16x32 RGB LED 매트릭스의 블로그 연재물에서 첫 번째 사안은 디스플레이 모듈을 소개하고 어떻게 동작하는지 설명하는 것이다. 우리는 보드에 있는 모든 부품에 대해서 살펴 볼 것이고, 그곳에서 벌어지는 일들을 이해하기 쉽게 풀어 해쳐갈 것이다.
이런 설명을 위해서 우리는 3-in-1 Pixel들을 가지고 있는 16x32 P7.62 RGB LED 매트릭스를 사용할 것이다. 이게 모두 뭘 의미하느냐 하면, 16x32는 512개의 각각의 픽셀을 가지고 있는 16열과 32 행을 의미하고 P7.62는 피치가 7.62mm 혹은 픽셀 간의 거리가 7.62mm를 의미한다. 일반적인 실내 디스플레이는 P6이나 P7.62이다. 좀 더 작은 값을 갖으며, 여러분은 좀 더 실제 이미지에 가까운 디스플레이를 볼 수 있다. P6와 P7.62의 실내 디스플레이들은 3.5m 혹은 4m 정도의 시청 거리를 가지고 있다. 일반적인 실외 디스플레이들은 최소 시청 거리가 15-20m인 P16 혹은 P20이다. 3-in-1은 각 픽셀이 같은 패키지에 3개의 색상의 LED 모아놓은 것을 의미한다. (우리의 모듈은 3528 패키지이다.) 보드에 하나의 픽셀을 형성하는데 3개의 각각의 SMD LED (보통 0805)들이 같이 납땜된 3-in-3형태도 존재한다. 나는 아직 어떤 것도 테스트 해보지 못했지만, 다음에 반드시 해볼 것이다.
다음의 그림은 P6(위)와 P7.62(아래) LED 매트릭스를 보여준다. 여러분은 1.62mm가 크기에 얼마나 큰 차이를 어떻게 가져오는지 볼 수 있다.
내가 아는한 크지 않은 320x240 디스플레이를 보여줄 수 있는 큰 Jumbo Tron 디스플레이를 상상해보자. 이 모듈을 가지고 150의 모듈이 8 inch x 6 inch 정도 크기를 만들 수 있다. 640X480 디스플레이는 이 크기의 두배가 되고 600개의 모듈이 소요된다.
자 충분히 상상 가능할 것이다. 나는 Arduino 나 EasyPIC6 (아마도 나중에) 같은 마이크로 개발 보드를 가지고 이들을 구동하기 위해서 어떻게 동작하는지 설명하고 싶다.
나의 돋보기를 가지고 되돌아 보면, 나는 다음 칩들을 손꼽을 수 있다.
74HC245D - Bus Tranciever (Non-Inverting)
CYT62726B - Constant Current LED Driver
APM4953 - Dual P-Channel Mosfet
74HC138 - 3to8 Line Decoder (ABC)
74HC04D - HEX Inverter
나는 이 칩들은 개개별로 다음 그림에서 찾아 볼 수 있다.
이제, 이들 각각의 무엇을 하고 있는지 보자. 나는 이 설명서를 세 개의 섹션으로 구분해 놓을 것이고 모듈의 enable, rows, 그리고 columns을 분리해서 이야기 할 것이다.
커넥터에 가장 가까운 칩은 Non-Inverting Bus Transceiver 인 74HC245D (빨간색)이다. 이것이 뭐냐하면, 이 경우에는 74HC245D는 parallel bus Transceiver로 동작해서, 왼쪽 핀으로 전송된 데이터를 오른쪽 핀으로 전달되도록 한다. 때때로 bus transceiver는 신호 분리 요구를 맞추어줄 뿐 아니라 bus상의 신호를 배가시키는데 사용되곤 한다. 이 경우에 나는 그져 신호를 배가하는데 사용되고 회로에 다른 곳으로 신호를 분배 시켜주는데 사용되고 있다고 생각한다.
이 모듈의 하나의 중요한 기능이고 전혀 동작하지 않는 것처럼 모듈을 만드는 것은 Output Enable (OE)이다. 여러분은 커넥터의 왼쪽 모퉁이 바닥에서 이것을 찾을 수 있다. OE는 모듈이 어떤 것을 디스플레이하기 위해서 LOW 레벨을 유지해야 한다. 기본적으로 여러분이 OE을 변경할때, 신호가 A6/B6에 있는 74HC245를 통해서 전달되고 enable 기능을 가지고 있는 74HC138의 핀 4번과 5번 (G2A/G2B)에 연결된다. G2가 high를 띄게 될때, 74HC138의 모든 출력을 끄게 된다. 이것은 활성화된 열이 없다는 것을 의미한다.
row로 관점을 바꿔보자. 이 장치의 row들은 LED의 anode (양 극)들을 선택한다. 우리는 이 모듈을 구매한 공급자로 부터 이것이 8:1 scan 모듈이라는 것을 알았다. 이것은 여러분이 영상을 출력하기 위해서 8 rows를 단위로 스캔해야 한다는 것을 의미한다. 그러나 살펴보면 모듈은 16개의 row들로 되어 있다. 우리는 2개의 row를 동시에 불 밝혀야 한다고 예상할 수 있을 것이다. 커넥터 부분을 좀 더 살펴보자. A, B, 그리고 C로 표시된 3개의 핀들을 보자. 이것들이 뭘 하는 것인지 구글 검색을 해보면 row 스캐닝을 위한 제어 핀이라는 것을 알려 준다. 이 3개의 핀들은 3to8 디코더인 74HC138을 제어한다. 의미인 즉슨 효과적으로 3개 입력이 8개의 출력 중 하나는 선택하는 것이다. 여러분이 3 비트 바이너리 조합을 전송할때, 그에 알맞은 라인이 활성화 된다. 그래서 '000'는 0번째 row를 불 밝히고 '100'은 4번째 row를 불 밝히고, '111'는 7번째 row를 불 밝히게된다. 그래서 총 8개의 조합이 가능하다. 좀 더 살펴보면, 우리는 APM4953 Dual P-Channel Mosfet을 볼 수 있다. 이것은 순차적으로 LED에 전류를 공급하도록 74HC138에 의해서 제어된다.
마지막으로, 우리는 실제의 데이터인 Column에 대해서 이야기 할 필요가 있다. row는 그져 안보이게 하나하나씩 선택되고 다시 계속 반복된다. 하나의 row에 있는 각각의 픽셀에 해당하는 column은 데이터를 수행하는 것이다. 각 row는 각각 3개의 색상을 가지고 있는 32 픽셀들로 구성된다. 우리는 두 개의 row들을 동시에 불 밝힐 것이라는 것을 안다. 칩 리스트를 살펴보면, 우리는 CYT62726(녹색)이 있는 것을 볼 수 있다. 이건 또 뭐지. 이것은 16 비트 정전류 LED 드라이버이다. 이 드라이버는 LED의 cathode (음극) 에서 적절한 총 전류를 유지하도록 한다. 이 총 전류는 여러분이 선택한 LED의 지속성을 위해서 저항으로 조절 가능하다. 보드를 살펴보면, 우리는 보드의 각 코너에 3개의 칩을 볼 수 있다. (그림에서 여러분은 단지 왼쪽의 2개만 볼 수 있고 오른쪽은 사진의 앵글때문에 그렇지 못하다.) 이 칩들은 각각 16x8를 위한 (동시에 하나의 row에 해당하는) 색상을 표현한다. CYT62726B는 MBI5026과 TB62726과 호환되는 기능과 핀아웃을 가지고 있다. 여러분은 이런 다른 칩들을 이용하는 유사한 보드를 찾아 볼 수 있지만, 모두다 동일한 기능을 한다. 입력 커넥터에 있는 R1, R2, G1, G2, U1, U2 핀들은 각 색상에 대한 데이터 라인이다. (U는 파란색이다.) 1은 위쪽 반 rows들을 의미하고 2는 아랫쪽 반 rows들을 의미한다ㅏ. 윗쪽과 아랫쪽의 칩들을 각 모음은 수평적으로 32 비트의 라인을 형성하도록 중첩되어 있다. 나는 어떻게 클럭 데이터가 입력되는지를 좀 더 이야기 할 것이다. 나의 다음 블로그에서 이 프로토콜에 대해서 다룰 것이다.
[출처 : http://www.hobbypcb.com/blog/item/3-16x32-rgb-led-matrix-technical-details.html
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