Pantalla LCD

Descrición:

LCD vén do inglés Liquid Crystal Display, é dicir, é unha pantalla de cristal liquido. As LCDs alfa-numéricas permiten mostrar mensaxes de texto sinxelos e hainas dispoñibles en diferentes formatos. A que usaremos aquí (modelo 1602A) ten un formato 16×2 (16 caracteres e dúas liñas).

Imos ver dúas opcións de conexión e programación:

Conexión directa a Arduíno		Conexión a través de interface I2C
[tecnoloxia.org CC By-SA]		[tecnoloxia.org CC By-SA]

pins_tira2

No primeiro caso, para poder realizar as conexións da pantalla debemos soldar unha tira de pins nos conectores e suxeitala cunha protoboard.

No segundo caso o controlador xa vén integrado e preparado para conectar. Úsanse unicamente dous pins de Arduíno, polo que pode ser interesante para proxectos complexos nos que xa teñamos moitos pins ocupados con outras cousas.

Conexión:

Elixe a opción correspondente á pantalla que vaias utilizar:

1. LCD con I2C

[tecnoloxia.org CC By-SA from Fritzing]

I²C ou I2C é un bus de comunicacións en serie que utiliza dúas liñas para transmitir a información: unha para os datos e outra para o sinal de reloxo, polo que a conexión dunha pantalla LCD con interface I2C resulta moi sinxela, pois só temos catro pins.

No caso dunha placa Arduíno UNO as conexións serían:

GND e Vcc para a alimentación.
SDA ao pin analóxico A4. É o pin de datos.
SCL ao pin analóxico A5. É o que envía o sinal de reloxo.

A tarxeta Arduíno UNO Rev3 ten outros dous pins que podemos utilizar igualmente para a comunicación I2C, e que están na parte superior, xunto aos pins dixitais. Está indicado pola parte de atrás da tarxeta. Se tes este modelo de Arduíno e che resulta máis cómodo podes substituír as conexións A4 e A5 polos pins SDA e SCL da parte superior.

O módulo I2C soe vir acoplado á parte posterior da pantalla LCD, e incorpora un potenciómetro que permite o axuste do brillo.

2. Conexión directa

Debes soldar unha tira de pins á pantalla LCD, conectala nunha protoboard, e realizar as seguintes conexións:

[Esquema exemplo de fritzing]

1º) Alimentación:	3º) Pins de control:	5º) LED: (opcional)
A pantalla LCD debería acenderse se conectamos a alimentación do Arduíno Vss: GND Vcc: 5V	Rs: ao pin 12 do Arduíno RW: a GND E: ao pin 11 do Arduíno	É o díodo de retro-iluminación. LED K: a GND LED A: a unha resistencia de 220Ω conectada a 5V no outro extremo.
2º) Potenciómetro:	4º) Cables de datos:
Encárgase do axuste do brillo. Fai unha proba despois de conectalo. Deberían verse as matrices de puntos. Vo: Pin central do potenciómetro. Un pin dos extremos do potenciómetro a 5V e o outro a GND.	DB4: ao pin 5 do Arduíno DB5: ao pin 4 do Arduíno DB6: ao pin 3 do Arduíno DB7: ao pin 2 do Arduíno

[Esquema exemplo de fritzing]

Configuración:

Nestas lapelas móstranse os programas de inicio da LCD normal e da LCD con I2C respectivamente. Na sección de prácticas mostraremos diversos exemplos de programas a incluír no loop(){ } e que se programan do mesmo xeito sexa cal sexa a opción escollida.

1. Configuración con I2C

Librerías

O primeiro que debemos facer é incorporar a librería LiquidCrystal-I2C. Pódese descargar directamente neste zip. Unha vez gardada no noso ordenador engadímola ao directorio de librerías do IDE de Arduíno (” Sketch → Incluír biblioteca → engadir biblioteca zip”) e despois incluímola no noso proxecto (Sketch → Incluír biblioteca → LiquidCrystal-I2C).

[tecnoloxia.org CC By-SA]

Hai que incluír ademais outra librería estándar que xa temos no IDE de Arduíno e que se encarga da comunicación I2C: (Sketch → Incluír biblioteca → Wire) (Wire reference)

Configuración

[tecnoloxia.org CC By-SA]

Debemos coñecer o enderezo da pantalla LCD en hexadecimal.

Cada compoñente que conectamos a un bus I2C ten un enderezo único, o que permite que os datos sexan enviados a un dispositivo concreto no caso de ter conectado máis de un. O enderezo por defecto destas pantallas LCD soe ser 0x27, pero depende do modelo. Se tes outro dispositivo podes atopar o seu enderezo utilizando o programa I2C scanner no teu Arduíno. Sairá unha mensaxe como a da imaxe.

Despois debemos introducir os parámetros da clase LiquidCrystal_I2C. No noso caso serán o enderezo, o número de columnas e o número de filas: LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

Proba este programa cunha mensaxe de inicio.

Para enviar un texto e que se mostre na pantalla utilizamos a función: lcd.print(“texto”);
Para borrar a pantalla utilizamos a función lcd.clear();


/* Pantalla LCD con I2C */

// Librerías

#include <Wire.h>               // Para a comunicación I2C
#include <LiquidCrystal_I2C.h>  // Para o control da LCD con I2C

// Configuración:

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

void setup(){
  
  lcd.init();                // Inicializar a LCD
  lcd.backlight();            // acender

  lcd.print("LCD acesa!");    // Escribimos texto

  delay (2000);
  lcd.clear();                // Borrar pantalla 
  
}

// Programa: 

void loop() {

  // Aquí escribiremos os programas

}

/* Pantalla LCD con I2C */

// Librerías

#include <Wire.h> // Para a comunicación I2C

#include <LiquidCrystal_I2C.h> // Para o control da LCD con I2C

// Configuración:

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

void setup(){

lcd.init(); // Inicializar a LCD

lcd.backlight(); // acender

lcd.print("LCD acesa!"); // Escribimos texto

delay (2000);

lcd.clear(); // Borrar pantalla

}

// Programa:

void loop() {

// Aquí escribiremos os programas

}

Carga este programa e axusta o contraste co potenciómetro ata que se vexa ben o texto. Para que se mostre o texto permanentemente ata que finalices o axuste comenta a instrución de borrado:


// lcd.clear();        // Borrar pantalla

// lcd.clear(); // Borrar pantalla

Elimina o comentario antes de introducir os programas seguintes no loop() para que se borre a pantalla de benvida antes de que se executen.

2. Configuración directa

Librería

Antes de nada debemos incorporar a librería “LiquidCrystal.h” que xa está incluída no propio IDE de Arduíno: Sketch → Incluír biblioteca → LiquidCrystal

Despois debemos crear unha instancia chamada lcd, da clase LiquidCrystal, e escribimos os parámetros cos pins que utilizamos para conectar a pantalla a Arduíno. LiquidCrystal lcd( RS, EN, d4, d5, d6, d7);

Configuración

No setup() debemos indicar o número de columnas e o número de filas da nosa LCD: lcd.begin(columnas, filas);

Imos escribir unha primeira mensaxe que aparece cando iniciamos o programa e que só se vai executar unha vez, pois está no setup().

Para enviar un texto e que se mostre na pantalla utilizamos a función: lcd.print(“texto”);
Para borrar a pantalla utilizamos a función lcd.clear();


#include <LiquidCrystal.h>

// Configuración:

LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);	// Escribimos os pins ao que está conectada a LCD

void setup() {
  lcd.begin(16, 2);		// nº columnas, nº de filas
  lcd.print("LCD acesa!");	// Escribimos
  delay(1000);							
  lcd.clear();		        // Borrar pantalla 
}

// Programa:

void loop(){

  // Substitúe este bucle polos que aparecen nas seguintes prácticas para probalas
}

#include <LiquidCrystal.h>

// Configuración:

LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2); // Escribimos os pins ao que está conectada a LCD

void setup() {

lcd.begin(16, 2); // nº columnas, nº de filas

lcd.print("LCD acesa!"); // Escribimos

delay(1000);

lcd.clear(); // Borrar pantalla

}

// Programa:

void loop(){

// Substitúe este bucle polos que aparecen nas seguintes prácticas para probalas

}

Carga este programa e axusta o contraste co potenciómetro ata que se vexa ben o texto. Para que se mostre o texto permanentemente ata que finalices o axuste comenta a instrución de borrado:


// lcd.clear();        // Borrar pantalla

// lcd.clear(); // Borrar pantalla

Elimina o comentario antes de introducir os programas seguintes no loop() para que se borre a pantalla de benvida antes de que se executen.

Prácticas

Aquí móstranse algúns exemplos de programas que podes incluír no loop(){ } que deixamos baleiro. Lémbrate de poñer primeiro o programa correspondente á configuración da túa pantalla LCD.

1. Texto

Imos escribir un texto na pantalla en diferentes posicións. Para indicar a posición do cursor debemos utilizar a función lcd.setCursor(columna, liña); A nosa pantalla ten 16 columnas (de 0 a 15) e 2 liñas (0 a de arriba e 1 a de abaixo)


// Posición do punteiro:

void loop() {
  
  lcd.home();                 // Pon o cursor no (0,0)
  lcd.print("Posicion:");	// Escribe un texto
  delay(500);	
  lcd.setCursor(10, 0);		// Cursor na columna 10 liña 0
  lcd.print("10,0");
  delay(500);	
  lcd.setCursor(0, 1);		// Cursor na columna 0 liña 1
  lcd.print("0,1");	
  delay(500);	
  lcd.setCursor(5, 1);		// Cursor na columna 5 liña 1
  lcd.print("5,1");	
  delay(500);	
  lcd.setCursor(10, 1);
  lcd.print("10,1");
  
  delay(3000);	
  lcd.clear();             // Borrar pantalla
}

// Posición do punteiro:

void loop() {

lcd.home(); // Pon o cursor no (0,0)

lcd.print("Posicion:"); // Escribe un texto

delay(500);

lcd.setCursor(10, 0); // Cursor na columna 10 liña 0

lcd.print("10,0");

delay(500);

lcd.setCursor(0, 1); // Cursor na columna 0 liña 1

lcd.print("0,1");

delay(500);

lcd.setCursor(5, 1); // Cursor na columna 5 liña 1

lcd.print("5,1");

delay(500);

lcd.setCursor(10, 1);

lcd.print("10,1");

delay(3000);

lcd.clear(); // Borrar pantalla

}

2. Scroll

Agora imos facer scroll cun texto derminado. Para mover un texto pola pantalla usaremos as funcións lcd.scrollDisplayLeft(); para movernos cara á esquerda e lcd.scrollDisplayRight(); cara á dereita.

Debemos indicar mediante un bucle for o número de posicións que queremos movernos. A velocidade do desprazamento pódese axustar cambiando o valor do delay do bucle for.


// Scroll

void loop(){
  
  lcd.print("tecnoloxia");		// Escribimos (texto de 10 caracteres)
  delay(1000);
  
  for (int pos=0; pos<10; pos++) {	// Scroll 10 posicións á esquerda 
    lcd.scrollDisplayLeft();
    delay(150);
  }
  delay(1000);

  for (int pos=0; pos<26; pos++) {	// Scroll 26 posicións á dereita. (10 da palabra + 16 da pantalla)
    lcd.scrollDisplayRight();
    delay(150);
  }
  delay(1000);

  for (int pos=0; pos<13; pos++) {	// Mover ao centro da pantalla (5 da palabra +8 da pantalla)
    lcd.scrollDisplayLeft();
    delay(150);
  }

  delay(3000);
  lcd.clear();				// Borrar pantalla
}

// Scroll

void loop(){

lcd.print("tecnoloxia"); // Escribimos (texto de 10 caracteres)

delay(1000);

for (int pos=0; pos<10; pos++) { // Scroll 10 posicións á esquerda

lcd.scrollDisplayLeft();

delay(150);

}

delay(1000);

for (int pos=0; pos<26; pos++) { // Scroll 26 posicións á dereita. (10 da palabra + 16 da pantalla)

lcd.scrollDisplayRight();

delay(150);

}

delay(1000);

for (int pos=0; pos<13; pos++) { // Mover ao centro da pantalla (5 da palabra +8 da pantalla)

lcd.scrollDisplayLeft();

delay(150);

}

delay(3000);

lcd.clear(); // Borrar pantalla

}

3. Scroll automático

Tamén podemos configurar a pantalla para que faga scroll automático cando se introduce un texto. Para iso temos que utilizar a función lcd.autoscroll(); para activalo e lcd.noAutoscroll(); para desactivalo


// Scroll automático

void loop(){
  
  lcd.setCursor(0, 0);

  for (int thisChar=0; thisChar<10; thisChar++) {	// Escribir de 0 a 9 sen scroll
    lcd.print(thisChar);
    delay(500);
  }
  
  lcd.autoscroll();					// Poñemos a pantalla en modo scroll automático:

  lcd.setCursor(16, 1);					// Cursor na columna 16 liña 1
  for (int thisChar=0; thisChar<10; thisChar++) {	// Escribir de 0 a 9 (con scroll automático)
    lcd.print(thisChar);
    delay(500);
  }

  lcd.noAutoscroll();					// Paramos o scroll automático

  delay(3000);
  lcd.clear();
  
}

// Scroll automático

void loop(){

lcd.setCursor(0, 0);

for (int thisChar=0; thisChar<10; thisChar++) { // Escribir de 0 a 9 sen scroll

lcd.print(thisChar);

delay(500);

}

lcd.autoscroll(); // Poñemos a pantalla en modo scroll automático:

lcd.setCursor(16, 1); // Cursor na columna 16 liña 1

for (int thisChar=0; thisChar<10; thisChar++) { // Escribir de 0 a 9 (con scroll automático)

lcd.print(thisChar);

delay(500);

}

lcd.noAutoscroll(); // Paramos o scroll automático

delay(3000);

lcd.clear();

}

4. Consola

Agora imos mostrar na pantalla LCD un texto recollido desde a consola serie. Só falta que ti lle poñas scroll a gusto.

Para entender como funciona a consola serie podes mirar previamente esta páxina.


// Texto desde consola

// ** Engadir isto no setup() do teu programa
  Serial.begin(9600);                    // Iniciamos a comunicación serial
  while(!Serial);
// **

void loop() {
  
  lcd.print("Introduce texto");	
  lcd.setCursor(0, 1);		
  lcd.print("na consola serie");	
  delay(1000); 
  
  while(Serial.available()==0);         // Agarda mentres non recibe datos
  
  if (Serial.available()) {		// Cando están entrando caracteres polo porto serie ...
    delay(100);				// Damos tempo para que chegue a mensaxe
    lcd.clear();			// Borramos a pantalla
    
    while (Serial.available() > 0) {	// Mentres haxa datos no buffer
      lcd.write(Serial.read());		// Lemos os caracteres e escribímolos la LCD
      delay(100);	
    }
  }
  delay(3000);
  lcd.clear();				// Borrar pantalla
  
}

// Texto desde consola

// ** Engadir isto no setup() do teu programa

Serial.begin(9600); // Iniciamos a comunicación serial

while(!Serial);

// **

void loop() {

lcd.print("Introduce texto");

lcd.setCursor(0, 1);

lcd.print("na consola serie");

delay(1000);

while(Serial.available()==0); // Agarda mentres non recibe datos

if (Serial.available()) { // Cando están entrando caracteres polo porto serie ...

delay(100); // Damos tempo para que chegue a mensaxe

lcd.clear(); // Borramos a pantalla

while (Serial.available() > 0) { // Mentres haxa datos no buffer

lcd.write(Serial.read()); // Lemos os caracteres e escribímolos la LCD

delay(100);

}

delay(3000);

lcd.clear(); // Borrar pantalla

}

[tecnoloxia.org CC By-SA]

Se ves que se imprimen caracteres estraños despois do texto introducido na consola, pode ser que esteas engadindo o salto de liña.

Para solucionalo selecciona na parte inferior da consola “Falta final de liña”.

5. Debuxos

Podemos definir os nosos propios caracteres e amosalos na pantalla, e incluso crear animacións.

[tecnoloxia.org CC By-SA from lcdchar]

O primeiro que debemos facer é definir os nosos caracteres personalizados creando un array cos valores dos píxeles de cada carácter, formado por 40 puntos distribuídos en 8 filas e 5 columnas. Nesta web tes unha aplicación para debuxar e extraer o código dos teus debuxos.

Despois rexistramos o novo carácter coa instrución lcd.createChar(número asignado, nome do array);

Para mostralo na pantalla LCD temos dúas opcións:

lcd.write(número do carácter);
lcd.print((char)número do carácter);


// Debuxos

void loop() {

  // definición dos novos caracteres

  byte corazon1[8] = {B00000,B01010,B11111,B11111,B11111,B01110,B00100,B00000};
  byte corazon2[8] = {B00000,B01010,B10101,B10001,B10001,B01010,B00100,B00000};
  
  byte bateria1[8] = {B01110,B11011,B10001,B10001,B10001,B10001,B10001,B11111};
  byte bateria2[8] = {B01110,B11011,B10001,B10001,B10001,B10001,B11111,B11111};
  byte bateria3[8] = {B01110,B11011,B10001,B10001,B10001,B11111,B11111,B11111};
  byte bateria4[8] = {B01110,B11011,B10001,B10001,B11111,B11111,B11111,B11111};
  byte bateria5[8] = {B01110,B11011,B10001,B11111,B11111,B11111,B11111,B11111};
  byte bateria6[8] = {B01110,B11111,B11111,B11111,B11111,B11111,B11111,B11111};
  
  lcd.createChar(0, corazon1);
  lcd.createChar(1, corazon2);
  lcd.createChar(2, bateria1);  
  lcd.createChar(3, bateria2); 
  lcd.createChar(4, bateria3);
  lcd.createChar(5, bateria4);
  lcd.createChar(6, bateria5);
  lcd.createChar(7, bateria6);

  // I love tecnoloxia

  lcd.home();                 // Pon o cursor no (0,0)
  lcd.print("I ");
  lcd.print((char)0);         // Pinta o corazón1
  lcd.print(" tecnoloxia ");
  
  delay(3000);
  lcd.clear();
  
  // Animación carga:

  lcd.home();  
  for (int i=2; i<=7; i++){
    lcd.clear(); 
    lcd.print((char)i); 
    delay(1000);
  } 
  lcd.print(" Carga completa");
  
  delay(3000);
  lcd.clear();

  // Animación corazón:

  for (int j=0; j<10; j++){     // Repetimos 10 veces
    for (int i=0; i<=1; i++){   // debuxa os corazóns 1 e 2 cun intervalo de tempo
      lcd.clear(); 
      lcd.print((char)i); 
      delay(300);
    }   
  }
  delay(2000);
  lcd.clear();

}

// Debuxos

void loop() {

// definición dos novos caracteres

byte corazon1[8] = {B00000,B01010,B11111,B11111,B11111,B01110,B00100,B00000};

byte corazon2[8] = {B00000,B01010,B10101,B10001,B10001,B01010,B00100,B00000};

byte bateria1[8] = {B01110,B11011,B10001,B10001,B10001,B10001,B10001,B11111};

byte bateria2[8] = {B01110,B11011,B10001,B10001,B10001,B10001,B11111,B11111};

byte bateria3[8] = {B01110,B11011,B10001,B10001,B10001,B11111,B11111,B11111};

byte bateria4[8] = {B01110,B11011,B10001,B10001,B11111,B11111,B11111,B11111};

byte bateria5[8] = {B01110,B11011,B10001,B11111,B11111,B11111,B11111,B11111};

byte bateria6[8] = {B01110,B11111,B11111,B11111,B11111,B11111,B11111,B11111};

lcd.createChar(0, corazon1);

lcd.createChar(1, corazon2);

lcd.createChar(2, bateria1);

lcd.createChar(3, bateria2);

lcd.createChar(4, bateria3);

lcd.createChar(5, bateria4);

lcd.createChar(6, bateria5);

lcd.createChar(7, bateria6);

// I love tecnoloxia

lcd.home(); // Pon o cursor no (0,0)

lcd.print("I ");

lcd.print((char)0); // Pinta o corazón1

lcd.print(" tecnoloxia ");

delay(3000);

lcd.clear();

// Animación carga:

lcd.home();

for (int i=2; i<=7; i++){

lcd.clear();

lcd.print((char)i);

delay(1000);

}

lcd.print(" Carga completa");

delay(3000);

lcd.clear();

// Animación corazón:

for (int j=0; j<10; j++){ // Repetimos 10 veces

for (int i=0; i<=1; i++){ // debuxa os corazóns 1 e 2 cun intervalo de tempo

lcd.clear();

lcd.print((char)i);

delay(300);

}

delay(2000);

lcd.clear();

}

Hai que ter en conta que só podemos usar 8 caracteres especiais simultaneamente (de 0 a 7). O número asignado indica a posición da memoria da pantalla onde gardamos o carácter personalizado. Esta pantalla ten 8 posicións de memoria, polo que se queremos gardar un noveno deseño teremos que substituír algún dos gardados anteriormente no momento de utilizalo.

Propostas:

Estas son algunhas ideas para traballar, pero o ideal é que traballes o necesario para incorporar unha pantalla LCD ao teu proxecto.

Datos dos sensores: Mostra na pantalla LCD os datos procedentes dun sensor. Por exemplo, dun sensor de temperatura mostra os graos centígrados e kelvin.
Datos de saída: Mostra na pantalla os datos de saída dalgún actuador do teu proxecto: Led aceso ou apagado, ángulo dun servo, estado dun motor (sentido de xiro e parado).
Ascensor: Nun proxecto dun ascensor de 3 pisos, mostra na pantalla o piso no que está ou se está subindo ou baixando.

Deseño 3D

En Thingiverse tedes o STL deste soporte para LCD deseñado polo alumnado de Tecnoloxía Industrial de 2ºBach (curso 16-17)

Se queres facer o teu propio soporte poden axudarche estas medidas:

Extra:

Cando remates o teu traballo podes botar unha partida a Arduino LCD Game.

Facendo clic en “Code editor” podes copiar o código para cargalo no teu Arduíno. Se usas unha LCD con interface I2C lémbrate de adaptar a configuración do programa. Engade un pulsador ao pin 2. (Instrucións aquí)

[Captura de Arduino LCD Game from circuits.io]

Descrición:

Conexión:

1. LCD con I2C

2. Conexión directa

Configuración:

1. Configuración con I2C

Librerías

Configuración

2. Configuración directa

Librería

Configuración

Prácticas

1. Texto

2. Scroll

3. Scroll automático

4. Consola

5. Debuxos

Propostas:

Deseño 3D

Extra:

Deixa unha resposta Cancelar a resposta