普通数码相机通过使用大量光传感器来捕获从物体反射的光。在这个实验中，我想看看我是否可以构建一个反向摄像头：我不用光传感器阵列，而是只有一个传感器;但是我用32 x 32 LED矩阵控制1,024个单独光源。
它的工作方式是Arduino一次点亮一个LED，同时使用模拟输入监视光传感器的变化。这允许Arduino测试传感器是否可以检测到特定的LED。对1,024个单独的LED中的每一个快速重复该过程，来生成可见的像素图。
如果在LED矩阵和传感器之间放置一个物体，Arduino就能捕捉到该物体的轮廓，一旦捕获完成，该物体的阴影将会显示出来。
奖励：通过微小的调整，相同的代码可实现在LED矩阵上绘画的“数字手写笔”。
第1步：此构建中使用的部件
对于这个项目，我使用了以下组件：
Arduino Uno与面包板
32x32 RGB LED矩阵（来自AdaFruit或Tindie）
5V 4A电源适配器（来自AdaFruit）
直流电源适配器2.1毫米插孔，螺丝接线端子（来自AdaFruit）
一个透明的3mm TIL78光电晶体管
AdaFruit还销售Arduino防护罩，可用于代替跳线。
由于我有一些Tindie积分，我从Tindie得到了矩阵，与AdaFruit的矩阵是相同的，所以任何一个都可以。
光电晶体管来自我几十年前的零件。它是一个3mm的TIL78。据我所知，该部件适用于红外线，是一个透明的外壳或一个阻挡可见光的黑暗外壳。由于RGB LED矩阵发出可见光，因此必须使用透明版。
这个TIL78似乎已经停产，但我想这个项目可以使用现代光电晶体管来制造。如果你发现有用的东西，请告诉我，我会更新这个项目！
第2步：接线并测试光电晶体管
通常情况下，您需要一个电阻与光电晶体管串联，但我知道Arduino能够在任何引脚上启用内部上拉电阻。我可以利用它将光电晶体管连接到Arduino，而无需任何额外的组件。
我用导线将光电晶体管连接到Arduino上的GND和A5引脚。然后我创建了一个例程代码，将A5引脚设置为INPUT_PULLUP。这通常是当开关使用的，但在这种情况下，它为光电晶体管提供电源！
此代码将值打印到对应的串行端口。通过使用Arduino IDE“工具”菜单中的便捷“串行绘图仪”，我可以获得环境光的强度图！当我用手盖住并打开光电晶体管时，图表会上下移动。
这个代码是检查光电晶体管极性接线是否正确的。
步骤3：将Matrix带状电缆连接到Arduino
为了将矩阵连接到Arduino，我浏览了Adafruit的这方面的指南。为方便起见，我将图表和引脚分布粘贴到文档中并打印了一个快速参考页面，以便在连接所有内容时使用。
请注意确保连接器上的选项卡与图中的选项卡匹配。
对于更简洁的电路，您可以使用AdaFruit连接RGB矩阵。可能需要焊接光电晶体管的插头或导线。
第4步：连接矩阵
我将矩阵电源线上的叉形端子拧到插孔适配器上，确保极性正确。由于部分端子暴露在外，为了安全起见，我用电工胶带包裹了整个部件。
然后，我插上电源连接器和电线，注意不要在过程中干扰跳线。
第5步：安装AdaFruit矩阵库并测试矩阵
您需要在Arduino IDE中安装“RGB矩阵面板”和AdaFruit“Adafruit GFX Library”。如果你需要帮助，这个教程是最好的方法。
我建议你运行一些例子，以确保你的RGB面板可以正常工作。我推荐“plasma_32x32”的例子！
重要提示：我发现如果在将5V电源插入矩阵之前我给Arduino上电，矩阵会变暗。似乎矩阵试图从Arduino中获取力量！所以为了避免Arduino过载，在启动Arduino之前要先给矩阵加电！
第6步：加载Matrix扫描代码.
现在，加载Arduino程序来对矩阵进行扫描。我提供了Arduino源代码。一旦你下载后，你应该看到闪烁的光每隔几秒扫一次矩阵。
如果将光电晶体管靠近矩阵，您应该看到光电传感器附近的LED亮起。
尝试进一步移动光电晶体管，使其更接近矩阵。如果您将一个物体放在矩阵上并将光电晶体管放在它上面，您应该能够捕获物体的“阴影”！
您可以在代码中调整一些参数：
如果检测不正常，您可以尝试增加READING_PER_PIXEL和THRESHOLD。将CLEAR设置为false其中每个新一轮的扫描都会向画布添加更多的线条。将INVERT设置为true，其中矩阵常亮，但光电晶体管会使其“阴影”部分变暗
第7步：代码的工作原理：检测可见光与遮挡的LED
经过一些实验，我发现检测传感器中是否可见像素的最佳方法，是从传感器获取成对的模拟读数：LED关闭时读取一个，LED打开时读取另一个读数。如果传感器看不到LED，则读数几乎相同;如果传感器可以看到LED，则读数会有所不同。
为了提高灵敏度，我使用OE（输出使能）线来打开和关闭LED，并读取多个读数。我使用两个累加器来统计LED关闭时的读数与LED打开时的读数。然后，我将这两个总和之间的差异与阈值进行比较，以确定该值是否超过某个阈值，从而让我决定LED是否在传感器的视线范围内。
第8步：代码的工作原理：扫描矩阵
为了扫描矩阵，我直接操作数据线，因为这比使用AdaFruit库绘制像素更有效。在开始扫描之前关闭中断，来禁用AdaFruit库。由于AdaFruit库通过使用中断来工作，这使我可以暂时控制矩阵。
矩阵具有六个移位寄存器，对应于矩阵的上半部和下半部中的整行像素的R，G，B颜色。还有一个锁存控制线（LAT），它将移位寄存器中的值复制到LED驱动器。四条地址线（A，B，C和D）选择上半部分和下半部分的有效行，OE（输出使能）用于打开和关闭LED驱动器。
在正常操作中，锁存器保持上一次点亮的行的值，同时新的值移位到移位寄存器中。加载完整行后，将锁定新值，并为下一行重复该过程。这种更新方式需要写入整行，即使只需要写入一个像素也是如此。
对于扫描，我选择利用移位寄存器，但不选择锁存功能。我将锁存控制线（LAT）设置为高电平，使得在每个CLK脉冲上，移位寄存器的内容立即加载到LED驱动器上。一旦我点亮了第一个像素，时钟线（CLK）上的每个脉冲都会使点亮的像素沿着行向下到下一个像素。通过这样做，就可以将点亮像素向下来扫描整行。
对于行中的每个位置，我使用OE（输出使能）线来打开和关闭像素，同时从光传感器获取读数。一旦我有足够的读数来确定该像素是否可见，我就会向AdaFruit库的帧缓冲区写一个颜色（扫描时，我仍然可以将像素值写入库的帧缓冲区，即使库暂时暂停） 。
扫描完所有行后。我重新启用中断，这会导致AdaFruit库使用缓冲区中的数据刷新矩阵，直到我准备好进行下一次扫描。
