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Projeto 98 - Matriz de LEDs acende de acordo com o som - Módulo matriz de Led 8 X 8 e Arduino

Angelo Luis Ferreira | 06/09/2021 Acessos: 3.240

Objetivo

O objetivo deste projeto é criar um circuito para fazer com que os leds de uma matriz de leds pisquem de acordo com o ritmo de uma música. Para isso, vamos utilizar um módulo sensor de som para captar as variações sonoras e o Módulo Matriz de Leds 8X8 - MAX7219.

Obs.: No projeto utilizamos o módulo KY-038, mas o resultado deverá ser semelhante para qualquer outro tipo de módulo sensor de som.

Referências

Projeto 97 - Criando leds rítmicos com sensor de som e Arduino

Projeto 71 - Como usar o Módulo Matriz de Led 8X8 - MAX7219 com Arduino

Definições

Módulo Matriz de Led 8X8 - MAX7219 - O módulo Matriz de led 8x8 é um módulo que permite controlar displays de led e transmitir informações para o Arduino de uma forma fácil e prática, ocupando poucas portas do microcontrolador (3 portas + VCC e GND). O módulo possuí um circuito integrado MAX7219 projetado para o acionamento de diversos tipos de displays de led, como uma matriz de led 8X8 por exemplo. Utilizando módulos MAX7219 você poderá ligar vários módulos em série (até 8) criando displays de leds de vários tamanhos.

Módulo sensor de som: Módulo eletrônico composto principalmente por um chip comparador de tensão, um potenciômetro (trimpot) e um microfone. O sensor deverá identificar a presença e a intensidade do som em um determinado ambiente, variando o estado de sua saída digital ao detectar o som (LOW para HIGH) e ainda detectar a intensidade do som ao usar uma saída analógica.

O limite de detecção de saída digital pode ser ajustado pelo potenciômetro (trimpot) que regulará, caso necessário, o nível de sinal sonoro necessário para alterar o estado da saída digital. Veja na ilustração abaixo os principais elementos que compõem um sensor de som, no caso o módulo KY038. Saiba mais sobre módulo sensor de som em Sound Sensor Tutorial for Arduino, ESP8266 and ESP32.

Conforme a imagem acima, temos:

Microfone (condensador elétrico): Utilizado para captar o som, identificando a vibração das ondas no ambiente;
Trimpot: Potenciômetro utilizado para ajustar a sensibilidade do microfone;
Led de Alimentação: Indica se o sensor está sendo alimentado, acendendo sua luz;
Led de Saída Digital: Indica se a saída digital está sendo acionada, acendendo sua luz;

Pinagem do módulo KY038

GND: Terra;
D0: Saída Digital, retorna HIGH ou LOW;
A0: Saída Analógica, retorna o valor da intensidade do som captado;
Vcc: Tensão de entrada entre 3.3 e 5Vcc.

Atenção: A inversão na alimentação pode ocasionar a queima do módulo.

Exemplo de módulos mercado: Abaixo temos os dois tipos mais comuns de módulos de som. A diferença entre eles é apenas nos pinos de saída. O módulo à esquerda tem duas saídas: 1 saída digital D0 e 1 saída analógica A0, já o módulo à direita tem apenas um saída que pode ser digital ou analógica, dependendo da conexão com o Arduino.

Aplicação

Para fins didáticos e diversão.

Componentes necessários

Referência	Componente	Quantidade	Imagem	Observação
Protoboard	Protoboard 830 pontos	1		No mínimo utilizar protoboard com 830 pontos
Jumpers	Kit cabos ligação macho / macho	1
Módulo Matriz de led	Módulo Matriz de LED 8 X 8 modelo MAX7219	1		Cor emissão do led: vermelha Circuito Integrado: MAX7219 Tensão de operação: 5V Qde. de leds: 64 (8X8) Matriz: modelo 1088AS com organização interna Linhas (catodo comum) | Colunas (anodo comum) (datasheet) Poderá ser utilizado qualquer modelo de matriz 8 X 8
Módulo Sensor de Som	Módulo Sensor de Som KY-038	1		– Modelo: KY-038 ou KY-037 – Chip comparador de sinal LM393 – Tensão de Operação: 3.3-5v DC – Sensibilidade ajustável via potenciômetro – Saída Digital e Analógica – Corrente elétrica – Led indicador para tensão – Led indicador para saída digital (datasheet) Obs.: Você poderá utilizar outros tipos de sensores de som que possuem saída digital.
Arduino UNO R3	Arduino UNO	1		Você poderá utilizar uma placa Arduino UNO original ou similar

Montagem do Circuito

Conecte os componentes no Protoboard como mostra a figura abaixo. Verifique cuidadosamente os cabos de ligação antes de ligar seu Arduino. Lembre-se que o Arduino deve estar totalmente desconectado da energia enquanto você monta o circuito.

Atenção

1. Para a montagem do módulo sensor de som, vamos utilizar a saída digital para acionar o módulo matriz de leds quando o sensor detectar um som. Vamos utilizar também a saída analógica, de forma opcional, para verificarmos o valor lido no sensor, servindo como parâmetro para a calibragem do microfone, caso haja necessidade.

1.1. Se o seu módulo sensor de som possuir 3 pinos, utilize apenas o pino de saída para a conexão digital do Arduino. Faça a calibragem, se necessário, sem a leitura do sensor.

1.2. Veja a montagem do nosso exemplo:

2. Para a montagem do módulo matriz de leds 8 X 8 basta conectar o módulo com os pinos do Arduino, conforme tabela abaixo:.

4. A montagem do nosso exemplo foi realizada em um protoboard com 400 pontos:

Código do Projeto (Sketch)

1. Faça o download e abra o arquivo projeto98.ino no IDE do Arduino: DOWNLOAD - projeto98.ino

2. Se preferir, copie e cole o código abaixo no IDE do Arduino:

/*******************************************************************************

     Projeto 98 - Matriz de leds rítmicos com Sensor de Som e Arduino
     Autor: Angelo Luis Ferreira
     Data: 25/08/2021
             http://squids.com.br/arduino

*******************************************************************************/
#include <LedControlMS.h>  // biblioteca controle módulo matriz de leds

// conexões pinos Arduino
const byte pinSensor = 2;

/* Criando o objeto lc 
 ***** Definindo os pinos de conexão *****
 pino 4 conectado no DIN 
 pino 3 conectado no CLK 
 pino 5 conectado no CS
 1 - Número de dispositivos (Máximo de 8 módulos MAX7219)
 */
LedControl lc = LedControl(4,3,5,1);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  // define pinMode Sensor de som (entrada do Arduino)
  pinMode(pinSensor, INPUT);
  
  // configuranção incial do módulo matriz de leds
  byte dispositivos = lc.getDeviceCount(); // pega o número de dispositivos - que é 1
  for(int address=0;address

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