Search Code

ESP32-S3 RGB LED મેટ્રિક્સ પ્રોજેક્ટ 4 - ટિલ્ટ ડોટ

ESP32-S3 RGB LED મેટ્રિક્સ પ્રોજેક્ટ 4 - ટિલ્ટ ડોટ

પ્રોજેક્ટ 4 – ટિલ્ટ ડોટ (ESP32-S3 RGB LED મેટ્રિક્સને ટિલ્ટ કરીને ડોટ ખસેડો)

પ્રોજેક્ટ 4 ESP32-S3 RGB LED મેટ્રિક્સ મોડ્યુલમાં બિલ્ટ-ઇન મોશન સેન્સર રજૂ કરે છે. ડોટને આપમેળે ખસેડવાને બદલે (પ્રોજેક્ટ 1ની જેમ) અથવા ટેક્સ્ટ સ્ક્રોલ કરવાને બદલે (પ્રોજેક્ટ 2 અને 3), આ પ્રોજેક્ટ તમને બોર્ડને ટિલ્ટ કરીને ડોટની સ્થિતિ નિયંત્રિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. મોડ્યુલની પાછળના QMI8658C એક્સેલરોમીટરના લાઇવ રીડિંગ્સના આધારે ડોટ 8×8 RGB ડિસ્પ્લે પર સરળતાથી ફરે છે.

આ શ્રેણીના તમામ છ પ્રોજેક્ટ એક YouTube વિડિયોમાં દર્શાવવામાં આવ્યા છે. આ જ વિડિયો આ પૃષ્ઠ પર એમ્બેડ કરેલો છે, જેથી તમે બોર્ડ ટિલ્ટ થાય ત્યારે ડોટ કેવી રીતે રીઅલ ટાઇમમાં ફરે છે તે બરાબર જોઈ શકો છો. આ પ્રોજેક્ટનો સંપૂર્ણ કોડ લેખની નીચે આપમેળે લોડ થાય છે, અને મોડ્યુલ માટે એફિલિએટ ખરીદી લિંક્સ કોડ વિભાગની નીચે દેખાય છે.

ESP32-S3 RGB LED મેટ્રિક્સ મોડ્યુલ ઝાંખી

આ પ્રોજેક્ટ ESP32-S3 RGB LED મેટ્રિક્સ મોડ્યુલનો ઉપયોગ કરે છે, જેમાં શામેલ છે:

  • ESP32-S3 માઇક્રોકંટ્રોલર Wi-Fi અને બ્લૂટૂથ સાથે
  • 8×8 RGB LED મેટ્રિક્સ (64 વ્યક્તિગત રીતે એડ્રેસ કરી શકાય તેવા LED)
  • QMI8658C એક્સેલરોમીટર ટિલ્ટ અને મોશન ડિટેક્શન માટે પાછળ
  • USB પોર્ટ પ્રોગ્રામિંગ અને પાવર માટે
  • બૂટ / રીસેટ બટનો
  • ઉપયોગી GPIO પિન ભવિષ્યના વિસ્તરણ માટે

QMI8658C સેન્સર X, Y, અને Z એક્સિલરેશન અને ઓરિએન્ટેશન મૂલ્યો વાંચે છે, જે બોર્ડ કેવી રીતે ટિલ્ટ થાય છે તેના આધારે ડોટને ઉપર/નીચે/ડાબે/જમણે ખસેડવાની મંજૂરી આપે છે.

વિડિયોમાં આવરી લેવાયેલા પ્રોજેક્ટ્સ (ટાઇમસ્ટેમ્પ્સ)

  • 00:00 – પરિચય
  • 02:01 – ESP32 બોર્ડ્સ ઇન્સ્ટોલ કરવું
  • 03:32 – લાઇબ્રેરીઓ ઇન્સ્ટોલ કરવી
  • 05:32 – પ્રોજેક્ટ 1: મૂવિંગ ડોટ
  • 11:11 – પ્રોજેક્ટ 2: ટેક્સ્ટ સ્ક્રોલ
  • 12:59 – પ્રોજેક્ટ 3: HTTP ટેક્સ્ટ
  • 16:41પ્રોજેક્ટ 4: ટિલ્ટ ડોટ (આ પ્રોજેક્ટ)
  • 18:55 – પ્રોજેક્ટ 5: એરો અપ
  • 20:02 – પ્રોજેક્ટ 6: ટાર્ગેટ ગેમ

વિડિયોમાં ટિલ્ટ ડેમોન્સ્ટ્રેશન જોવાની ખૂબ ભલામણ કરવામાં આવે છે, કારણ કે તમે જોઈ શકો છો કે બોર્ડના ઓરિએન્ટેશન પર ડોટ કેવી રીતે સરળતાથી પ્રતિક્રિયા આપે છે.

Arduino IDE માં ESP32 બોર્ડ્સ ઇન્સ્ટોલ કરવું

જો તમે અગાઉનો કોઈ પ્રોજેક્ટ પૂર્ણ કર્યો હોય, તો બોર્ડ સપોર્ટ પહેલેથી ઇન્સ્ટોલ થયેલો છે. અન્યથા, આ પગલાંઓ અનુસરો:

  1. ફાઇલ > પ્રેફરન્સિસ ખોલો → ESP32 બોર્ડ્સ URL ઉમેરો.
  2. ટૂલ્સ > બોર્ડ > બોર્ડ્સ મેનેજર… પર જાઓ અને ESP32 ઇન્સ્ટોલ કરો.
  3. ટૂલ્સ > બોર્ડ હેઠળ તમારું ESP32-S3 બોર્ડ પસંદ કરો.
  4. ટૂલ્સ > પોર્ટ હેઠળ સાચો COM પોર્ટ પસંદ કરો.

જરૂરી લાઇબ્રેરીઓ ઇન્સ્ટોલ કરવી

આ પ્રોજેક્ટ માટે નીચેની લાઇબ્રેરીઓ જરૂરી છે:

  • Adafruit NeoMatrix
  • Adafruit NeoPixel
  • Adafruit GFX Library
  • QMI8658 (મોશન સેન્સર)

તેમને લાઇબ્રેરી મેનેજરમાં ઇન્સ્ટોલ કરો:

  1. સ્કેચ > લાઇબ્રેરી શામેલ કરો > લાઇબ્રેરીઓ મેનેજ કરો… ખોલો.
  2. Adafruit NeoMatrix શોધો → ઇન્સ્ટોલ કરો.
  3. Adafruit GFX અને Adafruit NeoPixel ના સ્વચાલિત ઇન્સ્ટોલેશનને મંજૂરી આપો.
  4. તેના સૂચિબદ્ધ લેખક દ્વારા QMI8658 શોધો → ઇન્સ્ટોલ કરો.

પ્રોજેક્ટ 4 કેવી રીતે કાર્ય કરે છે

QMI8658C સેન્સર X, Y અને Z અક્ષો સાથે સતત એક્સિલરેશન ડેટા પ્રદાન કરે છે. આ પ્રોજેક્ટ માટે, અમે નક્કી કરવા માટે ફક્ત X અને Y અક્ષોનો ઉપયોગ કરીએ છીએ:

  • ડોટને ડાબે અથવા જમણે કેટલું ખસેડવું (X અક્ષ)
  • ડોટને ઉપર અથવા નીચે કેટલું ખસેડવું (Y અક્ષ)

સેન્સર મૂલ્યો 0 થી 7 ની કોઓર્ડિનેટ રેન્જમાં મેપ કરવામાં આવે છે (8×8 LED મેટ્રિક્સ માટે). ડોટની સ્થિતિ દર સેકન્ડે ઘણી વખત અપડેટ થાય છે, જે મોડ્યુલને ટિલ્ટ કરતી વખતે સરળ સ્લાઇડિંગ અસર આપે છે.

પ્રોજેક્ટ 4 – કોડ સેટિંગ્સ (ટિલ્ટ ડોટ)

નીચે પ્રોજેક્ટના કોડની ટોચ પર મળતી યુઝર-એડિટેબલ સેટિંગ્સ છે. સંપૂર્ણ સ્કેચ લેખની નીચે આપમેળે દેખાય છે.

મેટ્રિક્સ પિન અને સાઇઝ


// 8×8 RGB મેટ્રિક્સ રૂપરેખાંકન
const int MATRIX_PIN    = 14;   // આ બોર્ડ માટે નિશ્ચિત પિન
const int MATRIX_WIDTH  = 8;
const int MATRIX_HEIGHT = 8;

MATRIX_PIN ને 14 પર છોડી દો. તે ઓનબોર્ડ મેટ્રિક્સ સાથે હાર્ડ-વાયર્ડ છે.

બ્રાઇટનેસ


// એકંદર બ્રાઇટનેસ (0–255)
uint8_t matrixBrightness = 40;

જરૂર પડે તો વધારો, પરંતુ નજીકથી જોતી વખતે અતિશય બ્રાઇટનેસ ટાળો.

ડોટ રંગ


// ડોટ રંગ (R, G, B)
uint8_t dotRed   = 0;
uint8_t dotGreen = 200;   // હળવો લીલો (ડિફોલ્ટ)
uint8_t dotBlue  = 0;

કોઈપણ રંગ બનાવવા માટે આ મૂલ્યો બદલો. ઉદાહરણો:

  • લાલ: (255, 0, 0)
  • પીળો: (255, 255, 0)
  • સફેદ: (255, 255, 255)

મોશન સંવેદનશીલતા

અતિશય કૂદકા અટકાવવા માટે, એક્સેલરોમીટર મૂલ્યો સામાન્ય રીતે ક્લેમ્પ અથવા સ્કેલ કરવામાં આવે છે. એક લાક્ષણિક સેટિંગ આના જેવી દેખાય છે:


// ટિલ્ટ ચળવળને કેટલી આક્રમક રીતે અસર કરે છે
float sensitivity = 4.0f;   // મોટું = સ્ક્રીન પર ઝડપી ચળવળ

જો ડોટ ખૂબ ધીમે ફરે છે → મૂલ્ય વધારો. જો ડોટ ખૂબ અચાનક ફરે છે → તેને ઘટાડો.

અપડેટ સ્પીડ (રિફ્રેશ રેટ)

તમે ગતિને સરળ બનાવવા માટે અપડેટ્સ વચ્ચે થોડો વિલંબ ઉમેરી શકો છો:


// સ્થિતિ અપડેટ્સ વચ્ચેનો વિલંબ (ms)
int refreshDelayMs = 20;   // ઓછું = સરળ અને ઝડપી પ્રતિસાદ

10–30 ms વચ્ચેના મૂલ્યો ખૂબ જ પ્રતિભાવશીલ લાગે છે.

સારાંશ

પ્રોજેક્ટ 4 ESP32-S3 ના બિલ્ટ-ઇન QMI8658C એક્સેલરોમીટરને જીવંત બનાવે છે, જે તમને શારીરિક ગતિ દ્વારા LED મેટ્રિક્સને નિયંત્રિત કરવાની મંજૂરી આપે છે. બોર્ડનો થોડો નમાવટ ડોટને તે જ દિશામાં ખસેડે છે, જે આ પ્રોજેક્ટને વધુ અદ્યતન “એરો અપ” અને “ટાર્ગેટ ગેમ” પ્રોજેક્ટ્સ માટે એક ઉત્તમ પગથિયું બનાવે છે.

સંપૂર્ણ ટિલ્ટ ડોટ સ્કેચ આ લેખની નીચે (આપમેળે) લોડ થયેલ છે. શ્રેષ્ઠ સમજણ માટે, વિડિયોમાં ટિલ્ટ પ્રદર્શન જુઓ, જ્યાં તમે જોઈ શકો છો કે બોર્ડ ફેરવવામાં આવે ત્યારે ડોટ કેટલી સરળતાથી ખસે છે. ESP32-S3 RGB LED મેટ્રિક્સ મોડ્યુલ ખરીદવાની લિંક્સ કોડ વિભાગની નીચે શામેલ છે.

Images

ESP32 S3 Matrix
ESP32 S3 Matrix
ESP32 S3 Matrix  pin out
ESP32 S3 Matrix pin out
ESP32-S3_RGB_8x8_matrix-3
ESP32-S3_RGB_8x8_matrix-3
ESP32 S3 Matrix displaying rainbow heart
ESP32 S3 Matrix displaying rainbow heart
ESP32-S3_RGB_8x8_matrix1
ESP32-S3_RGB_8x8_matrix1
ESP32-S3_RGB_8x8_matrix-2
ESP32-S3_RGB_8x8_matrix-2
802-ESP32-S3 RGB LED Matrix Project 4 - Tilt dot
Language: C++
/* 
  Project 4: Tilt Dot – ESP32-S3 RGB LED Matrix (Waveshare)

  This sketch reads tilt from the QMI8658C IMU and smoothly moves a dot 
  on the 8×8 RGB LED matrix based on board orientation.

  ▶️ Video Tutorial:
  https://youtu.be/JKLuYrRcLMI

  📚⬇️ Resources & Code Page:
  https://robojax.com/RJT829

  QMI8658_RGB_2
*/

#include <Arduino.h>
#include <math.h>

#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_NeoMatrix.h>
#include <Adafruit_NeoPixel.h>

#include <QMI8658.h>   // by Lahav Gahali

// -------- LED MATRIX SETUP --------
#define MATRIX_PIN    14
#define MATRIX_WIDTH  8
#define MATRIX_HEIGHT 8

Adafruit_NeoMatrix matrix = Adafruit_NeoMatrix(
  MATRIX_WIDTH, MATRIX_HEIGHT, MATRIX_PIN,
  NEO_MATRIX_TOP + NEO_MATRIX_LEFT +
  NEO_MATRIX_ROWS + NEO_MATRIX_PROGRESSIVE,
  NEO_RGB + NEO_KHZ800
);

// -------- QMI8658 IMU SETUP --------
QMI8658 imu;
QMI8658_Data imuData;

// -------- USER SETTINGS --------

// true  -> dot on opposite side: USB↔OUSB, 34↔15
// false -> dot on same side as UP
bool useOppositeMapping = false;

// Dot color (0–255 each)
uint8_t dotRed   = 0;
uint8_t dotGreen = 100;
uint8_t dotBlue  = 0;

// Board sides
enum Side {
  SIDE_CENTER = 0,
  SIDE_USB,
  SIDE_OUSB,
  SIDE_15,
  SIDE_34
};

// Smooth dot position (in pixel coordinates, but kept as float for easing)
float dotPosX = 3.0f;   // start at center
float dotPosY = 3.0f;

// Smoothing factor: smaller = slower movement (0.1 very slow, 0.5 faster)
const float dotSmooth = 0.25f;


bool isFlat = false;

const char* sideName(Side s) {
  switch (s) {
    case SIDE_CENTER: return "CENTER";
    case SIDE_USB:    return "USB";
    case SIDE_OUSB:   return "OUSB";
    case SIDE_15:     return "15";
    case SIDE_34:     return "34";
    default:          return "?";
  }
}

// Detect which side is UP using calibrated axes:
// +X = USB, -X = OUSB, +Y = 34, -Y = 15
Side detectSideUp(float ax_g, float ay_g, float az_g) {
  // Flat detection
  const float flatThreshXY = 0.15f;
  const float flatThreshZ  = 0.15f;

  if (fabs(ax_g) < flatThreshXY &&
      fabs(ay_g) < flatThreshXY &&
      fabs(az_g - 1.0f) < flatThreshZ) {
    isFlat = true;
    return SIDE_CENTER;
  }
  isFlat = false;

  // Thresholds to say "this axis is really tilted"
  const float tiltThreshY = 0.5f;
  const float tiltThreshX = 0.5f;

  // 1) Prefer Y axis for 15 / 34 if it's clearly tilted
  if (fabs(ay_g) >= tiltThreshY) {
    if (ay_g > 0) {
      return SIDE_15;   // +Y = 34 up
    } else {
      return SIDE_34;   // -Y = 15 up
    }
  }

  // 2) Otherwise, check X axis for USB / OUSB
  if (fabs(ax_g) >= tiltThreshX) {
    if (ax_g > 0) {
      return SIDE_USB;  // +X = USB up
    } else {
      return SIDE_OUSB; // -X = OUSB up
    }
  }

  // 3) If nothing is strongly tilted, just call it CENTER
  return SIDE_CENTER;
}

// Map from UP side to where the dot should go
Side dotSideFromUpSide(Side upSide) {
  switch (upSide) {
    case SIDE_USB:
      return useOppositeMapping ? SIDE_OUSB : SIDE_USB;

    case SIDE_OUSB:
      return useOppositeMapping ? SIDE_USB : SIDE_OUSB;

    case SIDE_34:
      return useOppositeMapping ? SIDE_15 : SIDE_34;

    case SIDE_15:
      return useOppositeMapping ? SIDE_34 : SIDE_15;

    case SIDE_CENTER:
    default:
      return SIDE_CENTER;
  }
}

// Convert dot side to matrix coordinates
void getDotPixel(Side dotSide, int &px, int &py) {
  // Matrix (0,0) = top-left
  // top center:    (3,0) → USB
  // bottom center: (3,7) → OUSB
  // left center:   (0,3) → 15
  // right center:  (7,3) → 34
  // center:        (3,3)

  switch (dotSide) {
    case SIDE_USB:   px = 3; py = 0; break;
    case SIDE_OUSB:  px = 3; py = 7; break;
    case SIDE_15:    px = 0; py = 3; break;
    case SIDE_34:    px = 7; py = 3; break;
    case SIDE_CENTER:
    default:         px = 3; py = 3; break;
  }
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  delay(500);

  matrix.begin();
  matrix.setBrightness(20);
  matrix.fillScreen(0);
  matrix.show();

  // IMU: SDA=11, SCL=12 for ESP32-S3-Matrix
  if (!imu.begin(11, 12)) {
    Serial.println("Failed to initialize QMI8658!");
    while (1) { delay(1000); }
  }

  imu.setAccelUnit_mg(true);
  imu.setGyroUnit_dps(true);
  imu.setDisplayPrecision(4);

  Serial.print("QMI8658 initialized. useOppositeMapping = ");
  Serial.println(useOppositeMapping ? "TRUE" : "FALSE");
}

void loop() {
  if (!imu.readSensorData(imuData)) {
    return;
  }

  float ax_g = imuData.accelX / 1000.0f;
  float ay_g = imuData.accelY / 1000.0f;
  float az_g = imuData.accelZ / 1000.0f;

  Side upSide  = detectSideUp(ax_g, ay_g, az_g);
  Side dotSide = dotSideFromUpSide(upSide);

  int targetX, targetY;
  getDotPixel(dotSide, targetX, targetY);

  // --- Smooth movement toward target ---
  dotPosX += (targetX - dotPosX) * dotSmooth;
  dotPosY += (targetY - dotPosY) * dotSmooth;

  // Convert to integer pixel coordinates
  int px = (int)round(dotPosX);
  int py = (int)round(dotPosY);

  // Clamp just in case
  if (px < 0) px = 0;
  if (px > 7) px = 7;
  if (py < 0) py = 0;
  if (py > 7) py = 7;

  // --- Draw dot ---
  matrix.fillScreen(0);
  uint16_t color = matrix.Color(dotRed, dotGreen, dotBlue);
  matrix.drawPixel(px, py, color);
  matrix.show();

  // Debug
  Serial.print("AX="); Serial.print(ax_g, 3);
  Serial.print(" AY="); Serial.print(ay_g, 3);
  Serial.print(" AZ="); Serial.print(az_g, 3);
  Serial.print(" | UP=");  Serial.print(sideName(upSide));
  Serial.print(" | DOT="); Serial.print(sideName(dotSide));
  Serial.print(" | px=");  Serial.print(px);
  Serial.print(" py=");    Serial.println(py);

  delay(80);
}



Things you might need

Resources & references

Files📁

Fritzing File