Adafruit RGB-Matrix – Projekte für Arduino und ESP32-Mikrocontroller

Inhalt

12 Minuten

Ziele des Projekts

Informationen zum QWIIC-Anschluss und den dazugehörigen Steckern
die Uhrzeit wird mit einem RTC-Modul ermittelt, die aktuelle Uhrzeit wird aus dem Zeitpunkt der Kompilierung des Programms bestimmt.
Dadurch wird die Uhr immer ein wenig nachgehen. Diese Ungenauigkeit kann vielleicht verschmerzt werden, weil ohnehin nur Stunden und Minuten angezeigt werden.
Anzeige der Uhrzeit auf einer Adafruit RGB-Matrix
zunächst wird die Stunde und zwei Sekunden später die Minuten angezeigt
Anzeige von Temperatur und Luftfeuchtigkeit jeweils für fünf Sekunden

QWIIC

QWIIC ist ein von Sparkfun entwickelter 4-poliger JST-Stecker mit dazugehöriger Buchse. Der QWIIC-Anschluss wird von verschiedenen Herstellern als zusätzlicher I²C-Anschluss verbaut.

Die direkte Verbindung wird mit einem Kabel mit zwei QWIIC-Steckern hergestellt. Steht auf dem Mikrocontroller kein solcher Stecker zu Verfügung, kann der der ⇒Standard-I²C-Anschluss verwendet werden.

Allerdings ist dazu eine Änderung im Programm notwendig. Die Änderung ist im Programm dokumentiert.

Der rote Stecker muss zwingend mit 3,3V verbunden werden.

Benötigte Bauteile

Jedes Bauteil verfügt über zwei Anschlüsse. So ist es möglich mehrere Bauteile hintereinander anzuschließen.

Die RGB-Matrix verfügt über 117 einzeln adressierbare RGB-LEDs in 13 Spalten und 9 Reihen.

RTC-Modul

Das Modul PCF8523 hat eine Ungenauigkeit von +/- 2 Sekunden am Tag.

Benötigte Bibliotheken

Beispielprogramm RGB-Matrix

#include "Adafruit_IS31FL3741.h"

Adafruit_IS31FL3741_QT matrix;

int Spalten = 8, Zeilen = 12;
#define Zufallsfarbe matrix.Color(random(1, 255), random(1, 255), random(1, 255))

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial);
  delay(1000);
  randomSeed(analogRead(0));

  // Zeitpunkt der Kompilierung
  String Zeitpunkt = (F(__DATE__), F(__TIME__));
  Serial.println("Zeitpunkt des Kompilierens: " + Zeitpunkt);

  // Matrix starten -Wire1 -> QWIIC
  if (!matrix.begin(IS3741_ADDR_DEFAULT, &Wire1)) 
  {
    Serial.println("Matrix nicht verbunden");
    Serial.println("Programm wird beendet!");
    while (1);
  }
  else Serial.println("Matrix verbunden!");

  matrix.fill(0);

  // Matrix aktivieren
  matrix.enable(true);
  matrix.setRotation(0);

  // Leuchtstärke (0-255)
  matrix.setLEDscaling(50);
  matrix.setGlobalCurrent(50);
}

void loop() 
{
  GrafikAnzeigen();
  delay(2000);
  matrix.fill(0);
}

void GrafikAnzeigen()
{
   for (int i = 0; i < 150; i++)
  {
    // Zufallsposition der Pixel
    int PositionY =  random(0, Spalten);
    int PositionX =  random(0, Zeilen);

    // zufällige Farbe, maximale Sättigung, zufällige Helligkeit
    matrix.drawPixel(PositionX, PositionY, matrix.ColorHSV(65535 * random(0, 100) / 100, 255, random(255)));
    delay(20);
  }

  matrix.fill(0);
  for (int i = 1;i < 5; i++)
  {
    matrix.drawCircle(Zeilen / 2, Spalten /2, i, matrix.ColorHSV(65535 * random(0, 100) / 100, 255, 255));
    delay(50);
  }
  delay(2000);
}

#include "Adafruit_IS31FL3741.h"

Adafruit_IS31FL3741_QT matrix;

int Spalten = 8, Zeilen = 12;

#define Zufallsfarbe matrix.Color(random(1, 255), random(1, 255), random(1, 255))

void setup()

{

Serial.begin(9600);

while (!Serial);

delay(1000);

randomSeed(analogRead(0));

// Zeitpunkt der Kompilierung

String Zeitpunkt = (F(__DATE__), F(__TIME__));

Serial.println("Zeitpunkt des Kompilierens: " + Zeitpunkt);

// Matrix starten -Wire1 -> QWIIC

if (!matrix.begin(IS3741_ADDR_DEFAULT, &Wire1))

{

Serial.println("Matrix nicht verbunden");

Serial.println("Programm wird beendet!");

while (1);

}

else Serial.println("Matrix verbunden!");

matrix.fill(0);

// Matrix aktivieren

matrix.enable(true);

matrix.setRotation(0);

// Leuchtstärke (0-255)

matrix.setLEDscaling(50);

matrix.setGlobalCurrent(50);

}

void loop()

{

GrafikAnzeigen();

delay(2000);

matrix.fill(0);

}

void GrafikAnzeigen()

{

for (int i = 0; i < 150; i++)

{

// Zufallsposition der Pixel

int PositionY = random(0, Spalten);

int PositionX = random(0, Zeilen);

// zufällige Farbe, maximale Sättigung, zufällige Helligkeit

matrix.drawPixel(PositionX, PositionY, matrix.ColorHSV(65535 * random(0, 100) / 100, 255, random(255)));

delay(20);

}

matrix.fill(0);

for (int i = 1;i < 5; i++)

{

matrix.drawCircle(Zeilen / 2, Spalten /2, i, matrix.ColorHSV(65535 * random(0, 100) / 100, 255, 255));

delay(50);

}

delay(2000);

}

Die Programme

Zeit anzeigen

#include "RTClib.h"
#include "Adafruit_IS31FL3741.h"

RTC_PCF8523 rtc;

Adafruit_IS31FL3741_QT matrix;

// Farben
#define SCHWARZ 0x0000
#define WEISS 0xFFFF
#define BLAU 0x001F
#define ROT 0xF800
#define GRUEN 0x07E0
#define CYAN 0x07FF
#define MAGENTA 0xF81F
#define GELB 0xFFE0
#define BRAUN 0x9A60
#define GRAU 0x7BEF
#define GRUENGELB 0xB7E0
#define DUNKELCYAN 0x03EF
#define ORANGE 0xFDA0
#define PINK 0xFE19
#define BORDEAUX 0xA000
#define HELLBLAU 0x867D
#define VIOLETT 0x915C
#define SILBER 0xC618
#define GOLD 0xFEA0

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial);
  delay(1000);

  // RTC mit Standard I²C
  // if (!rtc.begin(&Wire))
  // RTC starten Wire1 -> QWIIC
  if (!rtc.begin(&Wire1)) 
  {
    Serial.println("RTC konnte nicht gestartet werden!");
    Serial.println("Programm wird beendet!");
    while (1);
  }
  else Serial.println("RTC verbunden!");

  // Zeitpunkt der Kompilierung
  String Zeitpunkt = (F(__DATE__), F(__TIME__));
  Serial.println("Zeitpunkt des Kompilierens: " + Zeitpunkt);

  // Zeit aus dem Zeitpunkt des Kompilierens setzen
  rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));

  rtc.start();

  // Matrix starten mit Standard I²C
  // if (!matrix.begin(IS3741_ADDR_DEFAULT, &Wire)) 
  // Matrix starten -Wire1 -> QWIIC
  if (!matrix.begin(IS3741_ADDR_DEFAULT, &Wire1)) 
  {
    Serial.println("Matrix nicht verbunden");
    Serial.println("Programm wird beendet!");
    while (1);
  }
  else Serial.println("Matrix verbunden!");

  matrix.fill(0);

  // Matrix aktivieren
  matrix.enable(true);
  matrix.setRotation(0);

  // Leuchtstärke (0-255)
  matrix.setLEDscaling(50);
  matrix.setGlobalCurrent(50);
}

void loop() 
{
  DatenAnzeigen();
}

void DatenAnzeigen()
{
  // aktuelle Zeit holen 
  DateTime aktuell = rtc.now();

  // formatiertes char-Array für die Zeit
  char Zeit[] = "hh:mm:ss";

  // Stunden aus Zeit extrahieren
  String Stunden = String(aktuell.toString(Zeit));
  Stunden = Stunden.substring(0, 2);

  // Minuten aus Zeit extrahieren
  String Minuten = String(aktuell.toString(Zeit));
  Minuten = Minuten.substring(3, 5);
  Serial.println(aktuell.toString(Zeit));

  // Stunde aanzeigen
  matrix.setCursor(0, 2);    
  matrix.setTextColor(BLAU, 0); 
  for (int i = 0; i < Stunden.length(); i++) 
  {    
    matrix.print(Stunden[i]); 
  }
  delay(2000);

  // Minute anzeigen
  matrix.setCursor(0, 2);
  matrix.setTextColor(GELB, 0); 
  for (int i = 0; i < Minuten.length(); i++) 
  {
    matrix.print(Minuten[i]); // write the letter
  }
  delay(2000);
}

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#include "RTClib.h"

#include "Adafruit_IS31FL3741.h"

RTC_PCF8523 rtc;

Adafruit_IS31FL3741_QT matrix;

// Farben

#define SCHWARZ 0x0000

#define WEISS 0xFFFF

#define BLAU 0x001F

#define ROT 0xF800

#define GRUEN 0x07E0

#define CYAN 0x07FF

#define MAGENTA 0xF81F

#define GELB 0xFFE0

#define BRAUN 0x9A60

#define GRAU 0x7BEF

#define GRUENGELB 0xB7E0

#define DUNKELCYAN 0x03EF

#define ORANGE 0xFDA0

#define PINK 0xFE19

#define BORDEAUX 0xA000

#define HELLBLAU 0x867D

#define VIOLETT 0x915C

#define SILBER 0xC618

#define GOLD 0xFEA0

void setup()

{

Serial.begin(9600);

while (!Serial);

delay(1000);

// RTC mit Standard I²C

// if (!rtc.begin(&Wire))

// RTC starten Wire1 -> QWIIC

if (!rtc.begin(&Wire1))

{

Serial.println("RTC konnte nicht gestartet werden!");

Serial.println("Programm wird beendet!");

while (1);

}

else Serial.println("RTC verbunden!");

// Zeitpunkt der Kompilierung

String Zeitpunkt = (F(__DATE__), F(__TIME__));

Serial.println("Zeitpunkt des Kompilierens: " + Zeitpunkt);

// Zeit aus dem Zeitpunkt des Kompilierens setzen

rtc.adjust(DateTime(F(__DATE__), F(__TIME__)));

rtc.start();

// Matrix starten mit Standard I²C

// if (!matrix.begin(IS3741_ADDR_DEFAULT, &Wire))

// Matrix starten -Wire1 -> QWIIC

if (!matrix.begin(IS3741_ADDR_DEFAULT, &Wire1))

{

Serial.println("Matrix nicht verbunden");

Serial.println("Programm wird beendet!");

while (1);

}

else Serial.println("Matrix verbunden!");

matrix.fill(0);

// Matrix aktivieren

matrix.enable(true);

matrix.setRotation(0);

// Leuchtstärke (0-255)

matrix.setLEDscaling(50);

matrix.setGlobalCurrent(50);

}

void loop()

{

DatenAnzeigen();

}

void DatenAnzeigen()

{

// aktuelle Zeit holen

DateTime aktuell = rtc.now();

// formatiertes char-Array für die Zeit

char Zeit[] = "hh:mm:ss";

// Stunden aus Zeit extrahieren

String Stunden = String(aktuell.toString(Zeit));

Stunden = Stunden.substring(0, 2);

// Minuten aus Zeit extrahieren

String Minuten = String(aktuell.toString(Zeit));

Minuten = Minuten.substring(3, 5);

Serial.println(aktuell.toString(Zeit));

// Stunde aanzeigen

matrix.setCursor(0, 2);

matrix.setTextColor(BLAU, 0);

for (int i = 0; i < Stunden.length(); i++)

{

matrix.print(Stunden[i]);

}

delay(2000);

// Minute anzeigen

matrix.setCursor(0, 2);

matrix.setTextColor(GELB, 0);

for (int i = 0; i < Minuten.length(); i++)

{

matrix.print(Minuten[i]); // write the letter

}

delay(2000);

}

Temperatur anzeigen

Zusätzlich benötigte Bibliothek:

#include "Adafruit_BME280.h"

#include "Adafruit_IS31FL3741.h"
Adafruit_IS31FL3741_QT matrix;

TwoWire *i2c = &Wire1;

#define MeeresHoehe (1013.25)

String Temperatur;
String Luftfeuchtigkeit;
String ungefaehreHoehe; 
String Luftdruck;
String TemperaturGerundet;
String LuftfeuchtigkeitGerundet;

// Name des BME280
Adafruit_BME280 bme;

// Farben
#define SCHWARZ 0x0000
#define WEISS 0xFFFF
#define BLAU 0x001F
#define ROT 0xF800
#define GRUEN 0x07E0
#define CYAN 0x07FF
#define MAGENTA 0xF81F
#define GELB 0xFFE0
#define BRAUN 0x9A60
#define GRAU 0x7BEF
#define GRUENGELB 0xB7E0
#define DUNKELCYAN 0x03EF
#define ORANGE 0xFDA0
#define PINK 0xFE19
#define BORDEAUX 0xA000
#define HELLBLAU 0x867D
#define VIOLETT 0x915C
#define SILBER 0xC618
#define GOLD 0xFEA0

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial);
  delay(1000);

  if (!matrix.begin(IS3741_ADDR_DEFAULT, i2c)) 
  {
    Serial.println("Matrix nicht verbunden");
    Serial.println("Programm wird beendet!");
    while (1);
  }
  else Serial.println("Matrix verbunden!");

  matrix.fill(0);

  // Matrix aktivieren
  matrix.enable(true);
  matrix.setRotation(0);

  // Leuchtstärke (0-255)
  matrix.setLEDscaling(50);
  matrix.setGlobalCurrent(50);

  // BME280 starten, bei Misserfolg Meldung anzeigen
  if (!bme.begin(0x77, &Wire1)) 
  {
    Serial.println("BME280 nicht verbunden");
    Serial.println("Verkabelung und/oder HEX-Adresse prüfen!");
    Serial.println("Start mit möglichen HEX-Adressen:");
    Serial.println("bme.begin(0x76);");
    Serial.println("bme.begin(0x77);");
    Serial.println("Programm wird beendet!");
    while (1);
  } 
  else Serial.println("BME280 erfolgreich gestartet!");
}

void loop() 
{
  /*
    Daten erfassen
    die Daten liegen als Zahlen im Format float vor
    für die weitere Verarbeitung werden sie direkt in eine String umgewandelt
    für die Anzeige auf der RGB-Matrix auf Ganzzahl gerundet
  */
  Temperatur = String(bme.readTemperature(), 1);
  TemperaturGerundet = String(int(bme.readTemperature()));
  Luftfeuchtigkeit = String(bme.readHumidity());
  LuftfeuchtigkeitGerundet = String(int(bme.readHumidity()));
  ungefaehreHoehe = String(bme.readAltitude(MeeresHoehe));
  Luftdruck = String(bme.readPressure() / 100.0);

  // float verwendet den . als Dezimaltrennzeichen
  // . mit replace durch , ersetzen
  Temperatur.replace(".", ",");
  Luftdruck.replace(".", ",");
  Luftfeuchtigkeit.replace(".", ",");
  ungefaehreHoehe.replace(".", ",");

  DatenAnzeigen();
}

void DatenAnzeigen()
{
  // Daten im Serieller Monitor anzeigen
  Serial.print("Temperatur: ");
  Serial.println(Temperatur + " °C");
  Serial.print("Luftdruck: ");
  Serial.println(Luftdruck + " hPa");
  Serial.print("Luftfeuchtigkeit: ");
  Serial.println(Luftfeuchtigkeit + " %");
  Serial.print("ungefähre Höhe: ");
  Serial.println(ungefaehreHoehe + " m");
  Serial.println("--------------------------");

  // %-LEDs löschen
  matrix.drawPixel(11, 0, SCHWARZ);
  matrix.drawPixel(10, 1, SCHWARZ);
  matrix.drawPixel(9, 0, SCHWARZ);
  matrix.drawPixel(12, 1, SCHWARZ); 

  matrix.setCursor(0, 2);    
  matrix.setTextColor(BLAU, 0); 
  for (int i = 0; i < Temperatur.length(); i++) 
  {
    matrix.print(TemperaturGerundet[i]);
  }
  
  // Kreis als %-Zeichen
  matrix.drawCircle(11, 1, 1,ROT);
  delay(5000);

  matrix.drawCircle(11, 1, 1,SCHWARZ);
  matrix.drawPixel(11, 0, BLAU);
  matrix.drawPixel(10, 1, BLAU);
  matrix.drawPixel(9, 0, GELB);
  matrix.drawPixel(12, 1, GELB); 

  matrix.setCursor(0, 2);
  matrix.setTextColor(ROT, 0); 
  for (int i = 0; i < 2; i++) 
  {
    matrix.print(LuftfeuchtigkeitGerundet[i]); 
  }

  delay(5000);
}

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#include "Adafruit_BME280.h"

#include "Adafruit_IS31FL3741.h"

Adafruit_IS31FL3741_QT matrix;

TwoWire *i2c = &Wire1;

#define MeeresHoehe (1013.25)

String Temperatur;

String Luftfeuchtigkeit;

String ungefaehreHoehe;

String Luftdruck;

String TemperaturGerundet;

String LuftfeuchtigkeitGerundet;

// Name des BME280

Adafruit_BME280 bme;

// Farben

#define SCHWARZ 0x0000

#define WEISS 0xFFFF

#define BLAU 0x001F

#define ROT 0xF800

#define GRUEN 0x07E0

#define CYAN 0x07FF

#define MAGENTA 0xF81F

#define GELB 0xFFE0

#define BRAUN 0x9A60

#define GRAU 0x7BEF

#define GRUENGELB 0xB7E0

#define DUNKELCYAN 0x03EF

#define ORANGE 0xFDA0

#define PINK 0xFE19

#define BORDEAUX 0xA000

#define HELLBLAU 0x867D

#define VIOLETT 0x915C

#define SILBER 0xC618

#define GOLD 0xFEA0

void setup()

{

Serial.begin(9600);

while (!Serial);

delay(1000);

if (!matrix.begin(IS3741_ADDR_DEFAULT, i2c))

{

Serial.println("Matrix nicht verbunden");

Serial.println("Programm wird beendet!");

while (1);

}

else Serial.println("Matrix verbunden!");

matrix.fill(0);

// Matrix aktivieren

matrix.enable(true);

matrix.setRotation(0);

// Leuchtstärke (0-255)

matrix.setLEDscaling(50);

matrix.setGlobalCurrent(50);

// BME280 starten, bei Misserfolg Meldung anzeigen

if (!bme.begin(0x77, &Wire1))

{

Serial.println("BME280 nicht verbunden");

Serial.println("Verkabelung und/oder HEX-Adresse prüfen!");

Serial.println("Start mit möglichen HEX-Adressen:");

Serial.println("bme.begin(0x76);");

Serial.println("bme.begin(0x77);");

Serial.println("Programm wird beendet!");

while (1);

}

else Serial.println("BME280 erfolgreich gestartet!");

}

void loop()

{

Daten erfassen

die Daten liegen als Zahlen im Format float vor

für die weitere Verarbeitung werden sie direkt in eine String umgewandelt

für die Anzeige auf der RGB-Matrix auf Ganzzahl gerundet

Temperatur = String(bme.readTemperature(), 1);

TemperaturGerundet = String(int(bme.readTemperature()));

Luftfeuchtigkeit = String(bme.readHumidity());

LuftfeuchtigkeitGerundet = String(int(bme.readHumidity()));

ungefaehreHoehe = String(bme.readAltitude(MeeresHoehe));

Luftdruck = String(bme.readPressure() / 100.0);

// float verwendet den . als Dezimaltrennzeichen

// . mit replace durch , ersetzen

Temperatur.replace(".", ",");

Luftdruck.replace(".", ",");

Luftfeuchtigkeit.replace(".", ",");

ungefaehreHoehe.replace(".", ",");

DatenAnzeigen();

}

void DatenAnzeigen()

{

// Daten im Serieller Monitor anzeigen

Serial.print("Temperatur: ");

Serial.println(Temperatur + " °C");

Serial.print("Luftdruck: ");

Serial.println(Luftdruck + " hPa");

Serial.print("Luftfeuchtigkeit: ");

Serial.println(Luftfeuchtigkeit + " %");

Serial.print("ungefähre Höhe: ");

Serial.println(ungefaehreHoehe + " m");

Serial.println("--------------------------");

// %-LEDs löschen

matrix.drawPixel(11, 0, SCHWARZ);

matrix.drawPixel(10, 1, SCHWARZ);

matrix.drawPixel(9, 0, SCHWARZ);

matrix.drawPixel(12, 1, SCHWARZ);

matrix.setCursor(0, 2);

matrix.setTextColor(BLAU, 0);

for (int i = 0; i < Temperatur.length(); i++)

{

matrix.print(TemperaturGerundet[i]);

}

// Kreis als %-Zeichen

matrix.drawCircle(11, 1, 1,ROT);

delay(5000);

matrix.drawCircle(11, 1, 1,SCHWARZ);

matrix.drawPixel(11, 0, BLAU);

matrix.drawPixel(10, 1, BLAU);

matrix.drawPixel(9, 0, GELB);

matrix.drawPixel(12, 1, GELB);

matrix.setCursor(0, 2);

matrix.setTextColor(ROT, 0);

for (int i = 0; i < 2; i++)

{

matrix.print(LuftfeuchtigkeitGerundet[i]);

}

delay(5000);

}

Quellen

Letzte Aktualisierung: Jan. 19, 2026 @ 9:53