Search Code

ESP32-S3 RGB LED મેટ્રિક્સ પ્રોજેક્ટ 5 - તીર હંમેશા ઉપર

ESP32-S3 RGB LED મેટ્રિક્સ પ્રોજેક્ટ 5 - તીર હંમેશા ઉપર

પ્રોજેક્ટ 5 – તીર હંમેશા ઉપર (QMI8658C નો ઉપયોગ કરીને ઓરિએન્ટેશન સૂચક)

પ્રોજેક્ટ 5 ESP32-S3 RGB LED મેટ્રિક્સનું ઓરિએન્ટેશન શોધવા માટે QMI8658C મોશન સેન્સરનો ઉપયોગ કરે છે અને ગુરુત્વાકર્ષણની સાપેક્ષે હંમેશા ઉપર તરફ નિર્દેશ કરતું તીર પ્રદર્શિત કરે છે. તમે બોર્ડને કેવી રીતે પણ ફેરવો—USB બાજુ ઉપર, OUSB બાજુ ઉપર, બાજુ “15”, અથવા બાજુ “34”—તીર આપમેળે ફરે છે અને ભૌતિક રીતે ઉપરની દિશા તરફ નિર્દેશ કરે છે.

આ ઓનબોર્ડ એક્સેલેરોમીટરનો ઉપયોગ કરીને રીઅલ-ટાઇમ ઓરિએન્ટેશન સેન્સિંગનું એક શક્તિશાળી પ્રદર્શન છે. આ મોડ્યુલના તમામ છ પ્રોજેક્ટ્સ એક YouTube વિડિઓમાં દર્શાવવામાં આવ્યા છે, જે આ પૃષ્ઠ પર પણ એમ્બેડ કરેલ છે. પ્રોજેક્ટ 5 માટેનો સંપૂર્ણ કોડ લેખની નીચે આપમેળે લોડ થાય છે, અને એફિલિએટ લિંક્સ કોડ વિભાગની નીચે દેખાય છે.

ESP32-S3 RGB LED મેટ્રિક્સ મોડ્યુલ ઝાંખી

ESP32-S3 RGB LED મેટ્રિક્સ મોડ્યુલમાં ઘણા ઘટકો શામેલ છે જે આ પ્રોજેક્ટને શક્ય બનાવે છે:

  • ESP32-S3 માઇક્રોકંટ્રોલર — Wi-Fi, BLE પ્રદાન કરે છે, અને LED/IMU લોજિક ચલાવે છે.
  • 8×8 RGB LED મેટ્રિક્સ — ચારમાંથી કોઈપણ ઓરિએન્ટેશનમાં તીર પ્રદર્શિત કરે છે.
  • QMI8658C એક્સેલેરોમીટર — ઝુકાવ, હલનચલન અને ઓરિએન્ટેશન શોધે છે.:contentReference[oaicite:0]{index=0}
  • USB-C પોર્ટ પાવર અને Arduino IDE માં પ્રોગ્રામિંગ માટે.
  • રીસેટ અને બૂટ બટનો સ્કેચ અપલોડ કરવા માટે.
  • GPIO પિન વધારાના પ્રોજેક્ટ્સ માટે બોર્ડની આસપાસ ઉપલબ્ધ છે.

તીરની દિશા સંપૂર્ણપણે એક્સેલેરોમીટર રીડિંગ્સ દ્વારા નક્કી થાય છે. જ્યારે બોર્ડ ફેરવવામાં આવે છે, ત્યારે QMI8658C નવા X/Y/Z મૂલ્યોને સમજે છે, અને સ્કેચ પસંદ કરે છે કે કઈ તીર પેટર્ન (↑, ↓, ←, →) દોરવી જોઈએ.

વિડિઓમાં 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
  • 16:41 – પ્રોજેક્ટ 4: ટિલ્ટ ડોટ
  • 18:55પ્રોજેક્ટ 5: તીર હંમેશા ઉપર (આ પ્રોજેક્ટ)
  • 20:02 – પ્રોજેક્ટ 6: ટાર્ગેટ ગેમ

વિડિઓ સ્પષ્ટપણે દર્શાવે છે કે મોડ્યુલ કેવી રીતે ફેરવવામાં આવે છે તેના આધારે તીર તરત જ દિશા કેવી રીતે બદલે છે. આ સેગમેન્ટ જોવાની ભારપૂર્વક ભલામણ કરવામાં આવે છે.:contentReference[oaicite:1]{index=1}

Arduino IDE માં ESP32 બોર્ડ્સ ઇન્સ્ટોલ કરવું

જો તમે કોઈ અગાઉનો પ્રોજેક્ટ પૂર્ણ કર્યો હોય, તો બોર્ડ સેટઅપ પહેલેથી થઈ ગયું છે. નહિંતર:

  1. ફાઇલ > પ્રેફરન્સિસ → ESP32 બોર્ડ URL ઉમેરો
  2. ટૂલ્સ > બોર્ડ > બોર્ડ્સ મેનેજર… → “ESP32” ઇન્સ્ટોલ કરો
  3. ટૂલ્સ > બોર્ડ હેઠળ ESP32-S3 બોર્ડ પસંદ કરો
  4. ટૂલ્સ > પોર્ટ હેઠળ યોગ્ય USB COM પોર્ટ પસંદ કરો

જરૂરી લાઇબ્રેરીઓ ઇન્સ્ટોલ કરવી

પ્રોજેક્ટ 5 ઉપયોગ કરે છે:

  • Adafruit NeoMatrix
  • Adafruit NeoPixel
  • Adafruit GFX
  • QMI8658 (મોશન સેન્સર)
  1. સ્કેચ > લાઇબ્રેરી શામેલ કરો > લાઇબ્રેરીઓ મેનેજ કરો…
  2. શોધો: NeoMatrix → ઇન્સ્ટોલ કરો
  3. ડિપેન્ડન્સીઝ ઇન્સ્ટોલ કરો: NeoPixel + GFX
  4. તેના લેખક દ્વારા QMI8658 શોધો અને ઇન્સ્ટોલ કરો

પ્રોજેક્ટ 5 કેવી રીતે કાર્ય કરે છે

QMI8658C X, Y અને Z અક્ષો પર ગુરુત્વાકર્ષણ માપે છે. આ મૂલ્યોની તુલના કરીને, સ્કેચ નક્કી કરે છે કે બોર્ડની કઈ ભૌતિક બાજુ ઉપર તરફ છે:

  • USB બાજુ ઉપર
  • OUSB બાજુ ઉપર (USB ની વિરુદ્ધ)
  • બાજુ “15” ઉપર
  • બાજુ “34” ઉપર

દરેક ઓરિએન્ટેશન 8×8 મેટ્રિક્સ પર અલગ તીર પેટર્નને અનુરૂપ છે. મેપિંગ અગાઉના ડિબગિંગ સત્રોમાંથી તમારી પુષ્ટિ થયેલ ઓરિએન્ટેશન લોજિકને અનુસરે છે. બોર્ડનું પરિભ્રમણ સતત વાંચવામાં આવે છે, અને ઉપરની બાજુ બદલાતાની સાથે જ તીર અપડેટ થાય છે.

પ્રોજેક્ટ 5 – કોડ સેટિંગ્સ (તીર હંમેશા ઉપર)

નીચે કન્ફિગરેશન વિસ્તારમાંથી વપરાશકર્તા-ગોઠવી શકાય તેવા મૂલ્યો છે. સંપૂર્ણ પ્રોજેક્ટ કોડ લેખની નીચે આપમેળે દેખાય છે.

મેટ્રિક્સ કન્ફિગરેશન


// મેટ્રિક્સ કન્ફિગરેશન
const int MATRIX_PIN    = 14;   // આ મોડ્યુલ માટે નિશ્ચિત
const int MATRIX_WIDTH  = 8;
const int MATRIX_HEIGHT = 8;

// ભલામણ કરેલ ઓરિએન્ટેશન: ટોપ-લેફ્ટ મૂળ, પ્રોગ્રેસિવ મોડ
// (વાસ્તવિક કન્સ્ટ્રક્ટર નીચે લોડ થયેલા કોડની અંદર છે)

આ પ્રોજેક્ટ ખાતરી કરવા માટે NEO_MATRIX_PROGRESSIVE લેઆઉટનો ઉપયોગ કરે છે કે તીર વાસ્તવિક હલનચલનના આધારે યોગ્ય રીતે નિર્દેશ કરે.

તેજ


uint8_t matrixBrightness = 40;   // 0–255

તમે તેજસ્વી વાતાવરણ માટે આ મૂલ્ય વધારી શકો છો. ઇન્ડોર ઉપયોગ માટે, 30–60 આરામદાયક છે.

તીરનો રંગ


// તીરનો રંગ
uint8_t arrowRed   = 255;
uint8_t arrowGreen = 0;
uint8_t arrowBlue  = 0;

તીરનો રંગ બદલવા માટે આ મૂલ્યો બદલો. ઉદાહરણ તરીકે:

  • લીલો તીર: (0, 255, 0)
  • વાદળી તીર: (0, 0, 255)
  • સફેદ તીર: (255, 255, 255)

સંવેદનશીલતા અને સ્મૂથિંગ

ઝગઝગાટ ટાળવા માટે, કોડમાં સ્મૂથિંગ અને થ્રેશોલ્ડ લોજિક શામેલ છે. સેટિંગ્સમાં તમને આના જેવું કંઈક મળી શકે છે:


// સંવેદનશીલતા / સ્મૂથિંગ ગોઠવણ
float tiltThreshold = 0.30f;   // જો તીર ખૂબ સરળતાથી બદલાય તો ગોઠવો
  • જો તમારું તીર ખૂબ સરળતાથી ફ્લિપ થાય છે → થ્રેશોલ્ડ વધારો.
  • જો તીર બદલવામાં ખૂબ ધીમું હોય → થ્રેશોલ્ડ ઘટાડો.

તીર પેટર્ન

સ્કેચમાં નીચેના માટે તીર બિટમેપ પેટર્ન શામેલ છે:

  • ↑ ઉપર
  • ↓ નીચે
  • ← ડાબે
  • → જમણે

તમારે આને સંશોધિત કરવાની જરૂર નથી, પરંતુ જો તમને અલગ શૈલી જોઈએ તો તમે કોડની અંદર આકાર બદલી શકો છો.

સારાંશ

પ્રોજેક્ટ 5 દર્શાવે છે કે ESP32-S3 RGB LED મેટ્રિક્સ અને QMI8658C એક્સેલરોમીટર કેવી રીતે સાથે કામ કરીને ઓરિએન્ટેશન શોધે છે અને એક તીર પ્રદર્શિત કરે છે જે હંમેશા ઉપર તરફ નિર્દેશ કરે છે. આ પ્રોજેક્ટ ટિલ્ટ ડોટ (પ્રોજેક્ટ 4) પર આધારિત છે અને તમને પ્રોજેક્ટ 6 માં અંતિમ ઇન્ટરેક્ટિવ રમત માટે તૈયાર કરે છે.

સંપૂર્ણ “એરો ઓલવેઝ અપ” સ્કેચ આ લેખની નીચે ઉપલબ્ધ છે (આપમેળે લોડ થાય છે). વિડિયોનો સંબંધિત ભાગ જોવાની ખૂબ ભલામણ કરવામાં આવે છે કે બોર્ડના પરિભ્રમણ પર તીર કેટલી ત્વરિત પ્રતિક્રિયા આપે છે. જો તમે આ પ્રોજેક્ટ ઘરે બનાવવા માંગો છો, તો ESP32-S3 RGB LED મેટ્રિક્સ મોડ્યુલ માટે એફિલિએટ લિંક્સ કોડ વિભાગની નીચે દેખાય 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 attached with buzzer to pin6 and GND
ESP32 S3 Matrix attached with buzzer to pin6 and GND
ESP32 S3 Matrix displaying red heart
ESP32 S3 Matrix displaying red heart
ESP32 S3 Matrix displaying green heart
ESP32 S3 Matrix displaying green heart
ESP32 S3 Matrix displaying rainbow heart 3
ESP32 S3 Matrix displaying rainbow heart 3
ESP32-S3_RGB_8x8_matrix1
ESP32-S3_RGB_8x8_matrix1
ESP32-S3_RGB_8x8_matrix-2
ESP32-S3_RGB_8x8_matrix-2
ESP32-S3-Mtrix - Alway Up
ESP32-S3-Mtrix - Alway Up
803-ESP32-S3 RGB LED Matrix Project 5 - Arrow always up
Language: C++
/* 
  Project 5: Arrow Always Up – 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/RJT833

  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  -> arrow points to opposite side
//         USB↔OUSB, 34↔15
// false -> arrow points to the same side that is UP
bool useOppositeMapping = false;

// Arrow color (0–255 each)
uint8_t dotRed   = 0;
uint8_t dotGreen = 150;
uint8_t dotBlue  = 0;

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

// Direction for arrow drawing
enum ArrowDir {
  ARROW_CENTER,
  ARROW_UP,
  ARROW_DOWN,
  ARROW_LEFT,
  ARROW_RIGHT
};

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 "?";
  }
}

// -------- ARROW DRAWING (YOUR CODE, UNCHANGED) --------

// Draw a simple arrow on 8x8 matrix pointing in the given direction
void drawArrow(ArrowDir dir, uint16_t color) {
  matrix.fillScreen(0);

  switch (dir) {
    case ARROW_UP:
      // Tip
      matrix.drawPixel(3, 0, color);
      matrix.drawPixel(4, 0, color);
      // Second row
      matrix.drawPixel(2, 1, color);
      matrix.drawPixel(3, 1, color);
      matrix.drawPixel(4, 1, color);
      matrix.drawPixel(5, 1, color);
      // Shaft
      matrix.drawLine(3, 2, 3, 6, color);
      matrix.drawLine(4, 2, 4, 6, color);
      break;

    case ARROW_DOWN:
      // Tip
      matrix.drawPixel(3, 7, color);
      matrix.drawPixel(4, 7, color);
      // Row above tip
      matrix.drawPixel(2, 6, color);
      matrix.drawPixel(3, 6, color);
      matrix.drawPixel(4, 6, color);
      matrix.drawPixel(5, 6, color);
      // Shaft
      matrix.drawLine(3, 1, 3, 5, color);
      matrix.drawLine(4, 1, 4, 5, color);
      break;

    case ARROW_LEFT:
      // Tip
      matrix.drawPixel(0, 3, color);
      matrix.drawPixel(0, 4, color);
      // Column after tip
      matrix.drawPixel(1, 2, color);
      matrix.drawPixel(1, 3, color);
      matrix.drawPixel(1, 4, color);
      matrix.drawPixel(1, 5, color);
      // Shaft
      matrix.drawLine(2, 3, 6, 3, color);
      matrix.drawLine(2, 4, 6, 4, color);
      break;

    case ARROW_RIGHT:
      // Tip
      matrix.drawPixel(7, 3, color);
      matrix.drawPixel(7, 4, color);
      // Column before tip
      matrix.drawPixel(6, 2, color);
      matrix.drawPixel(6, 3, color);
      matrix.drawPixel(6, 4, color);
      matrix.drawPixel(6, 5, color);
      // Shaft
      matrix.drawLine(1, 3, 5, 3, color);
      matrix.drawLine(1, 4, 5, 4, color);
      break;

    case ARROW_CENTER:
    default:
      // Simple plus in the center
      matrix.drawLine(3, 3, 4, 3, color);
      matrix.drawLine(3, 4, 4, 4, color);
      matrix.drawLine(3, 3, 3, 4, color);
      matrix.drawLine(4, 3, 4, 4, color);
      break;
  }

  matrix.show();
}

// -------- IMU → SIDE DETECTION --------
// We calibrated earlier:
//  +X = USB,   -X = OUSB
//  +Y = 15,    -Y = 34    (after your correction)

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;

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

  // Otherwise, use 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
    }
  }

  // Not clearly tilted → treat as center
  return SIDE_CENTER;
}

// Map from UP side to where the arrow should point
Side arrowSideFromUpSide(Side upSide) {
  if (!useOppositeMapping) {
    // Arrow shows the side that is UP
    return upSide;
  }

  // Arrow shows the opposite side
  switch (upSide) {
    case SIDE_USB:   return SIDE_OUSB;
    case SIDE_OUSB:  return SIDE_USB;
    case SIDE_15:    return SIDE_34;
    case SIDE_34:    return SIDE_15;
    case SIDE_CENTER:
    default:         return SIDE_CENTER;
  }
}

// Convert SIDE to ArrowDir
ArrowDir arrowDirFromSide(Side s) {
  switch (s) {
    case SIDE_USB:    return ARROW_UP;
    case SIDE_OUSB:   return ARROW_DOWN;
    case SIDE_15:     return ARROW_LEFT;
    case SIDE_34:     return ARROW_RIGHT;
    case SIDE_CENTER:
    default:          return ARROW_CENTER;
  }
}

// ---------------- SETUP & LOOP ----------------

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

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

  // IMU: SDA=11, SCL=12 on 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 arrowSide  = arrowSideFromUpSide(upSide);
  ArrowDir dir    = arrowDirFromSide(arrowSide);

  uint16_t color = matrix.Color(dotRed, dotGreen, dotBlue);
  drawArrow(dir, color);

  // 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(" | ARROW="); Serial.println(sideName(arrowSide));

  delay(80);
}

Things you might need

Resources & references

Files📁

Fritzing File