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Présentation de la matrice de DELS 8x8 pilotée par un max7219

Niveau avancé pour en savoir un peu plus …

infoonglet

1. Présentation

Présentation

Dans cet article, je vous propose une présentation plus complète du module "matrice de DEL MAX7219". Du principe de base à l’utilisation du circuit intégré MAX7219 pour gérer la matrice de DELs. Le niveau peut être qualifié "Avancé".

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Une matrice de DELs est un ensemble de diodes électroluminescentes, disposées sur un espace rectangulaire, en lignes et en colonnes.
La matrice de DELS que mou utilisons est composées de 64 DELs, placées sur 8 lignes et 8 colonnes.

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Pour repérer les différentes diodes électroluminescentes, et dire si elles sont allumées ou pas, il est intéressant de représenter un repère cartésien :
- l’axe Ox représente les abscisses et donc les numéros des colonnes ;
- l’axe Oy représente les ordonnées et donc les numéros des lignes ;

A noter, la première ligne n’est pas la ligne "1" mais la ligne "0". Il en vas de même pour les colonnes.

Prenons quelques exemples :

Les DELs D00 (x=0, y=0), D13 (x=1, y=3), D63(x=6, y=3) et D76(x=7, y=6) sont allumées, les autres sont éteintes. Toutes les DELs de la ligne 3 sont allumées (D13, D23, D33, D43, D53, D63 et D73). Toutes les DELs de la colonne 6 sont allumées (D60, D61, D62, D63, D64, D65, D66 et D67). On peut aussi allumer des DELs pour obtenir un motif (ou un caractère) précis.

2. Comprendre le fonctionnement d’une matrice de DELs

Comprendre le fonctionnement d'une matrice de DELs

Principe de base

Une DEL est un composant polarisé. Cela veut dire qu’elle ne s’allume que quand le courant qui la traverse est dans un sens précis est bien sûr, qu’il y a une différence positive de tension entre l’entrée et la sortie.

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Dans le montage 1, la DEL s’éclaire car il y a bien le +5V qui est appliqué à l’entrée de la diode et la sortie est branchée sur le pole négatif de l’alimentation. Dans le montage 2, la DEL est éteinte car les deux broches de la DEL sont branchées sur le +5V de l’alimentation. Il n’y a pas de différence de tension entre l’entrée et la sortie !
Dans le montage 3, la DEL est éteinte. Il y a bien une différence de tension mais elle est négative puisque que la masse (côté moins de l’alimentation) est branchée sur l’entrée de la DEL et la sortie est branchée sur le +5V. Dans le montage 4, la DEL est éteinte car il n’y a pas de différence de tension entre l’entrée et la sortie, elles sont toutes les deux connectées au pole négatif de l’alimentation.

Application du principe de base à la matrice de DELs

Dans la matrice suivante, nous avons 64 DELs disposées en 8 lignes et 8 colonnes. Elles sont reliées comme indiqué sur le schéma. Si je nomme les diodes en fonction de leur position sur le schéma, la diode D00 est la diode qui se trouve tout en bas à gauche, en x=0 et en y=0. Vous ne pouvez pas la manquer. Elle est allumée !

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Avec la même méthode de nommage des DELs, les DELs D40 (x=4, y=0), D14 et D57 sont allumées, les autres sont éteintes.

De même, on peut dire que toutes les DELs d’une même ligne sont reliées ensemble côté entrée (les DELs sont polarisées).

On peut peut encore dire que toutes les DELs d’une même colonne sont reliées ensemble côté sortie.

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figure 1 Pour allumer les DELs D00 et D40, il faut appliquer en entrée (y=0) une tension positive, et en sorties (x=0 et x=4) un tension nulle.
figure 2 Si toutes les sorties sont connectées à la masse, alors toutes les DELs de la ligne sont allumées !
figure 3 Pour que certaines DELS d’une ligne ne soient pas allumées alors qu’il y a une tension positive appliquée sur toutes les bornes + des DELs, l’astuce consiste à appliquer aussi une tension positive sur les bornes négatives (sorties) des DELs que nous voulons laisser éteintes.

3. Problème avec le principe de base

3. Problème avec le principe de base

Dans le paragraphe précédent, je vous ai présenté le principe de base qui permet d’allumer ou d’éteindre des DELs dans la matrice. Mais il y a quand même un petit problème !

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Si je veux allumer les quatre DELs D00, D40, D14 et D57 en même temps, en respectant le principe de base vu précédemment, il faut que :
- je branche les lignes 0, 4 et 7 (entrées des diodes) au pôle positif de l’alimentation
- et il faut aussi que je branche les colonnes 0, 1, 4 et 5 au pôle négatif de l’alimentation.

Je peux effectivement aussi empêcher l’allumage de certaines autres DELS :
- en branchant les colonnes 2, 3, 6 et 7 (côté négatif des diodes) au pôle positif de l’alimentation
- en branchant les lignes 1, 2, 3, 5 et 6 au pôle négatif de l’alimentation.

Mais il y a quand même des petits soucis pour les DELs D10, D50, D04, D44, D54, D07, D17, et D47 qui ne devraient pas être allumées mais qui le sont par notre montage électrique ! Aïe ! Comment faire ?

Il semble difficile d’afficher plusieurs DELs en même temps sans avoir d’autres DELs qui s’allument sans qu’on le désire !

A tout problème, il y a une solution technique ! (enfin, presque toujours …)

On va utiliser "une faille" de notre corps pour faire croire que toutes les DELS que l’on souhaitent allumer le sont alors qu’il y en a qu’une à la fois qui est alimentée en courant ! Voir l’onglet suivant : La persistance rétinienne !

4. Persistance rétinienne

4. Persistance rétinienne

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La persistance rétinienne est le phénomène attribuant à l’œil une image rémanente (ui reste figée) durant 1/25 de seconde sur la rétine. En effet, qui que nous soyons, nous pouvons "traiter" avec nos yeux "originaux" jusqu’à 24 images par seconde, par une de plus. Si nous affichons plus d’images avec un appareil, il y aura un effet de mémorisation des images, voir même de chevauchement des différentes images.

Si nous allumons les DELs les unes après les autres, très rapidement, trop rapidement devrais-je dire, nous aurons l’impression qu’elles sont toutes allumées !