Урок 1.9. ЖК-дисплей. Датчик влажности и температуры
ЖК-дисплей
Все давно привыкли, что у каждого электронного устройства есть экран, с помощью которого оно дает человеку всякую полезную информацию. MP3-плеер показывает название играемого трека, пульт квадрокоптера отображает полетную телеметрию, даже стиральная машина выводит на дисплей время до конца стирки, а на смартфоне вообще размещается целый рабочий стол персонального компьютера!
Скорее всего, вашему очередному устройству тоже не помешает какой-нибудь небольшой дисплейчик 🙂 Попробуем сделать простые электронные часы! А в качестве табло используем распространенный и дешевый символьный жидкокристаллический дисплей 1602. Вот прямо такой, как на картинке:
Такие дисплеи стоят в различных вендинговых аппаратах, автономных точек продажи кофе, игровых автоматов и прочих устройствах.
Для удобства, мы будем использовать дисплей с интерфейсом I2C, так как они сейчас довольно широко распространены и не требуют много пинов микроконтроллера для работы. Такие дисплеи отличаются наличием небольшой платы с микроконтроллером на обратной стороне ЖК-дисплея.
Схема сборки и программа для вывода символов на дисплей
Соберем схему с дисплеем и попробуем вывести на него символы. Для работы с данным дисплеем нам потребуется библиотека. Для того, что бы её подключить нам потребуется в панели иконок быстрого доступа кликнуть по иконке “Управление библиотеками”, ввести в строку поиска LiquidCrystal I2C и установить библиотеку от Frank de Barbader.
Напишем простой код для проверки работы дисплея и выведем на него какое-то слово или фразу:
#include <Wire.h> // Подключаем библиотеку для работы с шиной I2C
#include <LiquidCrystal_I2C.h> // Подключаем библиотеку для работы с LCD дисплеем по шине I2C
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); // Объявляем объект библиотеки, указывая параметры дисплея
// (адрес I2C = 0x27, количество столбцов = 16, количество строк = 2)
// Если надпись не появилась, замените адрес 0x27 на 0x3F или подкрутите потенциометр, на обратной стороне экрана
void setup() {
lcd.init(); // Инициируем работу с LCD дисплеем
lcd.backlight(); // Включаем подсветку LCD дисплея
lcd.setCursor(0, 0); // Устанавливаем курсор в позицию (0 столбец, 0 строка)
lcd.print("Hello World!"); // Выводим текст "LCD", начиная с установленной позиции курсора
}
void loop() {} Напишем простой пример – это будет бегущая строка:
#include <Wire.h> // Подключаем библиотеку для работы с шиной I2C
#include <LiquidCrystal_I2C.h> // Подключаем библиотеку для работы с LCD дисплеем по шине I2C
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); // Объявляем объект библиотеки, указывая параметры дисплея
// (адрес I2C = 0x27, количество столбцов = 16, количество строк = 2)
// Если надпись не появилась, замените адрес 0x27 на 0x3F или подкрутите потенциометр, на обратной стороне экрана
void setup() {
lcd.init(); // Инициируем работу с LCD дисплеем
lcd.backlight(); // Включаем подсветку LCD дисплея
} void loop() {
for (int i = 16; i >= 0; i--) {
lcd.clear();
lcd.setCursor(i, 0);
lcd.print("PRODAM GARAGE");
delay(500);
}
delay(1000);
for (int i = 16; i >= 0; i--) {
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("PRODAM GARAGE");
lcd.setCursor(i, 1);
lcd.print("8800123654789");
delay(500);
}
delay(3000);
} 
Теперь выведем на экран надпись по буквам:
#include <Wire.h> // Подключаем библиотеку для работы с шиной I2C
#include <LiquidCrystal_I2C.h> // Подключаем библиотеку для работы с LCD дисплеем по шине I2C
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); // Объявляем объект библиотеки, указывая параметры дисплея
// (адрес I2C = 0x27, количество столбцов = 16, количество строк = 2)
// Если надпись не появилась, замените адрес 0x27 на 0x3F или подкрутите потенциометр, на обратной стороне экрана
char s1[] = "LoL KeK";
char s2[] = "CHABUREK";
void setup() {
lcd.init(); // Инициируем работу с LCD дисплеем
lcd.backlight(); // Включаем подсветку LCD дисплея
}
void loop() {
lcd.setCursor(1, 0);
for (int i = 0; i < strlen(s1); i++) {
lcd.print(s1[i]);
delay(200);
}
lcd.setCursor(4, 1);
for (int i = 0; i < strlen(s2); i++) {
lcd.print(s2[i]);
delay(200);
}
delay(2000);
lcd.clear();
delay(1000);
}В памяти дисплея содержится 255 символов, это английские буквы, стандартные символы и китайские буквы их можно вывести по их коду при помощи команды lcd.write().
Так же существуют дисплеи с кириллическими символами вместо китайских.
Создание своих символов
Библиотека поддерживает создание “своих” дополнительных символов размером 5х7 точек, можно воспользоваться онлайн-генератором кодов символов.
Дисплей имеет 8 ячеек под сторонние символы, добавляются они при помощи lcd.createChar(номер, массив):
номер – от 0 до 7, это порядковый номер символа;
массив – имя массива с данными, которое мы создали для символа.
Выводятся символы при помощи write(номер).
Создадим свой символ, пусть это будет смайлик, и выведем его на экран.
Код программы будет следующий:
#include <Wire.h> // Подключаем библиотеку для работы с шиной I2C
#include <LiquidCrystal_I2C.h> // Подключаем библиотеку для работы с LCD дисплеем по шине I2C
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); // Объявляем объект библиотеки, указывая параметры дисплея
// (адрес I2C = 0x27, количество столбцов = 16, количество строк = 2)
// Если надпись не появилась, замените адрес 0x27 на 0x3F или подкрутите потенциометр, на обратной стороне экрана byte smile[8] = { B00000,
B01010,
B01010,
B00000,
B00100,
B10001,
B01010,
B00100 };
void setup() {
lcd.init(); // Инициируем работу с LCD дисплеем
lcd.backlight(); // Включаем подсветку LCD дисплея
lcd.createChar(0, smile);
}
void loop() {
lcd.setCursor(1, 0);
lcd.write(smile);
} 
Так как мы можем создавать свои символы, сможем ли мы выводить кириллические символ на наш дисплей? Конечно, мы можем создать собственные символы русского алфавита, но у дисплея ограниченное количество ячеек для записи своих символов. Что делать?
Во-первых, многие символы кириллицы совпадают с латинскими буквами, а во-вторых обратимся к частоту употребления русских букв в словах:
И напоследок: вряд ли в вашем проекте понадобиться выводить слова содержащие все буквы русского алфавита. 😉
Датчик влажности температуры DHT
Составной датчик DHT включает в себя сразу два полезных измерительных прибора — термометр и гигрометр. Первый, очевидно, измеряет температуру, а второй — относительную влажность воздуха. Такие датчики применяются в системах климат-контроля внутри жилых и промышленных помещений, в теплицах, а также в погодных станциях.
Внутри корпуса DHT размещается резистивный элемент, чувствительный к изменению относительной влажности, термистор типа NTC, а также микросхема для передачи показаний этих двух датчиков по цифровому протоколу 1-wire.
Такие датчики бывают двух типов:
Датчик DHT11
Потребляемый ток – 2,5 мА (максимальное значение при преобразовании данных);
Измеряет влажность в диапазоне от 20% до 80%. Погрешность может составлять до 5%;
Применяется при измерении температуры в интервале от 0 до 50 градусов (точность – 2%)
Габаритные размеры: 15,5 мм длина; 12 мм широта; 5,5 мм высота;
Питание – от 3 до 5 Вольт;
Одно измерение в единицу времени (секунду). То есть, частота составляет 1 Гц.
Датчик DHT22
Питание – от 3 до 5 Вольт;
Максимальный ток при преобразовании – 2,5 мА;
Способен измерять влажность в интервале от 0% до 100%. Точность измерений колеблется от 2% до 5%;
Минимальная измеряемая температура – минус 40, максимальная – 125 градусов по Цельсию (точность измерений – 0,5);
Устройство способно совершать одно измерение за 2 секунд. Частота – до 0,5 ГЦ;
Габаритные размеры: 15,1 мм длина; 25 мм широта; 5,5 мм высота.
Схема подключения и программа проекта "Метеостанция"
Предлагаем собрать проект портативной метеостанции. Для этого соберите следующую схему:
Для работы с данным датчиком нам понадобится библиотека. Действуем по знакомой схеме и в панели быстрого доступа переходим в “управление библиотеками”. Нам нужна библиотека DHT sensor library от Adafruit.
Для начала выведем показания датчика в монитор порта:
// подключаем необходимые библиотеки
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include <DHT.h>
#include <DHT_U.h>
#define DHTPIN 3 // пин подключения датчика
#define DHTTYPE DHT22 // тип датчика
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); // создаем объект датчика
// влажности и температуры
void setup() {
Serial.begin(9600);
dht.begin(); // инициализация датчика
}
Добавим уже известный нам код для работы с экраном:
// подключаем необходимые библиотеки
#include <Adafruit_Sensor.h>
#include <DHT.h>
#include <DHT_U.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h> // Подключаем библиотеку для работы с LCD дисплеем по шине I2C
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
#define DHTPIN 3 // пин подключения датчика
#define DHTTYPE DHT22 // тип датчика
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); // создаем объект датчика влажности и температуры
void setup() {
Serial.begin(9600);
dht.begin(); // инициализация датчика
lcd.init(); // Инициируем работу с LCD дисплеем
lcd.backlight(); // Включаем подсветку LCD дисплея
}
void loop() {
// Ожидание между измерениями
delay(2000);
lcd.clear();
float h = dht.readHumidity(); // считываем влажность
float t = dht.readTemperature(); // считываем температуру
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("T = " + String(t));
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("H = " + String(h));
}
