Lcd 1602 шилд подключение к ардуино. LCD часы, сигнализация и таймер с детектором движения на Arduino

Что он из себя представляет? Да ничего особенного - просто экран с кнопками, который можно подключить без лишних проводов.

Единственной особенностью является потенциометр на плате. Поначалу я не мог понять, для чего он нужен, но потом выяснилось, что он меняет цвет текста. Если его подкручивать, то цвет теста может быть белый, черный, серый, и голубой (или прозрачный - я так и не понял;)

Собственно вот он:

Подключать мы будем его к Arduino Mega (вы уже и сами догадались по фотографии).

Сложностей при подключении просто быть не может - расположение ног само подскажет вам как и куда правильно его воткнуть.

После установки вся наша конструкция будет выглядеть следующим образом:

А теперь приступим к написанию кода: для начала проверим дисплей на работоспособность.

#include
#include

void setup()
{
lcd.begin(16, 2);
lcd.print("https://сайт");
Serial.begin(9600);
}

void loop(){}

И получим, как видно из кода, следующее:

Если подкрутить потенциометр, то можно изменить цвет шрифта с белого на черный:

Итак, экран работает. Перейдем к нажатию на кнопки на шилде.

Они работают как-то странно и выдают мне частенько разные значения, но, после тестов, я определился, что от 0 до 100 - право, от 200 до 400 - лево и так далее.

Полный список диапазонов вы можете посмотреть в следующем скетче:

#include
#include

LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);

int getButt()
{
int buttonValue = analogRead(0); // считываем значения с аналогового входа(A0)
Serial.println(buttonValue);
if (buttonValue < 100) {
return 1;
}
else if (buttonValue < 200) {
return 2;
}
else if (buttonValue < 400){
return 3;
}
else if (buttonValue < 600){
return 4;
}
else if (buttonValue < 800){
return 5;
}
return 0;
}

void setup()
{
lcd.begin(16, 2);
lcd.print("https://сайт");
Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
button = getButt();
if(button != 0){ // если кнопка нажата то очищаем экран
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.clear();
}
switch (button)
{
case 1:
lcd.print("RIGHT");
break;
case 2:
lcd.print("LEFT");
break;
case 3:
lcd.print("UP");
break;
case 4:
lcd.print("DOWN");
break;
case 5:
lcd.print("SELECT");
break;
}
}

Код достаточно простой, поэтому фото приводить не буду, но есть одно небольшое но - когда кнопка зажата, вызов очистки и отрисовки экрана происходит каждый раз, вследствие этого экран начинает переливаться как на фото снизу:

Лечится все это просто - добавляем последнюю нажатую кнопку и сверяемся с ней. Если изменений не было, то не делаем ничего.

Int button, last_button; // так должна выглядеть строка 6

// меняем строку 39 на следующий код
button = getButt();
if(button == last_button){
return;
}
last_button = button;

Как видите, в отличии от сенсорного дисплея, данный дисплей подключается очень легко.

Or Freeduino board. It includes a 2x16 LCD display and 6 momentary push buttons. Pins 4, 5, 6, 7, 8, 9 and 10 are used to interface with the LCD. Analog Pin 0 is used to read the push buttons. The LCD shield supports contrast adjustment and backlit on/off functions. It also expands analog pins for easy analog sensor reading and display.

Sample Code

/******************************************************* Description: Reads an analog input on pin 1, prints the result to the LCD. This program takes the temperture sensor LM35 for example. Connection: Plug the LCD Keypad to the UNO(or other controllers) Temperture sensor: S(blue) -- A1() Note: A0 has been occupied. VCC(red) -- VCC GND(black) -- GND ********************************************************/ #include LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7); // select the pins used on the LCD panel unsigned long tepTimer ; void setup(){ lcd.begin(16, 2); // start the library } void loop(){ lcd.setCursor(0, 0); // set the LCD cursor position int val; // variable to store the value coming from the analog pin double data; // variable to store the temperature value coming from the conversion formula val=analogRead(1); // read the analog in value: data = (double) val * (5/10.24); // temperature conversion formula if(millis() - tepTimer > 500){ // output a temperature value per 500ms tepTimer = millis(); // print the results to the lcd lcd.print("T: "); lcd.print(data); lcd.print("C"); } }

Expected Results

FAQ

Q&A	Some general Arduino Problems/FAQ/Tips
Q1	I do not understand your schematic. There are too many connectors illustrated than are actually on the shield. Could you show me a mapping?
A1	The J1-J8 include the both the user interface, i.e. Analog pins, APC220(Serial) pins, Digital pins, and the pins connected with the lower Arduino card, e.g. Uno/ Leonardo. Here is a simple mapping picture.
Q2	Why my LCD keypad cannot display anything on the while all right on ?
A2	It works well if uploaded by Arduino 1.5.3 version, however, the latest 1.6.* have discard pin Definition for Edison . So you have to add pinMode(); into the setup() like this:

void setup() { for(int i=4;i<10;i++){ pinMode(i,OUTPUT); } lcd.begin(16, 2); // set up the LCD"s number of columns and rows }

Рассматриваемый шилд представляет собой плату с встроенными модулями индикации и управления. Индикация осуществляется с помощью LCD-дисплея TC1602, управление – через встроенные кнопки. Есть возможность регулировки яркости дисплея прямо на плате с помощью подстроечного резистора. Плата снабжена разъемами, в которые могут быть подключены другие устройства, например, датчики. Для работы с экраном используются пины 4-10, для определения нажатия кнопок – только один аналоговый пин A0. Свободными являются цифровые пины 0-3, 11-13 и аналоговые пины A1-A5.

Основные области применения шилда: создание управляющих модулей, реализующих настройки устройства с помощью интерфейса меню. Экран шилда можно использовать для вывода информации, получаемой с датчиков, с возможностью выполнения пользователем каких-либо действий путем нажатия на встроенные кнопки. Естественно, можно найти и другие способы использования платы: например, реализовать игру типа тетрис.

Технические характеристики

Тип дисплея: LCD 1602, символьный, 4-х битный режим.
Разрешение: 16×2 (две строки по 16 символов каждая). Знакоместо 5×8 точек.
Цвет дисплея: синий (возможны варианты с желтым и зеленым цветом). Буквы белого цвета.
Технология: STN, Transflective, Positive.
Контроллер дисплея: HD44780U.
Предельная частота обновления экрана: 5Гц
Питание дисплея: 5 Вольт
Кнопки: 6 кнопок (5 кнопок управления и Reset).
Дополнительные элементы: регулировка яркости подсветки (потенциометр).
Рабочая температура экрана: от -20 °С до +70 °С;
Температура хранения экрана: от -30 °С до +80 °С.

Распиновка LCD shield для подключения к Arduino

Контакт дисплея LCD 1602	Описание	Контакт на LCD Shield
Пины LCD экрана
GND	Земля
VDD	Питание 5В
Contrast	Управление контрастом	Потенциометр
RS	Команды/Данные	8
R/W	Чтение/Запись
Enable	Включение (активирование)	9
DB0	Не используется
DB1	Не используется
DB2	Не используется
DB3	Не используется
DB4	Дата 1	4
DB5	Дата 2	5
DB6	Дата 3	6
DB7	Дата 4	7
Back LED +	Включение подсветки	10
Back LED –	Питание подсветки
Пины для кнопок
Кнопка UP	Управляющая кнопка	A0
Кнопка DOWN	Управляющая кнопка	A0
Кнопка LEFT	Управляющая кнопка	A0
Кнопка RIGHT	Управляющая кнопка	A0
Кнопка SELECT	Управляющая кнопка	A0
Reset	Reset
ICSP	ICSP для перепрошивки встроенного микроконтроллера HD44780U
UART	Контакты для UART соединения	0, 1

Дополнительные элементы шилда

Индикаторный светодиод (включается при подключении питания к плате).
Контактные площадки для подключения аналоговых устройств (GND, VSS, пин данных).
Потенциометр для регулирования контрастностью экрана.

Подключение платы LCD Shield к Arduino

Подключение шилда очень простое – нужно попасть ножками в соответствующие разъемы платы ардуино и аккуратно совместить их. Ничего дополнительно подсоединять или припаивать не надо. Нужно помнить и учитывать тот факт, что часть пинов зарезервированы для управления дисплеем и кнопками и не может быть использована для других нужд! Для удобства подключения дополнительного оборудования на плате выведены дополнительные разъемы 5В и GND к каждой контактной площадке аналоговых пинов. Это, безусловно, упрощает работу с датчиками. Также можно подключать цифровые устройства через свободные пины 0-3 и 11-13. Подключив шилд, мы можем работать с экраном и кнопками на нем так же, как с отдельными устройствами, учитывая только номера пинов, к которым припаяны соответствующие контакты.

Скетч для экрана на Arduino LCD shield

Для работы с LCD экранами обычно используют популярную библиотеку LiquidCrystal . На этапе инициализации создается объект класса LiquidCrystal, в конструкторе которого мы указываем пины с подключенными контактами экрана. Для нашего шилда требуется использовать такой вариант: LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7); Последовательность аргументов конструктора:

RS (8)
Enable (9)
data(4)
data(5)
data(6)
data(7)

Ничего сложного в работе с объектом нет. В setup() мы инициализируем объект, указывая ему количество символов и строк:

Lcd.begin(16, 2);

Для вывода информации на дисплей используем метод print():

Lcd.print (“Arduino Master!”);

Текст выведется в место текущего нахождения курсора (в начале работы скетча это первая строка и первый символ). Для указания произвольного положения курсора можно использовать функцию setCursor(<столбец>, <строка>):

Lcd.setCursor(0, 0); // Первый символ первой строки lcd.setCursor(0, 1); // Первый символ второй строки lcd.setCursor(2, 1); // Третий символ второй строки

Кнопки LCD Keypad Shield

На плате присутствуют пять управляющих кнопок, работа с которыми ведется через один аналоговый пин A0. В шилде использован достаточно распространенный способ простого кодирования сигнала, при котором каждая кнопка формирует определенное значение напряжения, которое после АЦП преобразуется в соответствующее значение от 0 до 1023. Таким образом, мы можем передавать информацию о нажатии разных кнопок через один пин, считывая его при помощи функции ;

Значения уровня сигнала на пине A0 в зависимости от выбранной кнопки:

Нажатие кнопки	Значение на аналоговом пине
RIGHT	0-100
UP	100-200
DOWN	200-400
LEFT	400-600
SELECT	600-800
Клавиша не нажата	800-1023

Пример скетча работы с кнопками LCD Keypad Shield:

Int keyAnalog = analogRead(A0); if (keyAnalog < 100) { // Значение меньше 100 – нажата кнопка right // Выполняем какое-то действие для кнопки вправо. } else if (keyAnalog < 200) { // Значение больше 100 (иначе мы бы вошли в предыдущий блок результата сравнения, но меньше 200 – нажата кнопка UP // Выполняем какое-то действие для кнопки вверх } else if (keyAnalog < 400) { // Значение больше 200, но меньше 400 – нажата кнопка DOWN // Выполняем действие для кнопки вниз } else if (keyAnalog < 600) { // Значение больше 400, но меньше 600 – нажата кнопка LEFT // Выполняем действие для кнопки влево } else if (keyAnalog < 800) { // Значение больше 600, но меньше 800 – нажата кнопка SELECT // Выполняем действие для кнопки выбора пункта меню } else { // Все остальные значения (до 1023) будут означать, что нажатий не было }

В выбранном методе кодирования есть два главных недостатка:

Нельзя отслеживать одновременное нажатие нескольких кнопок;
Возможные искажения сигнала могут привести к ложным срабатываниям.

Нужно учитывать эти ограничения, выбирая этот шлд в своих проектах, если вы планируете использовать устройство в системах с большим количеством помех, которые могут искажать сигнал на входе A0, из-за чего АЦП может сформировать ошибочное значение и скетч в результате выполнит другие инструкции.

Пример скетча для работы с экраном и кнопками меню

В данном примере мы определяем текущую нажатую кнопку и выводим ее название на экран. Обратите внимание, что для удобства мы выделили операцию определения кнопки в отдельную функцию. Также в скетче мы выделили отдельный метод для вывода текста на экран. В ней мы показываем сообщение (параметр message) и очищаем его через секунду. Нужно помнить, что в течение этой секунды нажатия кнопок не обрабатываются

#include LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7); #define BTN_UP 1 #define BTN_DOWN 2 #define BTN_LEFT 3 #define BTN_RIGHT 4 #define BTN_SELECT 5 #define BTN_NONE 10 int detectButton() { int keyAnalog = analogRead(A0); if (keyAnalog < 100) { // Значение меньше 100 – нажата кнопка right return BTN_RIGHT; } else if (keyAnalog < 200) { // Значение больше 100 (иначе мы бы вошли в предыдущий блок результата сравнения, но меньше 200 – нажата кнопка UP return BTN_UP; } else if (keyAnalog < 400) { // Значение больше 200, но меньше 400 – нажата кнопка DOWN return BTN_DOWN; } else if (keyAnalog < 600) { // Значение больше 400, но меньше 600 – нажата кнопка LEFT return BTN_LEFT; } else if (keyAnalog < 800) { // Значение больше 600, но меньше 800 – нажата кнопка SELECT return BTN_SELECT; } else { // Все остальные значения (до 1023) будут означать, что нажатий не было return BTN_NONE; } } void clearLine(int line){ lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(" "); } void printDisplay(String message){ Serial.println(message); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print(message); delay(1000); clearLine(1); } void setup() { Serial.begin(9600); lcd.begin(16, 2); lcd.print("Arduino Master"); delay(3000); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("Arduino Master"); } void loop() { int button = detectButton(); switch (button) { case BTN_UP: printDisplay("UP"); break; case BTN_DOWN: printDisplay("DOWN"); break; case BTN_LEFT: printDisplay("LEFT"); break; case BTN_RIGHT: printDisplay("RIGHT"); break; case BTN_SELECT: printDisplay("SELECT"); break; default: //printDisplay("Press any key"); break; } }

Краткие выводы по плате расширения LCD keypad shield

Плата расширения LCD Keypad достаточно популярная, она проста и удобна для использования в проектах Arduino. Сегодня ее можно легко купить практически в любом интернет-магазине.

Плюсы LCD Shield:

Упрощает подключение жидкокристаллического экрана.
Уменьшает общие размеры устройства, т.к. убирает выступающие провода и монтажные платы.
Сокращает количество ошибок, связанных с неправильным монтажом и подключением.
Добавляет функциональность кнопочного управления, если на плате установлены кнопки (LCD Keypad shield).

Недостатки:

Стоимость шилда выше, чем стоимость отдельного экрана.
Не всегда нужна дополнительная функциональность в виде кнопок.
Шилд потребляет больше энергии, чем отдельные элементы платы.

Проект, который отлично впишется в интерьер вашего DIY угла, комнаты, гаража или офиса, в котором вы собираете роботов и всякие гиковские автоматизированные проекты на Arduino.

На выходе проекта вы получите в пределах одного модуля следующие фичи:

Часы!;
Отображение даты и времени на LCD экране;
Встроенный счетчик времени (для того, чтобы засекать время, затраченное на один проект);
Будильник (чтобы напоминать о том, что вы засиделись и пора устроить себе разминку);
Отслеживание движения (сберегает заряд аккумулятора, отключая LCD экран, когда вас нет рядом);
Отлично впишется в ваш интерьер Arduino-разработчика!

Необходимые материалы для проекта

LCD Keypad Shield (LCD шилд с кнопками) для Arduino (в данном случае - от производителя DFRobot)
Часы реального времени (RTC) DS1307 (от Adafruit);
Закрывающийся бокс (можно найти в радиомагазине или заказать у китайцев);
Зуммер (Piezo Buzzer);
PIR (Пассивный инфракрасный датчик движения);
Проводники мама/мама;
Джек 2.1 мм;
Переходник для батарейки 9 В 5.5 мм / 2.1 мм;
Крона 9 В.

Фото деталей и узлов для проекта

Сборка модуля часов реального времени

Порой модуль часов реального времени (например, от компании Adafruit DS1307), поставляется в виде отдельных компонентов. Сборка не должна вызвать проблем. Тем более, есть отличная инструкция по использованию и сборке модуля часов реального времени . Как правило, батарейка идет в комплектации модуля. Работать от одной батарейки он будет не меньше трех лет.

Коннектор для питания

Для того, чтобы не возникало проблем с подключением Arduino, используется джек на 2.1 мм, к которому припаены контакты. В боксе сделано отверстие, джек посажен на клей. Теперь подключение Arduino не составляет проблем.

Батарейка (крона) на 9 В просто устанавливается на заднюю часть бокса.

Если вы обратили внимание, в боксе есть еще одно отверстие. Это была первая неудачная попытка. Джек в это отверстие не поместился.

Подсоединяем провода ко всем элементам

Очень рекомендую закупить разноцветные проводники типа мама/мама. Стоят они недорого, а процесс сборки облегчают очень сильно. Подключаем проводники к модулю часов реального времени, ПИР датчику движения , зуммеру, чтобы в дальнейшем подключить их к LCD шилду.

Подключаем все к LCD шилду

После этого добавлен кусок кода из скетча от DFRobot для LCD шилда (включая опцию управления кнопками). Этот скетч можно скачать .

Функции кнопок

На LCD шилде кнопки подписаны (смотрите на фото). Первые пять из шести доступных кнопок (button) были запрограммированы следующим образом:

Кнопка #1 (подписана SELECT) - это кнопка Menu. Эта кнопка отвечает за отображение листаемого списка доступных функций (таймер, установка будильника).

Кнопка #2 (подписана LEFT) - кнопка Select. Служит для выбора функции. Примечание: также используется для инкремента на 10 , когда выбраны часы, минуты и т.п.

Кнопки #3 и 4 (подписаны UP и DOWN) - кнопки Increment и Decrement (инкремент и декремент). Используются для уменьшения и увеличения часов и минут при настройке таймера или будильника. Используются также для переключения между временами суток AM и PM.

Кнопка #5 (подписана RIGHT) - GO! Используется для принятия выбранного значения (например, настроенных минут или часов).

Кнопка #6 (отмечена RST) - Reset, которая перезагружает наш Arduino.

Оставляйте Ваши комментарии, вопросы и делитесь личным опытом ниже. В дискуссии часто рождаются новые идеи и проекты!

В процессе поиска компонентов для проекта «Бани на Ардуино» наткнулся на модуль LCD 1602 keypad shield. На борту модуля имеется 5 кнопок и экран 1602. Кнопки + дисплей - это отличное сочетание. Можно организовать многоуровневое меню и с помощью кнопок реализовать перемещение в нем. Модуль отлично подойдет для быстрой отладки приложений, работающих с дисплеем 1602.

Пример программы для работы Ардуино с модулем LCD 1602 keypad shield

Представленный ниже алгоритм, выводит на экран модуля 1602 LCD keypad shield Arduino две строки. В первой строке отображается надпись Temp.: C – место для вывода показаний с датчика температуры. Во второй строке отображается таймер, считающий время после запуска программы. Алгоритм в будущем отлично подойдет для проекта .

#include "Time.h" //библиотека для работы со временем #include "LiquidCrystal.h" //библиотека для работы с дисплеем LCD 1602. Некоторые люди ищут в сети русификатор библиотеки LCD 1602 keypad shield, не понимаю зачем, но с уверенностью могу сказать, что его нет))) LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7); //выводы необходимые для работы дисплея. //При работе с модулем 1602 LCD keypad shield Arduino эти выводы заняты всегда и их не поменять, //в противном случае возникнут проблемы с отладкой void setup() { //настройки дисплея pinMode(9, OUTPUT); analogWrite(9,100); lcd.begin(16,2); //настройки времени setTime(0,0,0,1,10,2015); } void loop() { //вывод данных на дисплей lcd.clear(); lcd.print("Temp.: "); lcd.print(" C"); lcd.setCursor(0, 1); lcd.print("Time: "); lcd.print(hour()); lcd.print(":"); lcd.print(minute()); lcd.print(":"); lcd.print(second()); delay(1000); //без задержки дисплей будет мерцать, //поэтому лучше использовать ее кратную времени таймера }

Для тех, кому не терпится проверить, как работают кнопки модуля LCD 1602 keypad shield, привожу рабочий демонстрационный скетч для Ардуино. Код был найден в сети, мною добавлены исчерпывающие комментарии и исправлены ошибки.

#include "Wire.h" // библиотека для работы с протоколом I2C #include "LiquidCrystal.h" //библиотека для работы с дисплеем LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7); //как обычно, пины необходимые для работы LCD 1602 keypad shield int button; //переменная хранит данные о текущей активированной кнопке // константы нажатых кнопок const int BUTTON_NONE = 0;//ничего не нажато const int BUTTON_RIGHT = 1;//нажата кнопка вправо const int BUTTON_UP = 2;//нажата кнопка вверх const int BUTTON_DOWN = 3;//нажата кнопка вниз const int BUTTON_LEFT = 4;//нажата кнопка влево const int BUTTON_SELECT = 5;//нажата кнопка выбор //процедура определения нажатой кнопки int getPressedButton() { int buttonValue = analogRead(0); // считываем значения с аналогового входа(A0) if (buttonValue < 100) { return BUTTON_RIGHT; } else if (buttonValue < 200) { return BUTTON_UP; } else if (buttonValue < 400){ return BUTTON_DOWN; } else if (buttonValue < 600){ return BUTTON_LEFT; } else if (buttonValue < 800){ return BUTTON_SELECT; } return BUTTON_NONE; } void setup() { lcd.begin(16, 2); lcd.print("сайт"); } //в основном цикле также нет ничего сложного, переменной button передается информация о нажатой кнопке //и с помощью оператора выбора на экран выводится информация сигнализирующая какая кнопка была нажата void loop() { button = getPressedButton(); switch (button) { case BUTTON_RIGHT: // при нажатии кнопки выводим следующий текст lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" "); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("BUTTON: RIGHT"); break; case BUTTON_LEFT: lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" "); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("BUTTON: LEFT"); break; case BUTTON_UP: lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" "); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("BUTTON: UP"); break; case BUTTON_DOWN: lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" "); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("BUTTON: DOWN"); break; case BUTTON_SELECT: lcd.setCursor(0, 0); lcd.print(" "); lcd.setCursor(0, 0); lcd.print("BUTTON: SELECT"); break; } }

Примеры проектов на 1602 LCD keypad shield Arduino поражают. В сети можно найти алгоритмы программ от часов до игр!