液晶画面Arduinoをセットアップする方法は?

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● 引用

LCD 画面を Arduino と統合すると、プロジェクトに貴重な視覚的フィードバックが追加されます。この包括的なガイドでは、パラレル インターフェイスと I2C インターフェイスの両方を使用した 16x2 および 20x4 文字ディスプレイの配線構成、コード実装、および高度な機能について説明します。

必須コンポーネント

Arduino で LCD 画面を正常にセットアップするには、次のコンポーネントが必要です。

- Arduino Uno/Nano: プロジェクトの頭脳として機能するマイクロコントローラー ボード。

- キャラクター LCD モジュール: 一般的に使用されるモジュールには、16x2 (標準) または 20x4 (拡張) が含まれます。

- 10kΩ ポテンショメータ: このコンポーネントは、ディスプレイのコントラストを調整するために重要です。

- 220Ω抵抗:LCDのバックライトLEDへの電流を制限するために使用します。

- ブレッドボード/ジャンパーワイヤ: プロトタイピング中の接続に不可欠です。

LCD ディスプレイを理解する

LCD 文字ディスプレイとは何ですか?

LCD 文字ディスプレイは、個々の ASCII 文字を固定サイズで出力できるタイプの画面です。最も一般的なサイズは 16x2 と 20x4 で、最初の数字は行あたりの文字数を示し、2 番目の数字は行数を示します。各文字はピクセルのグリッド内で形成され、通常は 5x8 の行列に配置されます。

- 16x2 LCD: それぞれ 16 文字の 2 行を表示します。

- 20x4 LCD: それぞれ 20 文字の 4 行を表示します。

これらのディスプレイは多用途性を備えているため、センサー データやステータス メッセージなどを表示できるため、多くのエレクトロニクス プロジェクトで人気があります。

ハードウェア構成

パラレルインターフェース配線

パラレルインターフェースを使用してLCDをArduinoに接続するには、いくつかのピンが必要です。以下は典型的な接続レイアウトです:

の選択

この配線構成により、Arduino は LCD と効果的に通信できます。VO に接続されたポテンショメータはコントラストを調整し、テキストが確実に見えるようにします。

I2C インターフェイスの配線より

シンプルな配線ソリューションをお探しの場合は、I2C インターフェイスの使用を強くお勧めします。この方法により、必要な接続数が減ります:

I2C インターフェイスに必要なワイヤは 4 本しかないため、スペースが限られているプロジェクトや、よりクリーンなセットアップを好むプロジェクトに最適です。

ソフトウェアの実装

ArduinoでLCDディスプレイを制御するには、LiquidCrystalライブラリを使用します。このライブラリは、ディスプレイを簡単に操作するために必要なすべての機能を提供します。

LiquidCrystalライブラリの主な機能

- begin(cols, rows): 表示サイズを初期化します。

- print: 現在のカーソル位置にテキストを出力します。

- setCursor(col, row): カーソルをディスプレイ上の特定の場所に移動します。

- clear: ディスプレイからすべてのテキストをクリアします。

- scrollDisplayLeft/scrollDisplayRight: ディスプレイ全体でテキストをスクロールします。

高度な機能

カスタム文字生成

Arduino で LCD を使用するエキサイティングな機能の 1 つは、カスタム文字を作成できることです。これにより、プロジェクトのユーザー インターフェイスを強化できる独自のシンボルやアイコンをデザインできます。キャラクターのピクセル パターンを表すバイト配列を定義することで、それをメモリに保存し、必要なときにいつでも表示できます。

テキストのスクロール

表示の幅を超える長いメッセージを表示する場合は、テキストのスクロールを実装できます。この機能により、情報を動的に表示し、ユーザー エンゲージメントを高く保つことができます。

一般的な問題と解決策

LCD ディスプレイと Arduino を使用しているときに、いくつかの一般的な問題が発生する場合があります

。空白の画面: 電源接続がしっかりと行われていることを確認し、コントラスト ポテンショメータの調整が必要かどうかを確認します。

2. 文字化け: 正しいモード (4 ビットと 8 ビット) を使用していることを確認し、コード内のピン割り当てを確認します。

3. バックライトのちらつき: 必要に応じて、電流制限抵抗器を交換または調整します。

LCD を使用したクリエイティブな Arduino プロジェクト

LCD を Arduino プロジェクトに統合すると、多くの可能性が広がります。

- デジタル時計: RTC モジュールと LCD を組み合わせて、時刻と日付を表示するリアルタイム時計を作成します。

- 温度と湿度のモニター: DHT11 などのセンサーを LCD と一緒に使用して、環境条件を視覚化します。

- カウントダウンタイマー: 正確なタイミングが重要なキッチンや研究室に適したタイマー アプリケーションを作成します。

- ゲーム リーダーボード/クイズ表示: LCD 画面にスコアや質問を表示することで、インタラクティブなゲームを強化します。

まとめ

Arduino を使用して LCD 画面をセットアップすると、視覚的なフィードバックが提供され、インタラクティブ性が大幅に向上します。このガイドでは、重要な配線構成、コア プログラミング手法、カスタム文字生成やテキストのスクロールなどの高度な機能について説明しました。パラレル接続方法と I2C 接続方法のどちらを選択する場合でも、LCD をプロジェクトに統合すると、間違いなく機能とユーザー エクスペリエンスが向上します。

よくある質問

1.LCDの明るさを上げるにはどうすればよいですか?

バックライト抵抗の値を変更します(低いΩ=明るい)。LED の推奨電流定格を超えないように注意してください。

2. 3.3V Arduinoボードを使用できますか?

はい、ただし、特定のLCDモデルとの互換性を確認してください。多くのモデルでは、適切に動作するためにレベルシフターが必要です。

3. ディスプレイの電力消費が多すぎるのはなぜですか?

コード内の適切なコントロール ピンを使用して、不要な場合はバックライトを無効にします。

4. センサーデータをリアルタイムで表示するにはどうすればよいですか?

loop() 内の「setCursor()」関数と「print()」関数を利用して、ディスプレイ上のセンサー測定値を継続的に更新します。

5. 最大リフレッシュ レートはどれくらいですか?

ほとんどの文字表示で使用されるコントローラーの制限により、通常は約 40Hz HD44780。

このガイドに従い、さまざまな構成やプロジェクトを試すことで、Arduino で LCD スクリーンを使いこなせるようになり、数え切れないほどのクリエイティブなアプリケーションへの扉が開

かれます。

引用

[1] https://www.electronicsforu.com/arduino-projects-ideas

[2] https://howtomechatronics.com/tutorials/arduino/lcd-tutorial/

[3] https://www.instructables.com/Arduino-Interfacing-With-LCD-Without-Potentiometer/

[4] https://stevezafeiriou.com/arduino-lcd/

[5] https://docs.arduino.cc/learn/electronics/lcd-displays

[6]https://forum.arduino.cc/t/interfacing-lcd-with-arduino-without-using-liquid-crystal-library/661968

[7] https://www.youtube.com/watch?v=s_-nIgo71_w

[8] https://projecthub.arduino.cc

[9] https://forum.arduino.cc/t/advanced-programming-of-lcd-display/143529

[10] https://www.crystalfontz.com/products/arduino-lcd-displays.php

[11] https://www.youtube.com/watch?v=860eErq9c3E

[12]https://all3dp.com/2/best-arduino-projects-with-lcd/

[13] https://forum.arduino.cc/t/simple-lcd-program/318032

[14] https://forum.arduino.cc/t/how-to-start-with-a-new-lcd-without-a-library/323753

[15] https://www.hackster.io/Rau7han/best-arduino-projects-2020-advanced-intermediate-level-to-cb823a

[16] https://forum.arduino.cc/t/software-for-layout-design-of-the-lcd-displays/1015972

[17] https://forum.arduino.cc/t/how-to-write-to-lcd-2x16-without-using-liquidcrystal-library/157196

[18] https://www.youtube.com/watch?v=EYhl03ufquQ

[19] https://www.instructables.com/Driving-Salvaged-Graphical-LCD-Display-With-Arduin/

[20] https://forum.arduino.cc/t/using-the-included-lcd-display-without-libraries/249207