMD-master .
3. Загрузите библиотеку TimerOne и поместите ее также в папку /Arduino/libraries/ . например, для пользователей Mac: /Users/username/Documents/Arduino/libraries/TimerOne-r11 .

Наш Arduino Эскиз

Большая часть функциональности для отображения элементов на нашем DMD будет реализована в нашем коде эскиза Arduino. Код скетча будет следить за сообщениями через последовательный порт и изменять отображение, отображаемое на основе этих сообщений.

Эскиз начинается с наших включений и констант. Мы включаем SoftwareSerial.h чтобы позволить нам получить доступ к последовательному порту и определить ширину и высоту нашего DMD (32 × 16 в нашем случае). BUFLENGTH хранит количество получаемых нами источников света, так как это максимальный размер сообщения, которое мы хотим отправить нашему Arduino. В нашем случае 32 умножается на 16, что составляет 512.

 #include <SoftwareSerial.h> #define SCREEN_WIDTH 32 #define SCREEN_HEIGHT 16 #define BUFLENGTH 512 

Далее, у нас есть специальные предложения для Freetronics DMD. Все они должны быть доступны из файлов, которые мы скопировали в нашу папку библиотек Arduino ранее.

 #include <SPI.h> #include <DMD.h> #include <TimerOne.h> 

Затем у нас есть две константы DISPLAYS_ACROSS и DISPLAYS_DOWN которые используются, чтобы определить, сколько светодиодных дисплеев мы объединили. Я предполагаю, что вы находитесь в той же ситуации, что и я, и у вас только один дисплей, поэтому оба они равны одному. Затем мы передаем это в нашу библиотеку DMD, чтобы запустить ее с помощью DMD dmd() .

 #define DISPLAYS_ACROSS 1 #define DISPLAYS_DOWN 1 DMD dmd(DISPLAYS_ACROSS, DISPLAYS_DOWN); 

Следующий бит кода включен в образцы DMD. Это функция, которую мы вызываем, чтобы заставить библиотеку DMD обновлять отображение через заданный интервал. Мы определяем этот интервал немного дальше вниз.

 void ScanDMD() { dmd.scanDisplayBySPI(); } 

Затем мы определяем наши последние две переменные. Эти два относятся к получению сообщений через последовательный порт. Во-первых, buf[BUFLENGTH] хранит буфер сообщений последовательного порта, на которых должны включаться и выключаться светодиоды. Во-вторых, bufCount будет использоваться для хранения количества байтов в этом буфере для чтения.

 char buf[BUFLENGTH]; int bufCount; 

Наша функция setup() начинает весь процесс, используя наши константы и определенные библиотеки. Он начинается прослушиванием порта 57600 сообщений последовательного порта.

 void setup() { Serial.begin(57600); 

Затем мы инициализируем таймер с помощью библиотеки TimerOne, которую мы включили ранее. Мы говорим это отсчет от четырех миллисекунд. В примерах Freetronics они рекомендуют не устанавливать это значение более пяти миллисекунд, чтобы избежать мерцания на нашем дисплее.

 Timer1.initialize(4000); 

Затем мы устанавливаем его для запуска функции ScanDMD() когда истекает время нашего таймера, что, в свою очередь, обновляет дисплей.

 Timer1.attachInterrupt(ScanDMD); 

 dmd.clearScreen(true); 

 void loop() { if (Serial.available() > 0) { serialParse(); } } 

 void serialParse(void) { bufCount = -1; bufCount = Serial.readBytesUntil('\n', buf, BUFLENGTH); 

 if (bufCount > 0) { String message = String(buf); parseBuffer(message); } } 

 void parseBuffer(char* buf) { dmd.clearScreen(true); int i = 0; for (byte y = 0; y < SCREEN_HEIGHT; y++) { for (byte x = 0; x < SCREEN_WIDTH; x++) { if ((char)buf[i] == '1') { dmd.drawFilledBox(x, y, x, y, GRAPHICS_NORMAL); } i++; } } } 

 var SerialPort = require('serialport').SerialPort, PNG = require('png-js'), 

 serialPort = new SerialPort('/dev/tty.usbmodem1431', { baudrate: 57600 }), 

 serialMessage = ''; 

 serialPort.on('open', function() { console.log('Serial port open'); 

 PNG.decode('sitepointlogo-withsmile.png', function(data) { // We'll read in data here 

 [255,255,255,255,0,0,0,255] 

 serialMessage = ''; for (i = 0; i < data.length; i+=4) { var red = data[i], green = data[i+1], blue = data[i+2], 

 luminance = ((red * 299) + (green * 587) + (blue * 114)) / 1000; 

 if (luminance > 150) { serialMessage += '0'; } else { serialMessage += '1'; } } 

 setTimeout(function() { serialPort.write(serialMessage); }, 2000);