Maîtriser le module LCD 16×2 : I2C LCD1602 avec Arduino

Cet article se penche sur le monde des écrans LCD, en se concentrant plus particulièrement sur le module LCD 16×2 caractères populaire et son intégration avec Arduino à l'aide de l'interface I2C. Si vous souhaitez ajouter un affichage visuel à vos projets, il est essentiel de comprendre comment utiliser le module LCD 16×2. Ce guide vous expliquera tout ce que vous devez savoir, des bases du module LCD à l'utilisation de la communication I2C, ce qui en fait une lecture intéressante pour les débutants comme pour les créateurs expérimentés.

1. Qu’est-ce qu’un écran LCD et pourquoi utiliser un écran LCD 16 × 2 caractères ?

Un écran LCD, ou écran à cristaux liquides, est une technologie d'affichage à écran plat utilisée dans une variété d'appareils, des montres numériques aux écrans d'ordinateur. Ils sont populaires en raison de leur faible consommation d'énergie et de leur coût relativement faible. Lorsque vous travaillez sur des projets électroniques, en particulier avec des microcontrôleurs comme Arduino, un écran LCD est un excellent moyen de fournir des commentaires et d'afficher des informations à l'utilisateur. L'écran LCD 16 × 2 caractères est un type spécifique d'écran LCD qui peut afficher 16 caractères sur chacune de ses 2 rangées, ce qui le rend idéal pour afficher du texte et des données numériques. Ce type d'écran utilise une matrice de points pour former les caractères, ce qui est parfait pour une variété de projets différents. Écran LCD 16×2 L'affichage offre un moyen simple et efficace d'afficher une ou plusieurs lignes d'informations et constitue le choix idéal lorsqu'un affichage graphique plus sophistiqué n'est pas nécessaire. Il est très convivial et simple à intégrer dans différents circuits électroniques.

L'écran LCD 16×2 caractères est un incontournable de l'électronique DIY car il est facile à utiliser et ne nécessite pas beaucoup de ressources de la part de l'appareil de contrôle, comme un Arduino. Par rapport aux autres écrans, l'écran LCD 16×2 offre un excellent équilibre entre fonctionnalité, facilité d'utilisation et coût. Vous trouverez souvent ce type d'écran LCD dans divers projets où il est important d'afficher clairement les données. Le nombre limité de caractères que cet écran LCD peut afficher est souvent compensé par son faible coût et sa facilité d'utilisation, c'est pourquoi il est toujours très populaire. Avec la possibilité de régler le contraste et le rétroéclairage, l'écran 16×2 fournit un texte clair et lisible qui est un élément clé de tout écran.

2. Qu'est-ce qu'un module LCD1602 et quelles sont ses principales caractéristiques ?

Le module LCD1602 est une implémentation spécifique de l'écran LCD 16×2 caractères. Le « 1602 » fait référence à sa capacité d'affichage de 16 caractères par 2 lignes de texte. Ces modules LCD sont construits autour d'un contrôleur, généralement le HD44780 ou un contrôleur compatible, qui gère l'affichage des caractères et la gestion du rétroéclairage. Le module LCD1602 possède généralement 16 broches, qui sont utilisées pour l'alimentation, la masse, les données, le contrôle et le rétroéclairage. Lorsqu'elles sont utilisées sans I2C, ces nombreuses broches peuvent être difficiles à câbler, c'est pourquoi l'adaptateur i2c est un ajout populaire. Ils ont également la capacité d'afficher une variété de symboles, pas seulement des lettres et des chiffres, et offrent un degré élevé de contrôle sur ce qui est affiché sur l'écran LCD.

Les principales caractéristiques du module LCD1602 incluent sa capacité à afficher des caractères et des chaînes, la fonctionnalité de rétroéclairage souvent avec un fond bleu et le contraste réglable pour une visualisation optimale. Le rétroéclairage facilite l'utilisation d'un écran LCD même dans des conditions de faible luminosité. Le rétroéclairage du module LCD1602 est généralement implémenté avec des LED qui fournissent une sortie claire et lumineuse. L'une des choses importantes à retenir est que le nombre 1602 signifie que ce module peut afficher 16 caractères sur 2 lignes. La fonctionnalité d'affichage des caractères le rend parfait pour afficher clairement les données à l'utilisateur. Les caractères d'affichage sont une matrice de points 5×7 ou 5×11 qui définit la forme de chaque lettre, chiffre ou symbole.

3. Qu'est-ce que l'interface I2C et pourquoi l'utiliser avec un module LCD1602 ?

L'interface I2C (Inter-Integrated Circuit) est un protocole de communication série qui permet à plusieurs appareils de communiquer avec un microcontrôleur en utilisant seulement deux fils. Ces fils sont généralement étiquetés SDA (Serial Data) et SCL (Serial Clock). L'utilisation d'I2C avec un module LCD1602 simplifie considérablement le processus de câblage. Normalement, le module LCD1602 nécessite de nombreuses broches, ce qui peut être un défi lorsque l'on travaille avec des projets de microcontrôleur avec une disponibilité limitée des broches. L'interface i2c permet d'utiliser seulement 2 broches et l'alimentation et la masse au lieu de plusieurs, ce qui rend les projets plus faciles à construire et moins sujets aux erreurs de câblage. Cela se fait en ayant une puce séparée ou un module i2c fixé à l'arrière de l'écran LCD, qui fait office de pont.

L'interface I2C fonctionne via une relation maître-esclave, où le maître (souvent le microcontrôleur, comme un Arduino) initie la communication avec les périphériques esclaves (comme le module I2C LCD1602). Chaque périphérique I2C possède une adresse I2C unique, permettant au microcontrôleur de communiquer avec le périphérique spécifique. Le protocole de communication série de l'I2C simplifie grandement la configuration matérielle et facilite l'intégration du LCD1602 avec l'Arduino. Sans le module i2c, un LCD1602 est contrôlé par les ports d4-d7 de l'Arduino et doit utiliser de nombreuses broches du microcontrôleur.

4. Comment fonctionne le module I2C LCD1602 ?

Le module I2C LCD1602 combine les fonctionnalités de l'écran LCD 16×2 avec un adaptateur d'interface I2C. L'adaptateur ou le sac à dos I2C est généralement fixé à l'arrière de l'écran LCD, convertissant la communication parallèle traditionnelle de l'écran LCD en une communication série I2C. Cela signifie qu'au lieu que l'Arduino ou le Raspberry Pi ait besoin d'utiliser plusieurs broches numériques pour communiquer avec l'écran, le microcontrôleur utilise uniquement les lignes I2C SDA et SCL, simplifiant considérablement le câblage. Il réduit également le nombre de ports de l'Arduino utilisés pour l'écran LCD, les libérant pour d'autres composants ou capteurs qui doivent être utilisés dans le projet.

Le contrôleur I2C du module I2C reçoit les commandes et les données envoyées par le microcontrôleur via l'interface i2c. Il traduit ensuite ces commandes et données en signaux que l'écran LCD à caractères comprend pour contrôler l'affichage des caractères. Le module I2C LCD1602 comprend la logique nécessaire pour contrôler le rétroéclairage de l'écran LCD, le contraste et l'affichage des caractères dans la matrice de points. Le rétroéclairage du LCD1602 sera allumé par le module I2C dès qu'il sera connecté à l'alimentation. Les données envoyées par le contrôleur incluent également la position sur l'écran LCD où les données seront affichées. Les caractères affichés sur le LCD1602 sont définis par la matrice de points où chaque position peut afficher un caractère. L'espace entre les caractères et les lignes fait partie du pas de point entre deux caractères et sépare ainsi les caractères et les lignes.

5. Comment connecter un I2C LCD1602 à un Arduino ?

La connexion d'un I2C LCD1602 à un Arduino est simple, grâce à l'interface I2C. Vous aurez besoin du module I2C LCD1602, d'une carte Arduino (comme un Arduino Uno) et de quatre fils de liaison. Connectez la broche VCC du module I2C à la broche 5 V de l'Arduino, la broche GND à la broche GND de l'Arduino. Connectez ensuite la broche SDA du module à la broche SDA (A4) de l'Arduino et la broche SCL du module à la broche SCL (A5) de l'Arduino. Certaines cartes, comme l'Arduino Uno R3, ont des broches I2C dédiées. Le module i2c doit avoir accès à la fois à la source d'alimentation et aux lignes i2c.

Une fois que vous avez connecté le LCD1602 I2C à l'Arduino, vous pouvez commencer à le programmer. Afin de communiquer avec le module i2c, vous devrez installer la bibliothèque Arduino requise. Cela comprend généralement l'ajout des bibliothèques spécifiques pour l'écran LCD I2C. Une fois celles-ci installées, l'exemple de code de base peut être utilisé pour tester l'affichage. Vous devrez également trouver l'adresse I2C de votre module, qui peut généralement être déterminée via un croquis de scanner I2C. Une fois que vous avez trouvé l'adresse i2c, vous pouvez procéder à la programmation de votre écran LCD I2C.

6. Quels sont les avantages de l’utilisation d’un module I2C LCD1602 avec Arduino ?

L'utilisation d'un module I2C LCD1602 avec Arduino présente plusieurs avantages. Le principal avantage est la réduction de la complexité du câblage. Les modules LCD traditionnels nécessitent de nombreuses lignes de données et de contrôle, qui peuvent rapidement consommer les broches disponibles sur l'Arduino. Le module I2C simplifie grandement cela. En utilisant l'interface I2C, vous n'avez besoin que de quatre connexions (VCC, GND, SDA, SCL), ce qui libère des broches numériques précieuses sur votre Arduino pour d'autres utilisations. Cette simplicité réduit non seulement l'encombrement et simplifie le projet, mais réduit également le risque d'erreurs de câblage. L'interface i2c permet également de connecter d'autres périphériques i2c en même temps au même microcontrôleur.

Un autre avantage du module i2c lcd1602 est la facilité de programmation. Une fois les bibliothèques correctement configurées, le code nécessaire pour contrôler l'écran LCD est nettement plus simple qu'avec un écran LCD standard. Des bibliothèques comme LiquidCrystal_I2C font abstraction des complexités de la communication i2c, permettant au programmeur de se concentrer sur le texte et les informations affichés sur l'écran LCD. Il est ainsi beaucoup plus facile d'utiliser un lcd1602 pour afficher des caractères et du texte avec différents paramètres. Tout cela rend l'intégration de l'écran LCD plus rapide et plus conviviale.

7. Quels sont les problèmes courants lors de l’utilisation d’un module d’affichage LCD et comment pouvez-vous les résoudre ?

L'un des problèmes les plus courants lors de l'utilisation d'un module d'affichage LCD est que l'écran n'affiche pas correctement les caractères ou que les caractères affichés ne sont pas clairs. Cela signifie souvent que vous devez régler le contraste. Le contraste de l'affichage de l'écran peut être réglé à l'aide d'un potentiomètre ou en ajustant le code avec les appels appropriés à la bibliothèque Arduino. Si vous utilisez un potentiomètre, vous devez connecter vo à la broche centrale du potentiomètre, puis connecter les autres broches à la masse et à la source d'alimentation. Vous pouvez régler le contraste en faisant tourner le potentiomètre. D'autres problèmes courants sont généralement liés à un câblage défectueux ou à une adresse i2c incorrecte. Vérifiez toujours vos connexions et assurez-vous que l'adresse i2c correspond à celle utilisée dans votre code.

Un autre problème courant est que le rétroéclairage ne fonctionne pas. Cela peut être dû à un câblage incorrect des broches LED sur le module I2C lui-même ou à des problèmes avec le logiciel s'il est contrôlé à partir du logiciel. Assurez-vous que la LED est alimentée. Assurez-vous également que votre Arduino ou d'autres contrôleurs sont correctement alimentés et que vous connectez vss à gnd du lcd1602 à la source d'alimentation et que vous connectez k à gnd. Si rien ne s'affiche à l'écran, il est possible que le module I2C soit défectueux. Vérifiez toujours la source d'alimentation de l'Arduino et de l'écran LCD.

8. Quel exemple de code Arduino est nécessaire pour contrôler un LCD1602 avec I2C ?

Pour contrôler le module I2C LCD1602 avec Arduino, vous devrez utiliser les bibliothèques appropriées. La bibliothèque la plus courante est la Cristal liquide_I2C Bibliothèque. Tout d'abord, installez la bibliothèque à l'aide du gestionnaire de bibliothèque Arduino IDE. Une fois installé, l'exemple de code de base peut être utilisé pour afficher du texte à l'écran. L'exemple de code commence par l'inclusion de la bibliothèque nécessaire et définit l'adresse i2c et l'objet LCD. Ensuite, vous utiliserez la fonction setup() pour démarrer l'affichage avec une commande comme écran LCD.début(16, 2); et ensuite utiliser lcd.print("Bonjour le monde !"); pour afficher un message sur l'écran.

Le boucle() La fonction exécutera en continu le code à l'intérieur et pourra être utilisée pour mettre à jour l'affichage. Les bibliothèques de fonctions optimisées par appel vous permettront d'afficher des caractères et des chaînes sur l'écran LCD. Avec la bibliothèque et les fonctions i2c, vous pouvez effacer l'écran LCD, positionner le curseur et imprimer différents types de données tels que des chaînes et des nombres. Voici un exemple de base pour afficher un message :

#inclure <LiquidCrystal_I2C.h>

// Définissez l'adresse LCD sur 0x27 pour un affichage de 16 caractères et 2 lignes
Cristal liquide_I2C écran LCD(0x27, 16, 2);

vide installation() {
  // initialiser l'écran LCD
  écran LCD init();

  // Allumer le rétroéclairage.
  écran LCD rétro-éclairé();

  // Imprimez un message sur l'écran LCD.
  impression.lcd("Bonjour, LCD !");
}

vide boucle() {
  //rien ici mais vous pourriez faire plus
}

9. Pouvez-vous utiliser un Écran LCD 16×2 avec d'autres plateformes comme Raspberry Pi ?

Oui, un module LCD 16×2, y compris la version I2C, peut être utilisé avec d'autres plateformes comme le Raspberry Pi. Le principe fondamental est le même : établir une communication entre la plateforme et le contrôleur LCD. Pour le Raspberry Pi, vous utiliserez généralement le langage de programmation Python et les bibliothèques I2C. Le câblage de l'interface i2c avec le Raspberry Pi sera le même, les connexions I2C allant aux bonnes broches. Une bibliothèque sera également nécessaire pour utiliser l'I2C. Il existe également des modules qui fonctionnent directement avec le Raspberry Pi comme le module SunFounder Raspberry Pi qui simplifie la configuration.

Le processus implique l'activation d'I2C sur le Raspberry Pi, l'installation des bibliothèques Python nécessaires (généralement bus de masse pour la communication I2C), puis écrire le code pour contrôler l'écran LCD. L'adresse I2C doit également être spécifiée dans le code et elle doit correspondre à l'adresse réelle de l'adaptateur i2c. Le processus de configuration de l'écran LCD i2c avec un Raspberry Pi est similaire à celui de la plate-forme Arduino. La principale différence réside dans le langage de programmation et les bibliothèques. Une fois la bibliothèque configurée, les commandes pour contrôler l'écran LCD i2c sont similaires. Le protocole de communication i2c est universel et peut être utilisé sur différentes plates-formes.

10. Comment un écran LCD 16 × 2 peut-il être utilisé pour afficher efficacement des caractères et des chaînes ?

Le module LCD 16×2 possède un nombre limité de caractères et de chaînes qu'il peut afficher, mais il peut toujours être utilisé très efficacement. Le nombre 1602 signifie que l'écran LCD peut afficher 16 caractères et 2 lignes. La meilleure façon d'utiliser l'écran LCD est de garder les messages courts et précis. L'écran LCD dispose également d'un ensemble de commandes disponibles pour déplacer le curseur, effacer l'écran et définir différents paramètres d'affichage. Par exemple, vous pouvez déplacer le curseur vers différentes positions afin d'afficher des caractères et des chaînes à différents endroits de l'écran. Vous pouvez utiliser lcd.setCursor(colonne, ligne) pour spécifier l'emplacement exact où le prochain caractère sera affiché.

Il est également important d'effacer l'écran LCD lorsque cela est nécessaire. La fonction LCD.effacer() peut être utilisé pour effacer le contenu actuel de l'écran LCD. Vous pouvez afficher deux caractères et un espace. De plus, il est important de comprendre la limitation de l'affichage à cristaux liquides de type 1602 caractères. Chaque position de caractère est constituée d'une matrice de points 5×7 ou 5×11, ce qui est parfait pour les lettres et les chiffres, mais il est important de garder cela à l'esprit lors de la conception de votre sortie et de ce qui est affiché et de 16 caractères sur chaque ligne. La première rangée de rectangles est la zone de l'écran où chaque position peut afficher un caractère qui est composé d'une matrice de points 5×7 ou 5×11.

Principaux points à retenir

• Le Écran LCD 16×2 est un choix populaire pour l'affichage de texte et de données numériques dans les projets électroniques.
• Le module LCD1602 est une implémentation spécifique de l'écran LCD 16 × 2 caractères.
• I2C simplifie le câblage et réduit le nombre de broches nécessaires pour contrôler l'écran LCD.
• L'interface I2C utilise uniquement deux fils (SDA et SCL) pour la communication.
• Le module LCD1602 combine un écran LCD avec une interface I2C.
• La connexion d'un I2C LCD1602 à un Arduino ne nécessite que quatre fils (VCC, GND, SDA, SCL).
• Une bibliothèque Arduino est nécessaire pour contrôler le I2C LCD1602.
• L'interface i2c permet de connecter d'autres périphériques i2c en même temps.
• L'écran LCD 16 × 2 peut également être utilisé avec des plateformes telles que le Raspberry Pi.
• Un réglage correct du contraste est essentiel pour un affichage clair.

Tableau 1 : Connexions des broches entre le LCD1602 I2C et l'Arduino

Tableau 2 : Principales différences entre les modules LCD1602 standard et I2C

Ce guide complet devrait vous fournir les connaissances nécessaires pour commencer à utiliser un module i2c lcd1602 dans vos projets Arduino ou Raspberry Pi.