用node.js顯示在點矩陣LED顯示器上顯示圖像

鑰匙要點

• 培訓DMD庫用於將線，形狀和文本繪製到點矩陣LED顯示器上。可以從freetronics github存儲庫中下載此庫，然後復製到/arduino/libraries/folder。 > > Node.js中的png.decode（）函數在png映像文件中讀取，並返回0到255的值數組，代表每個像素的紅色，綠色，藍色，藍色和alpha值。然後，這些值用於確定是否應在點矩陣LED顯示器上顯示每個像素為黑色或白色。
• >可以通過多種方式擴展和自定義點矩陣LED顯示。例如，它可以連接到API以顯示通過它的圖像，也可以根據一天中的時間，與Internet連接的設備的狀態，天氣等顯示不同的圖像。
DOT矩陣LED顯示器很有趣。哪些開發人員不喜歡燈光燈可以玩？我最近與Node.js配對了32 x 16點矩陣顯示器，並將其顯示為黑白PNG圖像。在本文中，我將解釋一切的工作原理。
• >一個點矩陣LED顯示器（也稱為DOT矩陣顯示或DMD）是帶有LED燈網格的顯示屏，您可以打開和關閉，以顯示文本和形狀。其中一些具有多種顏色，而另一些則只是一種顏色。我們將在此演示中使用的一種只有一種顏色，因此我們僅限於黑白圖像。重要的是要注意 - LED顯示屏與LCD顯示器完全不同。 LCD使用精美的光晶體，用於在VCR，時鐘，計算器等上顯示。幾週前，我寫了一篇文章，內容涉及使用Node.js上的Arduino LCD上顯示Web API。如果您想比較兩者，請看一下。
• 這個特定的演示需要一個露天率32×16點矩陣顯示器，因為它依賴於freetronics dmd庫。
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• 演示代碼

如果您渴望抓住代碼並嘗試一下，可以在GitHub上找到它。

訓練dmd庫

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通過訓練DMD庫完成了我們的LED點矩陣顯示器上的繪圖線，形狀和文本。要使用它，請完成以下步驟：

1. >從他們的github存儲庫下載DMD庫。
2. >以其自己的文件夾名稱將這些文件複製到您的/arduino/libraries/文件夾中。對於我在Mac上的我，我將其放在/用戶/用戶名/文檔/arduino/libraries/dmd-master的文件夾中。
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3. >下載TemerOne庫，並將其放入您的/arduino/libraries/文件夾中。例如對於Mac用戶，/用戶/用戶名/文檔/arduino/libraries/timerone-r11。
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我們的arduino素描

在我們的Arduino素描代碼中，將發生在DMD上顯示元素的大多數功能。草圖代碼將留意串行端口上的消息，並根據這些消息更改顯示的顯示。

草圖始於我們的包含和常數。我們包括SoftWareserial.H，允許我們訪問串行端口並定義DMD的寬度和高度（在我們的情況下為32×16）。 Buflength存儲了我們擁有的燈數，因為這是我們要發送Arduino的消息的最大大小。在我們的情況下，它乘以32乘以16，即512。

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接下來，我們將包括特定於自由式DMD的特定內容。這些都應從我們複製到Arduino Libraries文件夾中的文件中可用。

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

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然後，我們有兩個常數displays_across和displays_down，用於定義我們加入了多少個LED顯示。我假設您與我處於同一情況，並且只有一個顯示，因此這兩個都等於一個。然後，我們將其傳遞到DMD庫中，使用DMD DMD（）。

DMD樣本中包含下一個代碼。這是我們稱為DMD庫以設置間隔刷新顯示的功能。我們將間隔定義得更遠。

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

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然後，我們定義了最後兩個變量。這兩個與通過串行端口接收消息有關。首先，BUF [BUFLENGTH]存儲串行端口消息的緩衝區，其中LED應打開和關閉。其次，bufcount將用於存儲此緩衝區中的多少個字節以讀取。

<span><span>#define DISPLAYS_ACROSS <span>1</span></span>
</span>  <span><span>#define DISPLAYS_DOWN <span>1</span></span>
</span>  DMD <span>dmd(DISPLAYS_ACROSS, DISPLAYS_DOWN);</span>

>我們的setup（）函數使用常數和定義的庫開始整個過程​​。它首先是在端口57600上聆聽串行端口消息。

>

然後，我們使用我們之前包含的TimerOne庫初始化計時器。我們告訴它是四毫秒的倒計時。在Freetronics的示例中，他們建議不要將其設置為超過五毫秒以避免在我們的展示中閃爍。

<span>void ScanDMD() { 
</span>    dmd<span>.scanDisplayBySPI();
</span>  <span>}</span>

>

然後，當我們的計時器到期時，我們將其設置為運行ScandMD（）函數，從而刷新顯示器。

<span>char buf[BUFLENGTH];
</span>  <span>int bufCount;</span>

>最後，在我們的setup（）函數中，我們通過忠於dmd.clearscreen（）函數來清除顯示屏上的所有像素。如果您將虛假傳遞到此功能，則每個像素都會打開！

>

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

在我們的Arduino loop（）函數中，我們會注意串行端口上的任何消息。我們觀察以查看有多少個字節可從串行端口閱讀。如果有可用的字節，那麼我們會通過一個消息流進行流，然後運行serialParse（）函數。

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

>在serialparse（）內，我們將bufcount設置為-1以重置計數值。然後，我們使用serial.ReadBytesuntil（）中讀取該數組（我們的buflength）的512個元素。如果有n個字符，它也將停止閱讀數組。這裡的主要目的是將串行信息保持在我們的LED光網格的長度內。

如果我們確實在緩衝區中有消息，則將其發送到Parsebuffer（），該parsebuffer（）將解析並將其顯示在我們的屏幕上。

<span><span>#define DISPLAYS_ACROSS <span>1</span></span>
</span>  <span><span>#define DISPLAYS_DOWN <span>1</span></span>
</span>  DMD <span>dmd(DISPLAYS_ACROSS, DISPLAYS_DOWN);</span>

在ParseBuffer（）函數中，我們首先清除屏幕，以便我們用新圖紙點亮它。然後，我們創建一個i的整數，以跟踪我們正在閱讀的數組中的哪個位置。

> 然後，我們通過x通過x循環到屏幕_Width，然後通過y循環向下循環直至screen_height，然後通過x循環循環循環，然後從x循環循環，然後從左到右迭代。這將我們的一維數組讀取到DMD的二維顯示中。對於每個角色，我們檢查是否是“ 1”。如果是這樣，那麼我們在x和y處的顯示屏上畫出了該LED。這將用於黑色圖像的各個部分。如果不是“ 1”，那麼我們將繼續到下一個位置，依此類推。最終，繪製我們的整個圖像。

<span>void ScanDMD() { 
</span>    dmd<span>.scanDisplayBySPI();
</span>  <span>}</span>

涵蓋了我們的Arduino的工作原理 - 如果我們現在在附加的LED上運行該代碼，那麼它根本沒有顯示。要在DOT矩陣顯示器上顯示任何顯示的內容，我們需要我們的節點代碼將其發送到串行端口的消息。

我們的節點代碼

<span>char buf[BUFLENGTH];
</span>  <span>int bufCount;</span>

我們的JavaScript首先需要兩個重要的NPM模塊。 SerialPort將使我們能夠通過串行端口向我們的Arduino和PNG-JS發送消息，這是我們的PNG圖像中讀取的內容。

>

然後，我們設置了串行端口消息。我們在變量序列上設置了一個串行對象，並使用我們的Arduino連接到哪個端口，以及我們將在上面聆聽的串行端口消息。

如果您不確定您的arduino連接到哪個端口（例如，我有'/dev/tty.usbmodem1431'），請將其連接到您的PC，打開Arduino IDE，請轉到工具>端口，然後查看哪個端口選擇。

<span>void setup() {
</span>    Serial<span>.begin(57600);</span>

>波特率可以是個人喜好，如果您不太擔心它使用的是哪種波特率，請隨時堅持我們在示例中已經獲得的。 然後，我們初始化一個稱為serialMessage的字符串變量，該變量將存儲我們將通過串行端口發送的完整字符串和零字符串。

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

>我們的Serialport對象具有“打開”的事件偵聽器，當定義串行端口打開並準備從我們的JavaScript訪問時，它會響應。在這種情況下，我們運行console.log，因此我們可以確定我們的串行端口消息都很好。

>

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

>一旦我們知道我們的串行端口已準備就緒消息，我們將運行png.decode（）函數以讀取我們的png映像文件。在我們的演示中，我們在與名為sitePointLogo-withsmile.png的節點文件的同一文件夾中有一個PNG映像，因此我們傳遞了該文件名。然後，我們擁有回調函數，該功能通過數據變量為我們提供了PNG文件的數據。

<span><span>#define DISPLAYS_ACROSS <span>1</span></span>
</span>  <span><span>#define DISPLAYS_DOWN <span>1</span></span>
</span>  DMD <span>dmd(DISPLAYS_ACROSS, DISPLAYS_DOWN);</span>

從我們的png.decode（）函數返回的數據將是0到255的值。它們通過每個像素迭代每個像素，每個像素都有一系列四個項目 - 紅色，綠色，藍色和alpha價值。我們不會在演示中使用Alpha值，因為我們只是處理黑白圖像，但理論上您可以使用。樣本陣列看起來像：

上面的陣列代表一個白色像素，其255,255,255,255和一個黑色像素為0,0,0,255。每個像素都一遍又一遍地繼續，直到我們代表整個圖像為止。

<span>void ScanDMD() { 
</span>    dmd<span>.scanDisplayBySPI();
</span>  <span>}</span>

在我們的回調函數中，我們將序列序列重置為空白字符串，然後以四個集合的數據陣列開始迭代。我們設置了一個紅色，綠色和藍色的局部變量，以匹配每個像素的各自值。

>

為了能夠處理並非完全黑色或白色的灰度值，我們還進行了亮度檢查。下面的功能確定了像素的顏色的深色或光線：

<span>char buf[BUFLENGTH];
</span>  <span>int bufCount;</span>

如果該值大於150，那麼我們假設它是一種漂亮的淺色，並將其設置為0（白色）。否則，我們將其設置為1並將其變成黑色。我們將任何一個值都附加到序列的字符串。

>

<span>void setup() {
</span>    Serial<span>.begin(57600);</span>

>一旦我們遍歷了每個像素並分配了零或一個代表它，我們就會使用serialport.write（）通過串行端口發送該消息。在圖像中閱讀和迭代的整個過程實際上比顯示器準備接收它所需的時間更快，因此我將其放入SettieMout中，以使其在運行之前等待兩秒鐘。

Timer1<span>.initialize(4000);</span>

>運行我們的演示

>如果上傳草圖，請將顯示器連接到您的arduino，然後通過Node SeriaLdMd.js運行節點服務器代碼（請記住，請首先安裝所有內容），您應該看到它用PNG文件點亮，例如：

結論

>您可以通過多種方法進行擴展。它是一個節點服務器，因此您可以將其連接到API並顯示通過它的圖像。您可以根據一天中的時間（您的家中的Internet連接設備，天氣或其他許多東西）顯示出不同的圖像！

>

如果您將這個想法擴展到真正整潔的事物中，請在評論中知道或在Twitter上與我聯繫（@thatpatrickguy），我想看看！

>經常詢問的問題（常見問題解答）有關在點矩陣LED顯示上顯示帶有node.js >

> node.js在DOT矩陣LED顯示器上顯示圖像的作用是什麼？ >

>如何將我的點矩陣LED顯示器連接到我的計算機？將點矩陣LED顯示器連接到計算機通常涉及使用微控制器，例如Arduino或Raspberry Pi。微控制器充當計算機和LED顯示器之間的中介。然後，您可以使用node.js將數據從計算機發送到微控制器，然後將數據發送到LED顯示器。

我可以使用Node.js以外的其他編程語言來控制點矩陣LED顯示器是的，是的，您可以使用其他編程語言來控制點矩陣LED顯示。雖然本文由於易於使用和多功能性而著重於使用Node.js，但也可以使用其他語言，例如Python，C和Java。編程語言的選擇在很大程度上取決於您的舒適度和項目的特定要求。

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使用DOT矩陣LED顯示器的優點是什麼？ 。它們用途廣泛，可以顯示文本，數字和圖像。它們也具有節能，耐用，壽命很長。此外，它們提供了高亮度和可見性，使其適合各種應用程序，從廣告板到信息顯示。

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如何在點矩陣LED顯示器上顯示自定義圖像？

>顯示自定義點矩陣LED顯示屏上的圖像涉及將圖像轉換為顯示器可以理解的格式。這通常涉及將圖像轉換為二進制格式，其中每個像素由0（OFF）或1（ON）表示。然後，您可以使用node.js將此二進制數據發送到LED顯示。

>我可以將DOT矩陣LED顯示用於大型應用程序嗎？它們可以合併以創建較大的顯示器，使其非常適合數字廣告牌，公共信息顯示和大規模廣告。

>

> dot矩陣LED顯示的壽命是多少？ > DOT矩陣LED顯示屏的壽命可能會因所使用的LED質量以及使用顯示的條件而有所不同。但是，LED顯示器通常以其壽命而聞名，可以持續數万小時的使用。

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>我如何解決我的點矩陣LED顯示問題的問題？點矩陣LED顯示器可以檢查顯示顯示器和微控制器之間的連接，以確保將正確的數據發送到顯示器並檢查電源。如果您使用node.js，也可以使用調試工具來幫助識別代碼的任何問題。

我可以在戶外使用dot矩陣LED顯示嗎？

是的，點矩陣LED顯示器可以在戶外使用。但是，重要的是要確保顯示屏受到元素的適當保護。這可能涉及使用防風雨套管或將顯示器安裝在庇護所的位置。

>我如何優化點矩陣LED顯示器的亮度？

> dot矩陣LED顯示器的亮度可以使用脈衝寬度調製（PWM）控制。這涉及改變每個LED打開的時間的量，這又控制了顯示屏的亮度。您可以使用node.js控制發送到LED顯示屏的PWM信號，從而使您可以根據需要調整亮度。

以上是用node.js顯示在點矩陣LED顯示器上顯示圖像的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！