8×8 LED Matrix HT16K33 für den Raspberry Pi

Ich hatte die Idee ein Gesicht mit zwei Augen für einen meiner Raspberry Pi Roboter zu bauen. Die beste und einfachste Möglichkeit wäre eine LED Matrix für jedes Auge. Ich habe mich auf die Suche nach einer LED Matrix mit I2C Anschluss gemacht. Der I2C Bus benötigt nur zwei Kabel für SDA/SCL zum Anschließen an den Raspberry Pi. So ermöglicht der I2C Bus ein Einfaches anschließen der LED Matrix an den Pi. Ich habe mir zwei HT16K33 8×8 LED Matrizen für jedes Auge eine gekauft.

Das nachfolgende Bild zeigt mein Setup mit einem Raspberry Pi 3 Model B und einer der beiden HT16K33 8×8 LED Matrizen.

Das folgende Kapitel beschreibt welche Programme benötigt werden um die einzelnen LEDs der Matrix ansteuern zu können. Ich habe dazu eine Python Bibliothek von Adafruit verwendet die hervorragend funktioniert.

Software LED Matrix

Als erstes musst Du ein paar Software Pakete installieren. Dazu gehört der I2C Bus und die Adafruit Python Bibliothek. Erst dann ist es möglich die LED Matrix ansprechen zu können. Führe dazu bitte die nachfolgenden Befehle einen nach dem anderen aus.

Befehl: sudo apt-get update

Befehl: sudo apt-get install build-essential python-dev

Befehl: sudo apt-get install python-smbus

Du benötigst auch die Python Imaging Library (LIP) welche die Fähigkeit der Bildverarbeitung dem Python Interpreter hinzufügt.

Befehl: sudo apt-get python-imaging

Nach dem ausführen der vier Befehle muss jetzt noch die Adafruit Python LED Backpack Software installiert werden.

Schritt 1: Lege einen Ordner im Home Verzeichnis (/pi/home/) an mit dem Namen “led”.

Schritt 2: Lade die Adafruit Python LED Backpack Bibliothek mit dem folgenden Befehl herunter.

Befehl: sudo git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_LED_Backpack.git

Nach dem erfolgreichen herunterladen der Bibliothek wechsle in den Ordner “led” “/home/pi/led/Adafruit_Python_LED_Backpack” und führe den folgenden Befehl aus um die Bibliothek auf Deinem Raspberry Pi zu installieren.

Befehl: sudo python setup.py install

Mit dem nächsten Schritt überprüfst Du ob die LED Matrix an Deinem Raspberry Pi am I2C Bus verfügbar ist. Um nach der LED Matrix auf dem I2C Bus zu suchen führe den folgenden Befehl aus.

 Befehl: sudo i2cdetect -y 1

Du solltest jetzt Deine LED Matrix sehen mit der Beispielhaften Adresse 40 wie in meinem Fall.

Nun sollte Dein Setup soweit vorbereitet sein und Du kannst die Adafruit Bibliothek in einen Programmen für die Steuerung der 8×8 LED Matrix verwenden.

Adafruit 8×8 LED Test Program

Um die Adafruit LED Beispielprogramme ausführen zu können wechsle in den Ordner “/home/pi/led/Adafruit_Python_LED_Backpack/example” und führe das Beispielprogramm “matrix8x8_test.py” aus. Achte darauf, dass die richtige I2C Adresse im Programm hinterlegt ist. Andernfalls wird das Programm nicht funktionieren und Deine LED Matrix zeigt nichts an.

Befehl: python matrix8x8_test.py

Das Programm sollte die LEDs einzeln aufleuchten lassen und zum Schluss ein X mit einem Rahmen drum herum anzeigen.

Zusammenfassung

Mit der Adafruit Bibliothek ist es sehr einfach eine 8×8 LED Matrix anzusteuern. Das Beispielprogramm erklärt wie es möglich ist eine einzelne LED in der Matrix leuchten zu lassen. Mit etwas Übung ist es möglich, dass Du Deine eigenen Zeichen und Symbole anzeigen lässt. Mit zwei dieser LED Matrizen und einer eindeutigen I2C Adresse pro Matrix kann ich jetzt das Gesicht für meinen Raspberry Pi Roboter bauen.