Mengendalikan LED Matrix Menggunakan Bluetooth dan App Inventor

Skema & Diagram Sirkuit

Foto Utama Proyek

Konfigurasi Koneksi LED Matrix

Empat modul LED Matrix 8×8 dengan driver MAX7219 disusun secara berantai. Ketiga jalur komunikasi utama dari Arduino adalah:

• DATA / DIN: pin digital 4 Arduino.
• CLK: pin digital 6 Arduino.
• CS: pin digital 5 Arduino.
• VCC: sumber daya 5V sesuai kebutuhan modul.
• GND: GND Arduino.

Konfigurasi Koneksi Bluetooth HC-05

• HC-05 TX: pin digital 8 Arduino (RX SoftwareSerial).
• HC-05 RX: pin digital 7 Arduino (TX SoftwareSerial) melalui voltage divider.
• HC-05 VCC: sumber tegangan sesuai spesifikasi breakout module.
• HC-05 GND: GND Arduino.

Rangkaian Voltage Divider

Gunakan resistor 5 kOhm dan 10 kOhm untuk menurunkan sinyal 5V dari Arduino menjadi sekitar 3,3V pada jalur RX HC-05. Pastikan susunan resistor sesuai rumus pembagi tegangan dan periksa kembali titik keluaran sebelum menghubungkan modul Bluetooth.

Catatan Diagram

Halaman Hackster memuat diagram rangkaian proyek pada Figure 1 dan beberapa ilustrasi struktur LED Matrix. URL lampiran diagram tersebut tidak berhasil diverifikasi secara terpisah, sehingga tidak dicantumkan sebagai gambar agar dokumentasi tidak menggunakan tautan yang belum terkonfirmasi. Foto utama proyek di atas menggunakan URL gambar asli yang terverifikasi dari halaman Hackster.

Kode Program

#include <MD_MAX72xx.h>
#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial HC06(8,7);

#define MAX_DEVICES 4
#define CLK_PIN   6  // CLK
#define DATA_PIN  4  // DATA
#define CS_PIN    5  // CS

// Menggunakan pin khusus untuk komunikasi dengan LED Matrix
MD_MAX72XX mx = MD_MAX72XX(DATA_PIN, CLK_PIN, CS_PIN, MAX_DEVICES);

#define SCROLL_DELAY  50  // dalam milidetik
#define CHAR_SPACING  3
#define BUF_SIZE  75

char curMessage[BUF_SIZE];
char newMessage[BUF_SIZE];
bool newMessageAvailable = false;
uint16_t scrollDelay;

void readSerial(void)
{
  static uint8_t putIndex = 0;

  while (HC06.available())
  {
    newMessage[putIndex] = (char)HC06.read();

    if ((newMessage[putIndex] == '\n') || (putIndex >= BUF_SIZE-3))
    {
      newMessage[putIndex++] = ' ';
      newMessage[putIndex] = '\0';

      putIndex = 0;
      newMessageAvailable = true;
    }
    else
      putIndex++;
  }
}

void scrollDataSink(uint8_t dev, MD_MAX72XX::transformType_t t, uint8_t col)
{
#if PRINT_CALLBACK
  Serial.print("\n cb ");
  Serial.print(dev);
  Serial.print(' ');
  Serial.print(t);
  Serial.print(' ');
  Serial.println(col);
#endif
}

uint8_t scrollDataSource(uint8_t dev, MD_MAX72XX::transformType_t t)
{
  static char *p = curMessage;
  static uint8_t state = 0;
  static uint8_t curLen, showLen;
  static uint8_t cBuf[8];
  uint8_t colData;

  switch(state)
  {
    case 0:
      showLen = mx.getChar(*p++, sizeof(cBuf)/sizeof(cBuf[0]), cBuf);
      curLen = 0;
      state++;

      if (*p == '\0')
      {
        p = curMessage;
        if (newMessageAvailable)
        {
          strcpy(curMessage, newMessage);
          newMessageAvailable = false;
        }
      }

    case 1:
      colData = cBuf[curLen++];
      if (curLen == showLen)
      {
        showLen = CHAR_SPACING;
        curLen = 0;
        state = 2;
      }
      break;

    case 2:
      colData = 0;
      curLen++;
      if (curLen == showLen)
        state = 0;
      break;

    default:
      state = 0;
  }

  return(colData);
}

void scrollText(void)
{
  static uint32_t prevTime = 0;

  if (millis()-prevTime >= scrollDelay)
  {
    mx.transform(MD_MAX72XX::TSR);
    prevTime = millis();
  }
}

void setup()
{
  mx.begin();
  mx.setShiftDataInCallback(scrollDataSource);
  mx.setShiftDataOutCallback(scrollDataSink);

  HC06.begin(9600);
  strcpy(curMessage, "ARDUINO  ");
  newMessage[0] = '\0';

  Serial.begin(9600);
  Serial.print("\n Texto matriz ");
}

void loop()
{
  scrollDelay = 20;
  readSerial();
  scrollText();
}

Penjelasan Kode

• #include <MD_MAX72xx.h>: Memanggil library untuk mengendalikan LED Matrix dengan driver MAX7219.
• #include <SoftwareSerial.h>: Memanggil library untuk membuat komunikasi serial melalui pin digital.
• SoftwareSerial HC06(8,7): Membuat komunikasi Bluetooth dengan pin 8 sebagai RX Arduino dan pin 7 sebagai TX Arduino.
• MAX_DEVICES 4: Menentukan jumlah modul LED Matrix yang digunakan sebanyak empat buah.
• CLK_PIN 6: Menentukan pin clock pada pin digital 6.
• DATA_PIN 4: Menentukan pin data pada pin digital 4.
• CS_PIN 5: Menentukan pin chip select pada pin digital 5.
• MD_MAX72XX mx: Membuat objek untuk mengendalikan empat modul LED Matrix.
• CHAR_SPACING 3: Menentukan jarak kosong antarkarakter sebanyak tiga kolom.
• BUF_SIZE 75: Menentukan kapasitas buffer pesan sebanyak 75 karakter.
• curMessage: Menyimpan pesan yang sedang ditampilkan pada LED Matrix.
• newMessage: Menyimpan pesan baru yang diterima melalui Bluetooth.
• readSerial(): Membaca karakter yang dikirimkan dari smartphone melalui HC-05.
• scrollDataSource(): Menyediakan data kolom karakter untuk ditampilkan pada LED Matrix.
• scrollDataSink(): Callback untuk data yang keluar dari proses scrolling. Bagian pencetakan Serial hanya aktif jika PRINT_CALLBACK didefinisikan.
• mx.getChar(): Mengambil pola karakter untuk ditampilkan dalam bentuk kolom LED.
• mx.transform(MD_MAX72XX::TSR): Menggeser tampilan LED Matrix ke kanan.
• mx.setShiftDataInCallback(): Menentukan fungsi callback untuk menyediakan data tampilan.
• mx.setShiftDataOutCallback(): Menentukan fungsi callback untuk data yang keluar dari tampilan.
• HC06.begin(9600): Memulai komunikasi Bluetooth dengan Baud Rate 9600.
• millis(): Menghitung waktu sejak Arduino mulai menjalankan program.

Bagaimana Program Bekerja?

Ketika Arduino dinyalakan, LED Matrix menampilkan pesan awal ARDUINO. Modul HC-05 kemudian menunggu pesan dari smartphone. Fungsi readSerial() membaca karakter yang diterima satu per satu dan menyimpannya dalam newMessage. Ketika karakter newline diterima atau buffer hampir penuh, pesan ditandai sebagai pesan baru.

Selanjutnya, fungsi scrollDataSource() mengambil karakter dari curMessage dan mengubahnya menjadi pola kolom LED. Fungsi scrollText() menggeser tampilan menggunakan transform TSR sehingga pesan terlihat berjalan melintasi panel LED Matrix. Ketika pesan lama selesai ditampilkan, pesan baru akan menggantikannya.

Catatan teknis: Kode disesuaikan secara minimal dari sumber Hackster untuk memperbaiki ekspresi kenaikan indeks pada fungsi readSerial() menjadi putIndex++, karena bentuk kode sumber yang ditampilkan menggunakan ekspresi yang tidak melakukan kenaikan indeks. Struktur fungsi lainnya dipertahankan. Macro SCROLL_DELAY didefinisikan dengan nilai 50, tetapi nilai yang digunakan dalam loop adalah 20 melalui variabel scrollDelay. Kode juga menggunakan strcpy(), sehingga deklarasi <string.h> dapat ditambahkan jika lingkungan kompilasi memerlukannya.

Informasi lisensi: Proyek sumber mencantumkan lisensi GPL 3+.