Podłączamy wyświetlacz LCD

Lista elementów potrzebnych do skonstruowania termometru z wyświetlaczem:

• kompletny układ termometru z poprzedniej lekcji („Arduino – brzęczyk”)

• wyświetlacz LCD 2×16

• bateria 9 V

• klips na baterię 9 V

• rezystor 220 Ωomega

• potencjometr

• przewody i zworki połączeniowe

Bazą obecnego projektu jest układ zbudowany podczas poprzedniej lekcji.

RrMzTz1k3tXIs

Zdjęcie przedstawia połączenia pomiędzy arduino uno, a płytką stykową. Na płytce znajduje się termometr (względem wycięcia w obudowie) podłączony jest prawą nóżką do uziemienia, lewą do +5V a środkową do pinu A0 arduino. Pin 5V podłączony jest do +5V płytki, a GND podłączone jest do uziemienia. Uziemienie górnej szyny jak i dolnej na płytce stykowej jest połączone. Podłączona jest także LED, jedną nóżką do uziemienia, drugą zaś poprzez rezystor do pinu 7 arduino. Po środku płytki zamontowany jest brzęczyk, który poprzez rezystor łączy się z pinem 6 arduino, a drugą nóżką do uziemienia.

1. Wpinamy wyświetlacz do płytki stykowej. Najlepiej podłączyć go z boku płytki, aby zostało miejsce na potencjometr.

   R1LjajNH99gdu

   Zdjęcie przedstawia połączenia pomiędzy arduino uno, a płytką stykową. Na płytce znajduje się termometr (względem wycięcia w obudowie) podłączony jest prawą nóżką do uziemienia, lewą do +5V a środkową do pinu A0 arduino. Pin 5V podłączony jest do +5V płytki, a GND podłączone jest do uziemienia. Uziemienie górnej szyny jak i dolnej na płytce stykowej jest połączone. Podłączona jest także LED, jedną nóżką do uziemienia, drugą zaś poprzez rezystor do pinu 7 arduino. Po środku płytki zamontowany jest brzęczyk, który poprzez rezystor łączy się z pinem 6 arduino, a drugą nóżką do uziemienia. Po prawej stronie płytki stykowej podłączono ekran LCD.

   

2. Użyjemy sześciu przewodów o różnych kolorach. Wpinamy styk pierwszego przewodu (w przykładzie jest ma on fioletową koszulkę) do wiersza odpowiadającego złączu D7 na płytce stykowej. Drugi koniec podłączamy do pinu 2. na płytce Arduino.

W taki sam sposób łączymy wyprowadzenie D6 z pinem 3, D5 z pinem 4., D4 z pinem 5., E z pinem 11. i w końcu RS z pinem 12.

R1TA7gmIjnM7S

Zdjęcie przedstawia połączenia pomiędzy arduino uno, a płytką stykową. Na płytce znajduje się termometr (względem wycięcia w obudowie) podłączony jest prawą nóżką do uziemienia, lewą do +5V a środkową do pinu A0 arduino. Pin 5V podłączony jest do +5V płytki, a GND podłączone jest do uziemienia. Uziemienie górnej szyny jak i dolnej na płytce stykowej jest połączone. Podłączona jest także LED, jedną nóżką do uziemienia, drugą zaś poprzez rezystor do pinu 7 arduino. Po środku płytki zamontowany jest brzęczyk, który poprzez rezystor łączy się z pinem 6 arduino, a drugą nóżką do uziemienia. Po prawej stronie płytki stykowej podłączono ekran LCD, do którego podłączono kable prowadzące do arduino.

3. Podłączamy potencjometr – wpinamy go tak, aby z obu stron potencjometru zostały wolne kolumny.

R17QL4HNPr89z

Zdjęcie przedstawia połączenia pomiędzy arduino uno, a płytką stykową. Na płytce znajduje się termometr (względem wycięcia w obudowie) podłączony jest prawą nóżką do uziemienia, lewą do +5V a środkową do pinu A0 arduino. Pin 5V podłączony jest do +5V płytki, a GND podłączone jest do uziemienia. Uziemienie górnej szyny jak i dolnej na płytce stykowej jest połączone. Podłączona jest także LED, jedną nóżką do uziemienia, drugą zaś poprzez rezystor do pinu 7 arduino. Po środku płytki zamontowany jest brzęczyk, który poprzez rezystor łączy się z pinem 6 arduino, a drugą nóżką do uziemienia. Po prawej stronie płytki stykowej podłączono ekran LCD, do którego podłączono kable prowadzące do arduino. Pomiędzy ekranem a brzęczykiem zamontowano potencjometr.

4. Łączymy  potencjometr z wyświetlaczem – styk przewodu wtykamy w wierszu odpowiadającym wyprowadzeniu V0, a drugi wpinamy w wierszu, w którym znajduje się środkowa nóżka potencjometru.

5. Doprowadzamy do potencjometru zasilanie i masę, łącząc jedną nóżkę z szyną dodatnią, a drugą z szyną ujemną.

RAPi1LrnPeadH

Zdjęcie przedstawia połączenia pomiędzy arduino uno, a płytką stykową. Na płytce znajduje się termometr (względem wycięcia w obudowie) podłączony jest prawą nóżką do uziemienia, lewą do +5V a środkową do pinu A0 arduino. Pin 5V podłączony jest do +5V płytki, a GND podłączone jest do uziemienia. Uziemienie górnej szyny jak i dolnej na płytce stykowej jest połączone. Podłączona jest także LED, jedną nóżką do uziemienia, drugą zaś poprzez rezystor do pinu 7 arduino. Po środku płytki zamontowany jest brzęczyk, który poprzez rezystor łączy się z pinem 6 arduino, a drugą nóżką do uziemienia. Po prawej stronie płytki stykowej podłączono ekran LCD, do którego podłączono kable prowadzące do arduino. Pomiędzy ekranem a brzęczykiem zamontowano potencjometr, do jego nóżek podłączono kable, środkowy do 3 pinu ekranu, lewa nóżka do +5V natomiast prawy do uziemienia.

6. Łączymy piny K oraz VSS z szyną ujemną płytki stykowej.

RjOGZ0kKy4kMx

Zdjęcie przedstawia połączenia pomiędzy arduino uno, a płytką stykową. Na płytce znajduje się termometr (względem wycięcia w obudowie) podłączony jest prawą nóżką do uziemienia, lewą do +5V a środkową do pinu A0 arduino. Pin 5V podłączony jest do +5V płytki, a GND podłączone jest do uziemienia. Uziemienie górnej szyny jak i dolnej na płytce stykowej jest połączone. Podłączona jest także LED, jedną nóżką do uziemienia, drugą zaś poprzez rezystor do pinu 7 arduino. Po środku płytki zamontowany jest brzęczyk, który poprzez rezystor łączy się z pinem 6 arduino, a drugą nóżką do uziemienia. Po prawej stronie płytki stykowej podłączono ekran LCD, do którego podłączono kable prowadzące do arduino. Pomiędzy ekranem a brzęczykiem zamontowano potencjometr, do jego nóżek podłączono kable, środkowy do 3 pinu ekranu, lewa nóżka do +5V natomiast prawy do uziemienia. Ostatni i pierwszy pin ekranu podłączono do uziemienia płytki.

7. Wpinamy rezystor tak, aby połączyć pin A z dodatnią szyną płytki stykowej.

RlnbPevvom1kG

Zdjęcie przedstawia połączenia pomiędzy arduino uno, a płytką stykową. Na płytce znajduje się termometr (względem wycięcia w obudowie) podłączony jest prawą nóżką do uziemienia, lewą do +5V a środkową do pinu A0 arduino. Pin 5V podłączony jest do +5V płytki, a GND podłączone jest do uziemienia. Uziemienie górnej szyny jak i dolnej na płytce stykowej jest połączone. Podłączona jest także LED, jedną nóżką do uziemienia, drugą zaś poprzez rezystor do pinu 7 arduino. Po środku płytki zamontowany jest brzęczyk, który poprzez rezystor łączy się z pinem 6 arduino, a drugą nóżką do uziemienia. Po prawej stronie płytki stykowej podłączono ekran LCD, do którego podłączono kable prowadzące do arduino. Pomiędzy ekranem a brzęczykiem zamontowano potencjometr, do jego nóżek podłączono kable, środkowy do 3 pinu ekranu, lewa nóżka do +5V natomiast prawy do uziemienia. Ostatni i pierwszy pin ekranu podłączono do uziemienia płytki, przedostatni pin podłączono rezystorem do węzła dodatniego płytki.

8. Doprowadzamy zasilanie z dodatniej szyny płytki stykowej do pinu VDD.

Rn0DNbT7BHxdl

Zdjęcie przedstawia połączenia pomiędzy arduino uno, a płytką stykową. Na płytce znajduje się termometr (względem wycięcia w obudowie) podłączony jest prawą nóżką do uziemienia, lewą do +5V a środkową do pinu A0 arduino. Pin 5V podłączony jest do +5V płytki, a GND podłączone jest do uziemienia. Uziemienie górnej szyny jak i dolnej na płytce stykowej jest połączone. Podłączona jest także LED, jedną nóżką do uziemienia, drugą zaś poprzez rezystor do pinu 7 arduino. Po środku płytki zamontowany jest brzęczyk, który poprzez rezystor łączy się z pinem 6 arduino, a drugą nóżką do uziemienia. Po prawej stronie płytki stykowej podłączono ekran LCD, do którego podłączono kable prowadzące do arduino. Pomiędzy ekranem a brzęczykiem zamontowano potencjometr, do jego nóżek podłączono kable, środkowy do 3 pinu ekranu, lewa nóżka do +5V natomiast prawy do uziemienia. Ostatni i pierwszy pin ekranu podłączono do uziemienia płytki, przedostatni pin podłączono rezystorem do węzła dodatniego płytki. Do 2 pinu ekranu dołączono kabel z węzła dodatniego płytki.

9. Podłączamy masę (szynę ujemną płytki stykowej) do pinu RW.

RYObtSqovR4QP

Zdjęcie przedstawia połączenia pomiędzy arduino uno, a płytką stykową. Na płytce znajduje się termometr (względem wycięcia w obudowie) podłączony jest prawą nóżką do uziemienia, lewą do +5V a środkową do pinu A0 arduino. Pin 5V podłączony jest do +5V płytki, a GND podłączone jest do uziemienia. Uziemienie górnej szyny jak i dolnej na płytce stykowej jest połączone. Podłączona jest także LED, jedną nóżką do uziemienia, drugą zaś poprzez rezystor do pinu 7 arduino. Po środku płytki zamontowany jest brzęczyk, który poprzez rezystor łączy się z pinem 6 arduino, a drugą nóżką do uziemienia. Po prawej stronie płytki stykowej podłączono ekran LCD, do którego podłączono kable prowadzące do arduino. Pomiędzy ekranem a brzęczykiem zamontowano potencjometr, do jego nóżek podłączono kable, środkowy do 3 pinu ekranu, lewa nóżka do +5V natomiast prawy do uziemienia. Ostatni i pierwszy pin ekranu podłączono do uziemienia płytki, przedostatni pin podłączono rezystorem do węzła dodatniego płytki. Do 2 pinu ekranu dołączono kabel z węzła dodatniego płytki. Pin 5 ekranu podłączono do szyny dodatniej.

10. Gotowy układ wygląda tak jak na rysunku niżej. Podłączamy płytkę Arduino do komputera.

R1JWEWXyKzyjt

Zdjęcie przedstawia połączenia pomiędzy arduino uno, a płytką stykową. Na płytce znajduje się termometr (względem wycięcia w obudowie) podłączony jest prawą nóżką do uziemienia, lewą do +5V a środkową do pinu A0 arduino. Pin 5V podłączony jest do +5V płytki, a GND podłączone jest do uziemienia. Uziemienie górnej szyny jak i dolnej na płytce stykowej jest połączone. Podłączona jest także LED, jedną nóżką do uziemienia, drugą zaś poprzez rezystor do pinu 7 arduino. Po środku płytki zamontowany jest brzęczyk, który poprzez rezystor łączy się z pinem 6 arduino, a drugą nóżką do uziemienia. Po prawej stronie płytki stykowej podłączono ekran LCD, do którego podłączono kable prowadzące do arduino. Pomiędzy ekranem a brzęczykiem zamontowano potencjometr, do jego nóżek podłączono kable, środkowy do 3 pinu ekranu, lewa nóżka do +5V natomiast prawy do uziemienia. Ostatni i pierwszy pin ekranu podłączono do uziemienia płytki, przedostatni pin podłączono rezystorem do węzła dodatniego płytki. Do 2 pinu ekranu dołączono kabel z węzła dodatniego płytki. Pin 5 ekranu podłączono do szyny dodatniej.

Programowanie termometru z wyświetlaczem

Uruchamiamy aplikację Arduino IDE i zapisujemy nowy szkic.

1. Deklarujemy jedną stałą i dwie zmienne. Wskazujemy dzięki nim piny, do których podłączono czujnik temperatury, diodę i brzęczyk. Następnie załączamy bibliotekę niezbędną do obsługi wyświetlacza. Plik biblioteki ma rozszerzenie .h, a dodaje się go do szkicu korzystając z dyrektywy #include (potocznie mówimy, że „inkludujemy” bibliotekę). Sama biblioteka nosi nazwę LiquidCrystal.h.

Musimy też określić, z którymi pinami współpracuje wyświetlacz LCD – nasz jest podłączony do pinów numer 12, 11, 5, 4, 3, 2.

Zwróć uwagę, że najpierw załączamy bibliotekę, a dopiero później wskazujemy piny. Jeżeli wprowadzimy te dwie linie w odwrotnej kolejności, to podczas kompilacji wystąpi błąd.

const int czujnikPin = A0;
int ledPin = 7;
int buzzPin = 6;
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

2. W ciele funkcji setup() wskazujemy piny wyjściowe. Podobnie jak w poprzednim projekcie są to piny, do których podłączyliśmy diodę LED oraz brzęczyk.

void setup() {
	pinMode(ledPin, OUTPUT);
	pinMode(buzzPin, OUTPUT);
}

3. Wewnątrz funkcji loop() definiujemy nową zmienną o nazwie odczyt. Korzystając z funkcji analogRead() pobieramy dane z czujnika, po czym obliczamy rzeczywistą temperaturę. Postępujemy tak samo, jak w przypadku termometrów z poprzednich lekcji.

void loop() {
	int odczyt = analogRead(czujnikPin);
	float napiecie = odczyt * 5.0;
	napiecie = napiecie / 1024.0;
	float tempC = (napiecie - 0.5) * 100;
}

4. Wcześniej przedstawialiśmy poziom temperatury na ekranie. Teraz skorzystamy z wyświetlacza LCD. Najpierw, za pomocą instrukcji lcd.begin(16, 2), określamy, z  jakim wyświetlaczem mamy do czynienia (w naszym przypadku pokazuje on po 16 znaków w dwóch wierszach).

Następnie, wywołując funkcję setCursor(), wskazujemy początkowe położenie kursora. Od tego właśnie miejsca będzie wyświetlany wynik pomiaru temperatury. Wywołujemy jeszcze funkcję lcd.print() – jest ona odpowiednikiem znanej już nam komendy Serial.print(). Różnica polega na tym, że obecnie komunikat ma pojawić się na wyświetlaczu. Ustawiamy również opóźnienie, określające w jakich odstępach czasowych powinien odbywać się pomiar temperatury (oraz wyświetlanie rezultatu).

lcd.begin(16, 2);    
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print(tempC);
lcd.print(" st. C");
delay(1000);

5. Pozostaje tylko ustalić, co się stanie, gdy temperatura przekroczy podaną wartość, na przykład 29°C. Przy wyższej temperaturze powinna się zapalić dioda oraz uaktywnić brzęczyk. W przeciwnym wypadku napięcie na obu pinach, do których te elementy są podłączone, będzie mieć poziom niski.

if (tempC > 29) {
	digitalWrite(buzzPin, HIGH);
	digitalWrite(ledPin, HIGH);
} else {
	digitalWrite(buzzPin, LOW);
	digitalWrite(ledPin, LOW);
}

6. Zapisujemy szkic, weryfikujemy go i przesyłamy do płytki.

Przy pierwszym uruchomieniu układu może być konieczna regulacja kontrastu. Aby obraz na wyświetlaczu był jak najbardziej czytelny, eksperymentujemy z ustawieniem pokrętła potencjometru. Operację taką pokazano w filmie niżej.

RJCuZiaRdutK0

Nagranie filmowe dotyczące regulacji kontrastu. Widoczna jest dłoń ze śrubokrętem, którym dokręcany jest potencjometr. Wraz z dokręcaniem potencjometru na płytce, zmienia się kontrast na wyświetlaczu.

Nagranie filmowe dotyczące regulacji kontrastu. Widoczna jest dłoń ze śrubokrętem, którym dokręcany jest potencjometr. Wraz z dokręcaniem potencjometru na płytce, zmienia się kontrast na wyświetlaczu.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RJCuZiaRdutK0

Nagranie filmowe dotyczące regulacji kontrastu. Widoczna jest dłoń ze śrubokrętem, którym dokręcany jest potencjometr. Wraz z dokręcaniem potencjometru na płytce, zmienia się kontrast na wyświetlaczu.

Czy wszystko działa? Zapewne tak. Odłączamy zatem kabel USB od płytki Arduino. Za pomocą przewodu z klipsem łączymy natomiast baterię 9 V z gniazdem zasilania płytki. Możemy teraz przestawić termometr w dowolne miejsce i przekonać się, czy podaje on wyniki pomiaru temperatury.