O módulo de exibição LCD

Mergulhe connosco no fascinante mundo dos ecrãs de caracteres LCD, onde veremos de perto os clássicos intemporais dos ecrãs de 1602 e 2004, entre outros. Esses monitores poderosos e versáteis conquistaram os corações de entusiastas e profissionais em inúmeros projetos, desde estações meteorológicas DIY até aplicações industriais avançadas. Neste blog, desvendamos os segredos por trás desses dois módulos populares enquanto exploramos seus recursos e encantos para que você possa fazer a escolha perfeita para a próxima obra-prima.

O surgimento e popularidade dos módulos de exibição de caracteres LCD

A história deste módulo de display LCD começou na década de 1980, quando a Hitachi introduziu o controlador HD44780, que agora é considerado um padrão da indústria. Este controlador inovador tornou mais fácil para os desenvolvedores usar módulos LCD em seus projetos, pois simplificou a comunicação entre o display e o microcontrolador. Isso permitiu que os fabricantes se concentrassem mais na funcionalidade de seus projetos do que na complexidade da tecnologia de exibição.

Ao longo dos anos, os displays LCD de caracteres evoluíram e se adaptaram às necessidades do mercado. Os módulos LCD 1602 e 2004 são ótimos exemplos disso. O 1602, um display de 16x2, 16 caracteres e 2 linhas, rapidamente se tornou popular entre amadores e profissionais por seu tamanho compacto e versatilidade. Ele permitia que os usuários exibissem informações simples e claras na tela e fornecia uma solução econômica para várias aplicações.

Posteriormente foi lançado o módulo 2004, um display 20x4 com 20 caracteres e 4 linhas, permitindo ao usuário exibir mais informações sem a necessidade de múltiplas telas. Este módulo rapidamente se tornou o favorito entre os desenvolvedores que desejavam exibir mais dados em seus projetos, como em estações meteorológicas avançadas, sistemas automatizados e aplicações industriais. A popularidade dos módulos LCD de caracteres, como o 1602 e o 2004, continua até hoje devido à sua simplicidade, confiabilidade e facilidade de uso em uma ampla variedade de projetos.

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Como as telas LCD de caracteres ganham vida: uma olhada na tecnologia por trás dela

O funcionamento de um display LCD, como os módulos 1602 e 2004, é baseado no uso de cristais líquidos que respondem a sinais elétricos para exibir imagens e textos. O coração da tela é o controlador HD44780, que atua como uma interface entre o microcontrolador e o painel LCD. Este controlador traduz as instruções recebidas do microcontrolador nas tensões corretas necessárias para ativar os cristais líquidos e, assim, exibir o caractere desejado.

Os cristais líquidos são colocados entre duas camadas de vidro, uma das quais possui uma matriz de eletrodos para fornecer a tensão. Quando a tensão é aplicada a um determinado eletrodo, os cristais líquidos mudam de orientação, polarizando a luz de uma maneira específica. Isso faz com que a luz de fundo seja bloqueada ou passe pelo vidro, tornando o personagem visível na tela.

Os módulos LCD possuem um conjunto predefinido de caracteres armazenados em sua ROM integrada (veja a imagem abaixo), o que significa que eles podem exibir um conjunto limitado de símbolos e letras predefinidos. Para exibir texto e gráficos na tela, os dados são enviados do microcontrolador para o controlador HD44780, que então posiciona os cristais líquidos para formar o caractere ou padrão desejado.

Conjunto de caracteres HD44780

Adicionar personagens próprios

Na memória do display LCD podem ser adicionados 8 caracteres com 5x8 pixels. Eles devem ser gravados no visor como uma matriz de 8 bytes. Isso também é muito fácil de fazer com a biblioteca LiquidCrystal.

Visor LCD de caracteres personalizados

A conexão

O LCD possui uma interface paralela, o que significa que o microcontrolador deve ser conectado a diferentes linhas para endereçar as partes corretas.

Selecionar registro (RS): Este pino determina onde escrever na memória do LCD; o registrador de dados, para escrever caracteres na tela, ou o registrador de instruções, para emitir comandos.

Leitura/Gravação (R/W): Estado de leitura ou gravação.

Habilitar: Permitir ou proibir a escrita.

Datas (D0 -D7): Os dados gravados no visor.

1602 Pinagem do LCD

Modo de 4 bits e 8 bits

O LCD pode ser controlado em 2 modos; 4 bits e 8 bits. Isso se refere ao número de linhas nas quais os dados são gravados no visor. Os dados gravados no visor têm sempre 8 bits de comprimento, portanto, quando o LCD é endereçado em 4 bits, os dados devem ser enviados 2 vezes. A vantagem disso é que apenas 6 pinos de E/S precisam ser conectados no total, em vez dos 10 pinos no modo de 8 bits. Ao ler no visor, R/W também deve estar conectado a um pino de E/S, mas neste exemplo ele está conectado ao terra (sempre escreva).

Biblioteca de Cristal Líquido

Como pode ser difícil acessar os registros corretos, esta também é uma opção para o LCD biblioteca disponível para o Arduino . Esta biblioteca vem como padrão com o software Arduino , portanto nem é necessário baixar arquivos adicionais. Conforme mostrado no exemplo, a inicialização com esta biblioteca é muito simples. Para escrever um texto, apenas é necessário definir o número de caracteres na tela (por exemplo 16 x 2) e a mensagem desejada.

// include the library code:
#include <LiquidCrystal.h>

// initialize library with the the interface pins
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

void setup() {
  // initialize LCD with the number of columns and rows
  lcd.begin(16, 2);
  // Print a message to the LCD.
  lcd.print("Opencircuit.nl");
}

void loop() {
  
}

módulo de interface I2C

Com o módulo de interface I2C, ainda mais pinos são salvos. Este módulo precisa apenas de 2 linhas de dados para acionar o display LCD. Certifique-se de que a taxa de transmissão esteja definida para 115200!

Módulo de interface LCD I2CEste módulo realiza uma interface I2C rápida com os conhecidos displays LCD (16x02, 16x04 e 20x04), o que torna o controle desses displays muito mais fácil e econômico com pinos de E/S. Fora de estoque € 2,35

Biblioteca LiquidCrystal I2C

Existe uma versão modificada do Biblioteca LiquidCrystal disponível para endereçar o display via I2C. O zip deve então ser descompactado na pasta da biblioteca Arduino (%HOMEPATH%\Documents\ Arduino \libraries) para ser usado. Conforme mostrado no exemplo de código abaixo, o display LCD ainda pode ser controlado da mesma maneira. O módulo I2C também possui um potenciômetro embutido para o contraste dos caracteres.

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

// Set the LCD I2C address
LiquidCrystal_I2C lcd(0x20);  

#define BACKLIGHT_PIN     13

void setup()
{
  // Switch on the backlight
  pinMode ( BACKLIGHT_PIN, OUTPUT );
  digitalWrite ( BACKLIGHT_PIN, HIGH );
  
  // initialize LCD with the number of columns and rows
  lcd.begin(16,2);              

  // Print a message to the LCD.
  lcd.print("Opencircuit.nl");
}

void loop()
{

}

Uma tecnologia atemporal: o impacto duradouro dos módulos LCD 1602 e 2004

Neste blog, exploramos o empolgante mundo dos módulos LCD de caracteres, com foco especial nos icônicos monitores 1602 e 2004. Cobrimos a história, a evolução e a operação desses módulos, observando-os se tornarem escolhas populares para amadores e profissionais. Esses monitores versáteis e confiáveis continuam a ser uma parte essencial de muitos projetos e, apesar do surgimento de novas tecnologias, manterão sua relevância devido à sua simplicidade, facilidade de uso e economia.