Matrix - RGB LED/zh

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English

1 介绍

Matrix-RGB LED.png
  • Matrix-RGB_LED是一个RGB发光二极管模块。5-Pin 2.54mm排针，V接电源，G接地，R、G、B引脚分别控制二极管发出红、绿、蓝三种颜色的光，或者组合发出混色光。
  • 您可以向R、G、B引脚输出静态的高低电平信号，也可以输出变化的PWM信号，信号电平可以是3.3V或5V。当您向R、G、B引脚输出高电平时LED以最大亮度发光，低电平就完全熄灭；向R、G、B引脚输出可变占空比的PWM信号可以调节R、G、B颜色光发光的亮度，从而形成多种颜色的混色光。

2 特性

  • GPIO或PWM控制，3.3/5V电平，亮度通过PWM可调
  • 体积小巧
  • 2.54mm排针接口
  • PCB尺寸（mm）：16x24

Matrix-RGB LED PCB.png

  • 引脚说明:
名称 描述
GND 地
5V 电源5V
R 红色控制引脚
G 绿色控制引脚
B 蓝色控制引脚

3 工作原理

  • RGB_LED的内部封装了三颗不同颜色的灯珠，三个灯珠的阳极或者阴极并联，当给另外三个引脚施加控制信号时，对应的LED就会亮起。当两种或三种LED亮起时，根据三原色原理，会组成其他颜色的光。施加PWM信号时，不同占空比的PWM信号可以调节R、G、B颜色光发光的亮度，从而组合成多种颜色。

4 下载Matrix源码

Matrix配件相关的代码是完全开源的，统一由一个仓库进行管理：https://github.com/friendlyarm/matrix.git
该仓库里不同的分支代表着Matrix配件所支持的不同开发板。

  • nanopi分支用于支持NanoPi；
  • nanopi2分支用于支持NanoPi 2；
  • tiny4412分支用于支持Tiny4412；
  • raspberrypi分支用于支持RaspberryPi；

在主机PC上安装git，以Ubuntu14.04为例 

$ sudo apt-get install git

克隆Matrix配件代码仓库 

$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git

克隆完成后会得到一个名为matrix的目录，里面存放着所有Matrix配件的代码。

5 与NanoPi 2连接使用

5.1 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-RGB_LED和NanoPi 2：
Matrix-RGB_LED_nanopi2

连接说明：

Matrix-RGB_LED NanoPi
S Pin33
V Pin33
G Pin35

5.2 编译测试程序

进入Matrix代码仓库，切换到nanopi2分支 

$ cd matrix
$ git checkout nanopi2

编译Matrix配件代码 

$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install

注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi 2配套的arm-linux-gcc-4.9.3。
编译成功后库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-RGB_LED对应的测试程序为matrix-led。
硬件驱动模块位于modules目录下，对应的驱动源码都包含在在NanoPi 2的Linux内核仓库里：https://github.com/friendlyarm/linux-3.4.y.git

5.3 运行测试程序

将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令将Matrix的硬件驱动、库文件和测试程序拷贝到NanoPi 2的文件系统上。

$ cp modules /media/rootfs/ -r
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/

将SD卡重新插入NanoPi 2，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-LED的测试程序。

$ matrix-RGB_LED

运行效果如下：
matrix-RGB_LED_result
可以看到LED颜色在交替闪烁。

5.4 代码展示

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include "libfahw.h"
 
static int ledPin1 = GPIO_PIN(31);
static int ledPin2 = GPIO_PIN(33);
static int ledPin3 = GPIO_PIN(35);
 
void set_GPIO(int data)
{
	if(data & 0x01){
		setGPIOValue(ledPin1, GPIO_HIGH);
	}else{
		setGPIOValue(ledPin1, GPIO_LOW);
	}
	if(data & 0x02){
                setGPIOValue(ledPin2, GPIO_HIGH);
        }else{
                setGPIOValue(ledPin2, GPIO_LOW);
        }
	if(data & 0x04){
                setGPIOValue(ledPin3, GPIO_HIGH);
        }else{
                setGPIOValue(ledPin3 ,GPIO_LOW);
        }
}
 
int main(int argc, char ** argv)
{
    int ret = -1;
    int val;
    if ((ret = exportGPIOPin(ledPin1)) == -1) {
        printf("exportGPIOPin(%d) failed\n", ledPin1);
    }
    if ((ret = setGPIODirection(ledPin1, GPIO_OUT)) == -1) {
        printf("setGPIODirection(%d) failed\n", ledPin1);
    }
    if ((ret = exportGPIOPin(ledPin2)) == -1) {
        printf("exportGPIOPin(%d) failed\n", ledPin2);
    }
    if ((ret = setGPIODirection(ledPin2, GPIO_OUT)) == -1) {
        printf("setGPIODirection(%d) failed\n", ledPin2);
    }
    if ((ret = exportGPIOPin(ledPin3)) == -1) {
        printf("exportGPIOPin(%d) failed\n", ledPin3);
    }
    if ((ret = setGPIODirection(ledPin3, GPIO_OUT)) == -1) {
        printf("setGPIODirection(%d) failed\n", ledPin3);
    }
 
    while(1){
	for(val = 0; val < 8; val++){
             set_GPIO(val);
	     usleep(1000 * 1000);
	  }
	}
    unexportGPIOPin(ledPin1);
    unexportGPIOPin(ledPin2);
    unexportGPIOPin(ledPin3);
    return 0;
}

6 与NanoPi M2连接使用

6.1 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-RGB_LED和NanoPi M2：
Matrix-RGB_LED_nanopi_M2

连接说明：

Matrix-RGB_LED NanoPi M2
S Pin33
V Pin33
G Pin35

6.2 编译测试程序

进入Matrix代码仓库，切换到nanopi_M2分支 

$ cd matrix
$ git checkout nanopi_M2

编译Matrix配件代码 

$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install

注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi 2配套的arm-linux-gcc-4.9.3。
编译成功后库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-RGB_LED对应的测试程序为matrix-led。
硬件驱动模块位于modules目录下，对应的驱动源码都包含在在NanoPi 2的Linux内核仓库里：https://github.com/friendlyarm/linux-3.4.y.git

6.3 运行测试程序

将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令将Matrix的硬件驱动、库文件和测试程序拷贝到NanoPi M2的文件系统上。

$ cp modules /media/rootfs/ -r
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/

将SD卡重新插入NanoPi M2，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-LED的测试程序。

$ matrix-RGB_LED

运行效果如下：
matrix-RGB_LED_result
可以看到LED颜色在交替闪烁。

6.4 代码展示

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include "libfahw.h"
 
static int ledPin1 = GPIO_PIN(31);
static int ledPin2 = GPIO_PIN(33);
static int ledPin3 = GPIO_PIN(35);
 
void set_GPIO(int data)
{
	if(data & 0x01){
		setGPIOValue(ledPin1, GPIO_HIGH);
	}else{
		setGPIOValue(ledPin1, GPIO_LOW);
	}
	if(data & 0x02){
                setGPIOValue(ledPin2, GPIO_HIGH);
        }else{
                setGPIOValue(ledPin2, GPIO_LOW);
        }
	if(data & 0x04){
                setGPIOValue(ledPin3, GPIO_HIGH);
        }else{
                setGPIOValue(ledPin3 ,GPIO_LOW);
        }
}
 
int main(int argc, char ** argv)
{
    int ret = -1;
    int val;
    if ((ret = exportGPIOPin(ledPin1)) == -1) {
        printf("exportGPIOPin(%d) failed\n", ledPin1);
    }
    if ((ret = setGPIODirection(ledPin1, GPIO_OUT)) == -1) {
        printf("setGPIODirection(%d) failed\n", ledPin1);
    }
    if ((ret = exportGPIOPin(ledPin2)) == -1) {
        printf("exportGPIOPin(%d) failed\n", ledPin2);
    }
    if ((ret = setGPIODirection(ledPin2, GPIO_OUT)) == -1) {
        printf("setGPIODirection(%d) failed\n", ledPin2);
    }
    if ((ret = exportGPIOPin(ledPin3)) == -1) {
        printf("exportGPIOPin(%d) failed\n", ledPin3);
    }
    if ((ret = setGPIODirection(ledPin3, GPIO_OUT)) == -1) {
        printf("setGPIODirection(%d) failed\n", ledPin3);
    }
 
    while(1){
	for(val = 0; val < 8; val++){
             set_GPIO(val);
	     usleep(1000 * 1000);
	  }
	}
    unexportGPIOPin(ledPin1);
    unexportGPIOPin(ledPin2);
    unexportGPIOPin(ledPin3);
    return 0;
}

7 与NanoPC-T2连接使用

7.1 硬件连接

参考下图连接模块Matrix-RGB_LED和NanoPC-T2：
Matrix-RGB_LED_NanoPC-T2

连接说明：

Matrix-RGB_LED NanoPC-T2
S Pin7
V Pin13
G Pin11

7.2 编译测试程序

进入Matrix代码仓库，切换到NanoPC-T2分支 

$ cd matrix
$ git checkout NanoPC-T2

编译Matrix配件代码 

$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- clean
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-
$ make CROSS_COMPILE=arm-linux- install

注意：请确保你的主机PC当前使用的交叉编译器为NanoPi 2配套的arm-linux-gcc-4.9.3。
编译成功后库文件位于install/lib目录下，而测试程序则位于install/usr/bin目录下，模块Matrix-RGB_LED对应的测试程序为matrix-led。
硬件驱动模块位于modules目录下，对应的驱动源码都包含在在NanoPC-T2的Linux内核仓库里：https://github.com/friendlyarm/linux-3.4.y.git

7.3 运行测试程序

将带有Debian系统的SD卡插入一台运行Linux的电脑，可以挂载SD卡上的boot和rootfs分区。
假设rootfs分区的挂载路径为/media/rootfs，执行以下命令将Matrix的硬件驱动、库文件和测试程序拷贝到NanoPC-T2的文件系统上。

$ cp modules /media/rootfs/ -r
$ cp install/lib/* /media/rootfs/lib/ -d
$ cp install/usr/bin/* /media/rootfs/usr/bin/

将SD卡重新插入NanoPC-T2，上电启动，在Debian的shell终端中执行以下命令运行模块Matrix-LED的测试程序。

$ matrix-RGB_LED

运行效果如下：
matrix-RGB_LED_result
可以看到LED颜色在交替闪烁。

7.4 代码展示

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include "libfahw.h"
 
static int ledPin1 = GPIO_PIN(31);
static int ledPin2 = GPIO_PIN(33);
static int ledPin3 = GPIO_PIN(35);
 
void set_GPIO(int data)
{
	if(data & 0x01){
		setGPIOValue(ledPin1, GPIO_HIGH);
	}else{
		setGPIOValue(ledPin1, GPIO_LOW);
	}
	if(data & 0x02){
                setGPIOValue(ledPin2, GPIO_HIGH);
        }else{
                setGPIOValue(ledPin2, GPIO_LOW);
        }
	if(data & 0x04){
                setGPIOValue(ledPin3, GPIO_HIGH);
        }else{
                setGPIOValue(ledPin3 ,GPIO_LOW);
        }
}
 
int main(int argc, char ** argv)
{
    int ret = -1;
    int val;
    if ((ret = exportGPIOPin(ledPin1)) == -1) {
        printf("exportGPIOPin(%d) failed\n", ledPin1);
    }
    if ((ret = setGPIODirection(ledPin1, GPIO_OUT)) == -1) {
        printf("setGPIODirection(%d) failed\n", ledPin1);
    }
    if ((ret = exportGPIOPin(ledPin2)) == -1) {
        printf("exportGPIOPin(%d) failed\n", ledPin2);
    }
    if ((ret = setGPIODirection(ledPin2, GPIO_OUT)) == -1) {
        printf("setGPIODirection(%d) failed\n", ledPin2);
    }
    if ((ret = exportGPIOPin(ledPin3)) == -1) {
        printf("exportGPIOPin(%d) failed\n", ledPin3);
    }
    if ((ret = setGPIODirection(ledPin3, GPIO_OUT)) == -1) {
        printf("setGPIODirection(%d) failed\n", ledPin3);
    }
 
    while(1){
	for(val = 0; val < 8; val++){
             set_GPIO(val);
	     usleep(1000 * 1000);
	  }
	}
    unexportGPIOPin(ledPin1);
    unexportGPIOPin(ledPin2);
    unexportGPIOPin(ledPin3);
    return 0;
}

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