I2C LCD 1602

はじめに

I2C LCD1602は、I2Cプロトコルを用いて16x2（16列と2行）の液晶ディスプレイ（LCD）にテキストやキャラクターを表示するデバイスです。Arduinoプロジェクトからの情報、例えばセンサーの読み取り値、メッセージ、メニューなどを表示するために使用できます。I2Cモジュールには、LCDディスプレイ用のパラレルデータにI2Cシリアルデータを変換するPCF8574 I2Cチップが内蔵されています。

• PCF8574 Datasheet

原理

I2C LCD1602は、通常のLCD1602と、その背面に取り付けられたI2Cモジュールで構成されています。このI2Cモジュールは、ArduinoのI/OポートをI2Cプロトコルを使用して拡張するチップです。I2Cプロトコルは、SDA（シリアルデータ）とSCL（シリアルクロック）の2本のワイヤーを使用するシリアル通信プロトコルです。複数のデバイスがこの2本のワイヤーとユニークなアドレスを用いて通信できます。

I2Cモジュールは、Arduinoからの信号をLCDのコマンドに変換します。LCDには、16x2のセルがあり、それぞれのセルは5x8のドットで構成されています。これらのドットは、電圧をかけることでオンまたはオフにできます。LCDは、ドットの異なる組み合わせをオンまたはオフにすることで、さまざまなキャラクターやシンボルを表示できます。

I2Cアドレス

基本的にデフォルトアドレスは0x27で、一部の場合には0x3Fになることもあります。

デフォルトアドレスの0x27を例に取ると、A0/A1/A2パッドを短絡することでデバイスアドレスを変更できます。デフォルト状態では、A0/A1/A2は1ですが、パッドが短絡されると、A0/A1/A2は0になります。

バックライト/コントラスト

バックライトはジャンパーキャップで有効にでき、キャップを外すとバックライトが無効になります。背面の青いポテンショメーターは、コントラスト（最も明るい白と最も暗い黒との間の明るさの比率）を調整するために使用されます。

• ジャンパーキャップ: このキャップによりバックライトを有効にでき、キャップを外すとバックライトが無効になります。

• ポテンショメーター: これは、表示されるテキストの鮮明度を調整するために使用されます。時計回りに回すと増加し、反時計回りに回すと減少します。

注釈

LCDの配線が完了したら、Arduinoをオンにして、I2Cモジュール上のポテンショメーターを回して、最初の行に四角が表示されるまでコントラストを調整し、LCDが正常に動作することを確認してください。

使い方

使用する電子部品

• Arduino Uno R4またはR3ボード * 1

• I2C LCD1602 * 1

• ジャンパーワイヤー

回路の組立て

コード

注釈

ライブラリをインストールするには、Arduinoライブラリマネージャーで "LiquidCrystal I2C" と検索してインストールしてください。

コードの説明

1. ライブラリの取り込みとLCDの初期化:

   LiquidCrystal I2Cライブラリがインクルードされ、それに続いてLiquidCrystal_I2Cクラスを使用してLCDオブジェクトが作成されます。この際、I2Cアドレス、列数、行数が指定されます。

   注釈

   ライブラリをインストールするには、Arduinoライブラリマネージャーで "LiquidCrystal I2C" と検索してインストールしてください。

   #include <LiquidCrystal_I2C.h>
   LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
   

2. setup() 関数:

   setup() 関数はArduinoが起動すると一度だけ実行されます。この関数内で、LCDが初期化され、表示がクリアされ、バックライトがオンにされます。その後、LCDに2つのメッセージが表示されます。

   void setup() {
     lcd.init();       // initialize the LCD
     lcd.clear();      // clear the LCD display
     lcd.backlight();  // Make sure backlight is on
   
     // Print a message on both lines of the LCD.
     lcd.setCursor(2, 0);  //Set cursor to character 2 on line 0
     lcd.print("Hello world!");
   
     lcd.setCursor(2, 1);  //Move cursor to character 2 on line 1
     lcd.print("LCD Tutorial");
   }
   

追加のアイデア

• 温度センサーを組み込み、LCDに現在の室温を表示する。

さらに多くのプロジェクト

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• Bluetooth LCD