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초급 예제

누구나 쉽게 따라해볼 수 있는 쉬운 예제들입니다. 가볍게 도전~!

스케치-I2C LCD

2018-01-10 14:48:19

LCD란?


LCD는 Liquid Crystal Display의 약자로 액정표시장치를 말합니다. 여기에서 액정 (Liquid Crystal)이란 액체처럼 유체의 성질을 가지면서 고체처럼 광학적 성질을 가지는 물질입니다. 또한 액정은 고체표면에 액정이 특정 방향으로 정렬할 수 도 있어, 전기적 신호를 가해 원하는 방향으로 배열하여 빛을 투과시키거나 차단시킬 수 있습니다.
 

LCD는 이러한 액정의 성질을 이용합니다. 빛을 내는 백라이트, 백라이트에서 나온 빛을 한 방향으로  투과시키기 위한 편광판, 각 픽셀에 대한 액정 배열을 조절하여 투과하는 빛의 양을 제어하는 TFT, 그 다음으로 액정이 순서대로 위치하여 구성이됩니다. 또한 컬러 지원여부에 따라 컬러 필터가 추가될 수 있습니다.




LCD는 얇고 가벼우며 소비전력이 적은 장점은 있지만, 시야각이 제한적이고 어두운 곳에서는 선명함이 떨어지는 단점이 있습니다. 현재 LCD는 손목시계부터 TV에 이르기까지 광범위하게 활용되고 있습니다.


 

 

LCD 사용방법

 

이 예제에서 16개의 문자를 2줄로, 총 32개 문자를 표현할 수 있는 LCD를 사용합니다.

LCD는 아래와 같은 핀 배치로 구성되어 있으며, DB0-DB7까지의 핀들을 통해서 문자를 표시 할 수 있습니다.

 

 

 

아두이노에서 위 LCD를 사용하기 위해서는 최소 12개의 핀이 필요하고, 가변저항까지 연결해야해서 연결이 매우 복잡합니다.

(참고 : https://kocoafab.cc/tutorial/view/372#)

 

이러한 복잡한 연결을 줄이기 위해 LCD뒤에 I2C모듈을 연결하여 선 4개로 LCD를 제어할 수 있도록 제작되었습니다.

 

I2C LCD에 대한 이미지 검색결과

 

이번 실습에선 I2C_LCD를 사용하도록 하겠습니다.

 

 

 

 

 

부품 목록

NO 부품명 수량 상세설명
1 오렌지 보드 1  
2 I2C_LCD 1  
3 점퍼케이블 4  

 

부품명 오렌지 보드 LCD 점퍼케이블
파트

 

 

 

 

 

 

하드웨어 making

 

1. I2C_LCD의 GND핀을 오렌지보드의 GND핀에 연결합니다.

2. I2C_LCD의 VCC핀을 오렌지보드의 5V핀에 연결합니다.

3. I2C_LCD의 SDA핀을 오렌지보드의 A4번핀에 연결합니다.

4. I2C_LCD의 SCA핀을 오렌지보드의 A5번핀에 연결합니다.

 

 

 

 

 

 

 

만약 화면이 흐리게 나올경우 아래 사진과 같이 뒷면 가변저항을 돌려주세요.

 

 

 

 

 

 

 

소프트웨어 coding

 

LCD I2C 주소 확인하기

  1. /*
  2.   제목     : LCD I2C 주소 확인하기
  3.   내용     : LCD에 고유 I2C 주소를 확인해봅시다.
  4. */
  5.  
  6. #include <Wire.h>
  7.  
  8. void setup()
  9. {
  10.   Wire.begin();
  11.  
  12.   Serial.begin(9600);
  13.   while (!Serial);
  14.   Serial.println("\nI2C Scanner");
  15. }
  16.  
  17. void loop()
  18. {
  19.   byte error, address;
  20.   int nDevices;
  21.   Serial.println("Scanning...");
  22.   nDevices = 0;
  23.   for (address = 1; address < 127; address++ )
  24.   {
  25.     Wire.beginTransmission(address);
  26.     error = Wire.endTransmission();
  27.     if (error == 0)
  28.     {
  29.       Serial.print("I2C device found at address 0x");
  30.       if (address < 16)
  31.         Serial.print("0");
  32.       Serial.print(address, HEX);
  33.       Serial.println("  !");
  34.  
  35.       nDevices++;
  36.     }
  37.     else if (error == 4)
  38.     {
  39.       Serial.print("Unknow error at address 0x");
  40.       if (address < 16)
  41.         Serial.print("0");
  42.       Serial.println(address, HEX);
  43.     }
  44.   }
  45.   if (nDevices == 0)
  46.     Serial.println("No I2C devices found\n");
  47.   else
  48.     Serial.println("done\n");
  49.  
  50.   delay(5000);
  51. }

TIP 위 코드를 업로드 후 시리얼 모니터를 열어보시면 밑의 사진과 같이 LCD의 I2C 주소를 확인할 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

※ I2C LCD는 0x27, 0x3F 두 주소 중 하나를 가지고 있습니다.

두 주소 중 하나의 주소가 검색되기 때문에 위 과정을 건너뛰고 둘 중 하나를 선택해서 사용해보셔도 됩니다.(안될 경우 다른 하나를 선택)

 

 

 

 

 

 

LCD에 문자 출력하기

  1. /*
  2.  제목    : I2C_LCD에 문자열 출력하기
  3.  내용   : I2C_LCD에 원하는 문자열을 표시해 봅니다.  
  4.  */
  5.  
  6. #include <Wire.h>
  7. #include <LiquidCrystal_I2C.h>
  8.  
  9. // I2C_LCD의 I2C주소와 가로, 세로 크기를 정해줍니다.
  10. // '0x27'에 위에서 찾은 I2C 주소를 넣어주세요.(0x3F 또는  0x27)
  11. LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
  12.  
  13. // 특수문자를 만들어줍니다.
  14. byte customChar[] = {
  15.   B00000,
  16.   B00000,
  17.   B01010,
  18.   B10101,
  19.   B10001,
  20.   B10001,
  21.   B01010,
  22.   B00100
  23. };
  24.  
  25. void setup()
  26. {
  27.   // I2C_LCD를 초기화 해줍니다.
  28.   lcd.init();
  29.  
  30.   // I2C_LCD의 백라이트를 켜줍니다.
  31.   lcd.backlight();
  32.  
  33.   // 위에서 만든 특수문자를 0번 배열에 저장합니다.
  34.   lcd.createChar(0, customChar);
  35.  
  36.   // I2C_LCD에 "Hello, world!"라는 메세지를 첫번째줄 첫번째칸에 출력합니다.(0, 0)
  37.   lcd.setCursor(0, 0);
  38.   lcd.print("Hello, world!");
  39.  
  40.  
  41.   // I2C_LCD에 위에서 만든 특수문자를 두번째줄 첫번째칸에 출력합니다.(0, 1)
  42.   lcd.setCursor(0, 1);
  43.   lcd.write(0);
  44. }
  45.  
  46. void loop()
  47. {
  48. }

TIP LiquidCrystal_I2C 라이브러리는 외부 라이브러리이기 때문에 라이브러리 추가 작업을 진행해야 합니다. 아래 사진을 참고하여 라이브러리를 추가한 후 코드를 업로드하세요.

 

1. 

 

 

2. 

 

 

 

 

 

 

 

 

lcd.init()과 lcd.backlight()

 

lcd를 사용하기 위해서는 초기화함수 lcd.init()이 필요합니다. 

라이브러리 버전이 낮을 경우에는 lcd.init()이 아닌 lcd.begin()이 사용될 수 있습니다.

 

lcd의 백라이트를 켜기 위해서는 lcd.backlight()함수를 사용합니다. 기본적으로 setup()에서 선언하여 백라이트를 항상 켜지만

만약 특정 기능을 위해 백라이트를 꺼야 할 경우에는 lcd.noBacklight()라는 함수를 통해 백라이트를 끌 수 있습니다.

 

 

 

 

 

lcd.createChar()

 

lcd를 사용할 때는 단순하게 문자를 사용하지만 그 문자를 표현하는 한 칸을 자세하게 본다면 5x8의 또 다른 매트릭스로 구성되어 있는 것을 볼 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

LCD의 한 칸은 본래 문자, 숫자, 간단한 기호를 표시할 수 있지만 도트매트릭스처럼 픽셀을 찍어 사용한다면 한글이나 작은 이미지를 표시할 수 있습니다.

이 역시 쉽게 배열을 생성해주는 사이트가 있으며, 아래와 같은 사이트를 사용하면 좀 더 쉽게 구현해 볼 수 있습니다.

 

https://maxpromer.github.io/LCD-Character-Creator/

 

 

 

 

 

createChar는 생성된 배열을 캐릭터 문자로 변환시키는 역할을 하며 0~7까지 최대 동시에 8개의 문자까지 표현이 가능합니다.

 

 

createChar(num, data);

num : 만들 문자

data : 표현할 문자의 배열 데이터

 

 

 

 

※ 0번째 문자를 생성할 때는 다음과 같이 byte의 캐스팅을 명시해야 합니다.

ex) createChar(byte(0), array);

 

 

 

 

[다음 학습가이드] 시프트레지스터로 다수 LED 깜빡이기

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항상 진취적이고, 새로운 것을 추구하는 코코아팹 에디터입니다!

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