viernes, 10 de febrero de 2017

Tutorial LCD con I2C, controla un LCD con solo dos pines

Tutorial LCD con I2C, controla un LCD con solo dos pines
En este tutorial usaremos un módulo adaptador de LCD a I2C para poder controlar nuestro LCD con solo dos pines de nuestro Arduino

Este tutorial es similar a este otro (Tutorial LCD, conectando tu arduino a un LCD1602 y LCD2004) con la diferencia que usamos un módulo adaptador LCD a I2C, pero trabajaremos los mismo ejercicios y así ver que el modulo es fácil de usar como si trabajáramos directamente con el LCD.
EL Módulo adaptador LCD a I2C que usaremos está basado en el controlador I2C PCF8574, el cual es un expanzor de entrada y salidas digitales controlado por I2C, que en este módulo se usa para controlar un LCD.
La dirección del módulo I2C que viene por defeco es 0x27, pero podemos cambiarlo soldando los puentes A0,A1y A2; quedando la dirección en binario de la siguiente forma :0|0|1|0|0|A2|A1|A0. Por defecto A0,A2,A1 valen 1 pero si soldamos los puentes, estos se conectan a tierra teniendo un valor 0, por ejemplo si soldamos los tres puentes la dirección seria 0|0|1|0|0|0|0|0 (0x20).
Módulo adaptador LCD a I2C
Para controlar el contraste solo necesitamos variar el potenciómetro que se encuentra en el módulo.
La luz de fondo se controla por software, desde el Arduino; pero el modulo tiene un Jumper para desconectar el Led de la luz de fondo.

Conexiones entre Arduino y Módulo adaptador LCD a I2C

El adaptador LCD a i2C tiene los pines ordenados para solo conectar al LCD, esto lo podemos hacer a través de un protoboard o soldando directamente al LCD
conexion adaptador LCD a I2C
Para conectar con el Arduino solo utilizamos los pines I2C del Arduino y alimentación
Adaptador LCD a I2C
Arduino Uno, Nano, Mini.
Arduino Mega , DUE
Arduino Leonardo
  GND
GND
GND
GND
  VCC
5V
5V
5V
  SDA
A4
20
2
  SCL
A5
21
3
   
conexion arduino y LCD I2C
  
Las conexiones para el LCD de 20 x 4 son las mismas.



Librería LiquidCrystal_I2C para Arduino

Existen diferentes tipos y versiones de  la librería para LCD I2C, información más completa pueden encontrar en: http://playground.arduino.cc/Code/LCDi2c , nosotros usaremos la librería LiquidCrystal_I2C
Las funciones que utiliza esta librería son similares a la librería LiquidCrystal de Arduino, pero volveremos a explicaremos las funciones principales.

LiquidCrystal_I2C(lcd_Addr, lcd_cols, lcd_rows) 

Función constructor, crea una variable de la clase LiquidCrystal_I2C, con dirección, columnas y filas indicadas.

init()

Inicializa el modulo adaptador LCD a I2C, esta función internamente configura e inicializa el I2C y el LCD.

clear()

Borra la pantalla LCD y posiciona el cursor en la esquina superior izquierda (posición (0,0)).

setCursor(col, row)

Posiciona el cursor del LCD en la posición indicada por col y row(x,y); es decir, establecer la ubicación en la que se mostrará posteriormente texto escrito para la pantalla LCD.

print()

Escribe un texto o mensaje en el LCD, su uso es similar a un Serial.print

scrollDisplayLeft()

Se desplaza el contenido de la pantalla (texto y el cursor) un espacio hacia la izquierda.

scrollDisplayRight()

Se desplaza el contenido de la pantalla (texto y el cursor) un espacio a la derecha.

backlight();

Enciende la Luz del Fondo del LCD

noBacklight();

Apaga la Luz del Fondo del LCD

createChar (num, datos)

Crea un carácter personalizado para su uso en la pantalla LCD. Se admiten hasta ocho caracteres de 5x8 píxeles (numeradas del 0 al 7). Dónde: num es el número de carácter y datos es una matriz que contienen los pixeles del carácter. Se verá un ejemplo de esto más adelante.
Explicado la librería veamos unos ejemplos:

1. Un Hola mundo con Arduino y LCD

Mostraremos  texto y un valor numérico en el LCD, para esto cargamos el siguiente sketch:
#include <Wire.h> 
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

//Crear el objeto lcd  dirección  0x27 y 16 columnas x 2 filas
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2);  //

void setup() {
  // Inicializar el LCD
  lcd.init();
  
  //Encender la luz de fondo.
  lcd.backlight();
  
  // Escribimos el Mensaje en el LCD.
  lcd.print("Hola Mundo");
}

void loop() {
   // Ubicamos el cursor en la primera posición(columna:0) de la segunda línea(fila:1)
  lcd.setCursor(0, 1);
   // Escribimos el número de segundos trascurridos
  lcd.print(millis()/1000);
  lcd.print(" Segundos");
  delay(100);
}

Después de cargar, en su LCD deben obtener el siguiente resultado

 Hola mundo con LCD I2C

La programación es similar para un LCD de 20x4, solo  hay que modificar en:
 LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,20,4);

2. Desplazando el texto en el LCD

En este ejemplo para desplazar el texto usaremos la función scrollDisplayLeft(). El codigo es el siguiente:
#include <Wire.h> 
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

//Crear el objeto lcd  dirección  0x27 y 16 columnas x 2 filas
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2);  //

void setup() {
  // Inicializar el LCD
  lcd.init();
  
  //Encender la luz de fondo.
  lcd.backlight();
  
  // Escribimos el Mensaje en el LCD en una posición  central.
  lcd.setCursor(10, 0);
  lcd.print("WWW.NAYLAMPMECHATRONICS.COM");
  lcd.setCursor(4, 1);
  lcd.print("Tutorial LCD, Test de desplazamiento  ");
}

void loop() {
  //desplazamos una posición a la izquierda
  lcd.scrollDisplayLeft(); 
  delay(500);
}

 EL resultado sera el texto desplazandose de derecha a izquierda.

desplazamiento de texto con LCD I2C

3. Mostrando datos de sensores o variables en el LCD

En este ejemplo mostramos en el LCD variables, que pueden representar valores de sensores u otros datos. Para simular los sensores usaremos potenciómetros conectados a los puertos analógicos.
#include <Wire.h> 
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

//Crear el objeto lcd  dirección  0x27 y 16 columnas x 2 filas
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2);  //

void setup() {
  // Inicializar el LCD
  lcd.init();
  
  //Encender la luz de fondo.
  lcd.backlight();
  
}

void loop() {
  int sen1=analogRead(A0);
  float sen2=analogRead(A1)*(5.0 / 1023.0);
  float sen3=analogRead(A2)*(100.0 / 1023.0);
  int tiempo=millis()/1000;
  // Cursor en la primera posición de la primera fila
  lcd.setCursor(0,0);
  lcd.print("ADC:");
  lcd.print(sen1);
  lcd.print("   ");
  // Cursor en la 11° posición de la primera fila
  lcd.setCursor(10,0);
  lcd.print("V:");
  lcd.print(sen2,1);//1 decimal
  lcd.print("V  ");
  // Cursor en la primera posición de la 2° fila
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.print("T:");
  lcd.print(sen3,1); //1 decimal
  lcd.print("337C  "); // "337" -> "°"
  // Cursor en la 11° posición de la 2° fila
  lcd.setCursor(10,1);
  lcd.print("t:");
  lcd.print(tiempo);
  lcd.print(" s  ");
  
  delay(200);
  
}

Su resultado debe ser el siguiente.

 Datos y variables en LCD I2C

4. Agregando nuevos caracteres a nuestro LCD

Explicaremos nuevamente como esta característica en caso no hayan revisado el tutorial anterior.
En algunos casos el LCD no tiene los caracteres que deseamos, o necesitamos dibujar caracteres personalizados, en este caso usamos la función createChar () pero antes expliquemos como está constituido un carácter:
Un carácter está formado  por 5x8 pixeles  los cuales se representan por 8 bytes, uno para cada fila, los 5 bits menos significativos representan los pixeles del carácter
  
caracter alfanuemrico LCD
  
Como máximo podemos crear 8 caracteres nuevos.
Para este ejemplo crearemos los siguientes caracteres:
 pixeles nuevos caracteres LCD
   
A continuación se muestra el código para implementar los nuevos caracteres.
#include <Wire.h> 
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

//Crear el objeto lcd  dirección  0x27 y 16 columnas x 2 filas
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,16,2);  //
byte N[8] = {
B11111,
B10001,
B10001,
B10001,
B10001,
B10001,
B10001,
B00000,
};
byte A[8] = {
B11111,
B10001,
B10001,
B10001,
B10001,
B11111,
B10001,
B00000,
};
byte Y[8] = {
B10001,
B10001,
B10001,
B10001,
B11111,
B00100,
B00100,
B00000,
};
byte L[8] = {
B10000,
B10000,
B10000,
B10000,
B10000,
B10000,
B11111,
B00000,
};
byte M[8] = {
B11111,
B10101,
B10101,
B10101,
B10101,
B10101,
B10101,
B00000,
};
byte P[8] = {
B11111,
B10001,
B10001,
B10001,
B11111,
B10000,
B10000,
B00000,
};
byte cara[8] = {
B00000,
B10001,
B00000,
B00000,
B10001,
B01110,
B00000,
};
byte cuerpo[8] = {
B01110,
B01110,
B00100,
B11111,
B00100,
B01010,
B10001,
B00000,
};

void setup() {
  // Inicializar el LCD
  lcd.init();
  
  //Encender la luz de fondo.
  lcd.backlight();
  
  //creamos los nuevos caracteres
  lcd.createChar (0,N);
  lcd.createChar (1,A);
  lcd.createChar (2,Y);
  lcd.createChar (3,L);
  lcd.createChar (4,M);
  lcd.createChar (5,P);
  lcd.createChar (6,cara);
  lcd.createChar (7,cuerpo);
 // Escribimos el texto en el LCD
  lcd.setCursor(0, 0); 
  lcd.print("Tutorial LCD_I2C");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.write (byte (7));
  lcd.print(" ");
  lcd.write (byte (6));
  lcd.print(" ");
  lcd.write (byte (0));
  lcd.write (byte (1));
  lcd.write (byte (2));
  lcd.write (byte (3));
  lcd.write (byte (1));
  lcd.write (byte (4));
  lcd.write (byte (5));
  lcd.print(" ");
  lcd.write (byte (6));
  lcd.print(" ");
  lcd.write (byte (7));
  

  
}

void loop () {}

El resultado del ejemplo anterior es el siguiente:
  
nuevos caracteres LCD I2C
  
Los ejemplos anteriores se trabajan similar con un LCD2004

Pueden adquirir los materiales usados en este tutorial en nuestra tienda

Arduino Uno R3

Módulo adaptador LCD a I2C

LCD1602 Azul Backlight

LCD2004 Azul Backlight

 

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