[I2C] 1602 LCD ディスプレイ (HD44780 + PCF8574A)

1602 LCD を I2C で接続してみます。



購入

1602 LCD (HD44780) は Amazon 等で購入できます (購入時価格: ¥190)。


[5V]

[3.3V]

1602 LCD を (普通に) Arduino に繋ぐやり方は UNO のチュートリアル Chapter 18 (Option): 1602LCD に詳細がありますが、今回は I2C 接続するので別途 I2C モジュールが必要となります。


I2C モジュールも Amazon 等で購入できます (購入時価格: ¥120)。このモジュールの型番は FC-113 のようです。また、ピンヘッダは最初から取り付けられています。モジュール自体は 3.3V でも 5V でも動作しますが、組み合わせる 1602 LCD の動作電圧に依存します。

1602 LCD と I2C モジュールが最初から一緒になっている商品もあるのですが、注文してみると I2C モジュールだけ届く事があるようですので、あえて紹介しないでおきます。



各部詳細

1602 LCD と I2C モジュールを合体させるとこうなります。1602 LCD 側にピンソケットを立てて着脱可能にしてもいいのでしょうが、安いので直接ハンダしました。ピンヘッダが長くてハンダ付けしにくいので、短く切り揃えてからハンダ付けするといいでしょう。ピンが接触しそうな箇所にはポリイミドテープを貼ってあります。

以下、I2C モジュールの詳細です。

接続された I2C 機器の I2C アドレスを知るには、playground.arduino にある ic2_scanner を使うと便利です。スケッチは短いので転載しておきます。

// --------------------------------------
// i2c_scanner
//
// Version 1
//    This program (or code that looks like it)
//    can be found in many places.
//    For example on the Arduino.cc forum.
//    The original author is not know.
// Version 2, Juni 2012, Using Arduino 1.0.1
//     Adapted to be as simple as possible by Arduino.cc user Krodal
// Version 3, Feb 26  2013
//    V3 by louarnold
// Version 4, March 3, 2013, Using Arduino 1.0.3
//    by Arduino.cc user Krodal.
//    Changes by louarnold removed.
//    Scanning addresses changed from 0...127 to 1...119,
//    according to the i2c scanner by Nick Gammon
//    http://www.gammon.com.au/forum/?id=10896
// Version 5, March 28, 2013
//    As version 4, but address scans now to 127.
//    A sensor seems to use address 120.
// Version 6, November 27, 2015.
//    Added waiting for the Leonardo serial communication.
//
//
// This sketch tests the standard 7-bit addresses
// Devices with higher bit address might not be seen properly.
//

#include <Wire.h>


void setup()
{
  Wire.begin();

  Serial.begin(9600);
  while (!Serial);             // Leonardo: wait for serial monitor
  Serial.println("\nI2C Scanner");
}


void loop()
{
  byte error, address;
  int nDevices;

  Serial.println("Scanning...");

  nDevices = 0;
  for(address = 1; address < 127; address++ )
  {
    // The i2c_scanner uses the return value of
    // the Write.endTransmisstion to see if
    // a device did acknowledge to the address.
    Wire.beginTransmission(address);
    error = Wire.endTransmission();

    if (error == 0)
    {
      Serial.print("I2C device found at address 0x");
      if (address<16)
        Serial.print("0");
      Serial.print(address,HEX);
      Serial.println("  !");

      nDevices++;
    }
    else if (error==4)
    {
      Serial.print("Unknown error at address 0x");
      if (address<16)
        Serial.print("0");
      Serial.println(address,HEX);
    }    
  }
  if (nDevices == 0)
    Serial.println("No I2C devices found\n");
  else
    Serial.println("done\n");

  delay(5000);           // wait 5 seconds for next scan
}

I2C アドレス設定用ジャンパーの値は以下の通りです。パッドをハンダブリッジしてアドレスを設定します。

PCF8574
Address
PCF8574A
Address
A0 A1 A2
0x27 0x3F OFF OFF OFF
0x26 0x3E ON OFF OFF
0x25 0x3D OFF ON OFF
0x24 0x3C ON ON OFF
0x23 0x3B OFF OFF ON
0x22 0x3A ON OFF ON
0x21 0x39 OFF ON ON
0x20 0x38 ON ON ON

I2C アドレスをずらせば、理論上は 8 台の 1602 LCD を同時に制御できます。

See Also:



動作確認

Arduino (UNO) との接続は以下のようになります。

I2C LCD Arduino
GND 1 GND GND
VCC 2 VCC 5V
SDA 3 SDA A4
SCL 4 SCL A5

4 本だけの接続なので簡単ですね。


LiquidCrystal I2C ライブラリ

[スケッチ | ライブラリをインクルード | ライブラリを管理] でライブラリマネージャを開き、"LiquidCrystal I2C" を検索し、"LiquidCrystal I2C by Frank de Brabander" となっているものをインストールします。

サンプルスケッチは [ファイル | スケッチ例 | LiquidCrystal I2C] にありますが、2004 LCD 用なのでそのままではちゃんと動きません。以下のスケッチを使ってみてください。

#include <Wire.h> 
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

LiquidCrystal_I2C lcd(0x3F162); // I2C: 0x3F, 16x2 LCD

void setup() {
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  lcd.setCursor(00);
  lcd.print("Hello, world!");
  lcd.setCursor(01);
  lcd.print("Arduino!");
}

void loop() {
}

コンパイルして実行すると "Hello, world!" が表示されます。このライブラリを AVR 以外のマイコンで使うとワーニングが出ますが、標準の I2C ポートを使う限り正しく動作すると思われます。

Arduino との接続には オス<->メスのジャンパーワイヤーが必要な事に注意してください。

See Also:


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