20x4 Display mit I2C Controller: Setup und Hello World

[Sisor]

Heute lag ein neues Display für mich in der Post.

Da aber im Netz leider nur schlechte Dokumentation für mein neues 20x4 Display zu finden war,
habe ich mich entschlossen ein kleines 'HelloWorld' Demo zu schreiben:

Hardware:
Arduino Uno
20x4 Zeichen Display QC2004A mit Sainsmart LCD2004 Controller
4 Verbindungskabel

Anschlussmethode:
I2C (Verkabelung ist den angehängten Bildern zu entnehmen)

Software:
Arduino IDE
LiquidCrystal-Library

Als erstes den Ordner 'LiquidCrystal' aus der .zip-Datei in den Ordner Dokumente/Arduino/libraries ziehen.
Jetzt sollte die LiquidCrystal-Library bekannt sein.

Ein Wort zum I2C-Port:

Mein Display-Controller hat den Port 0x27.
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,2,1,0,4,5,6,7,3,POSITIVE);

Sollte dieser Wert nicht bekannt sein, kann dieser I2C-Scanner zum Herausfinden des Ports benutzt werden.


Code:

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h> //https://bitbucket.org/fmalpartida/new-liquidcrystal/downloads

// Belegung für 16x4 LCD-Modul QC2204A
// mit Sainsmart LCD2004 I2C-Controller
LiquidCrystal_I2C  lcd(0x27,2,1,0,4,5,6,7,3,POSITIVE);

void setup() {
  lcd.begin(20,4);
  lcd.setCursor(4,1);
  lcd.print("Hallo Welt!");
  delay(5000);
}

void loop() { 
  //Display löschen und Cursor nach oben links
  lcd.clear();
  lcd.home();
  
  //---Zeilen ansprechen
  lcd.setCursor(4,0);
  lcd.print("Zeile 1");
  lcd.setCursor(5,1);
  lcd.print("Zeile 2");
  lcd.setCursor(6,2);
  lcd.print("Zeile 3");
  lcd.setCursor(7,3);
  lcd.print("Zeile 4");
  delay(2000);
  
  //---Display-Inhalt nach rechts scrollen
  lcd.scrollDisplayRight();
  //lcd.scrollDisplayLeft()
  delay(2000);
  
  //---Cursor ein  
  lcd.clear();
  lcd.home();
  lcd.print("Cursor blinkt:");
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.blink();
  delay(2000);
  
  //---alternativer Cursor
  lcd.clear();
  lcd.home();
  lcd.print("Cursor Unterstrich:");
  lcd.setCursor(0,1);
  lcd.cursor();
  delay(2000);
  
  //---Zurücksetzen
  lcd.clear();
  lcd.home();
  lcd.noCursor();
  lcd.noBlink();
  
  //---Alle Zeichen anzeigen
  lcd.print("Alle Zeichen...");
  delay (2000);
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(2,0);
  int i=1;
  for (char c = -128; c < 127; c++,i++){
    lcd.print(c);
    if (!(i%16)) lcd.setCursor(2,(i/16)%4);  
    if (!(i%64)) delay(3000);
  }
  delay(3000);

  //---Display aus
  lcd.clear();
  lcd.home();
  lcd.print("Display aus...");
  delay(2000);
  lcd.off();
  delay(2000);
  //---Display wieder an
  lcd.on();
  //lcd.noBacklight();
  //lcd.backlight();
}

Das Ergebnis ist eine leicht zu steuernde visuelle Anbindung an den Bediener bei nur 4 Pins belegten Pins. Klasse!



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Wie baue ich mir eigene Zeichen (Custom Chars)?

Oben genanntes LCD hat 8 Speicherplätze für selbstdefinierbare Zeichen.
Pro Zeichen werden 5x8 Pixel benutzt.
Im folgenden wird eine Glocke als Zahlen-Code berechnet.
Anmerkung: Die Hex-Code-Umrechnung braucht man eigentlich nicht.


In eine Tabelle gepackt (1 bedeutet sichtbar, 0 unsichtbar) kann man mit ein bischen Phantasie die Glocke erkennen:

16	08	04	02	01	Bitwert
0	0	1	0	0	16*0 + 8*0 + 4*1 + 2*0 + 1*0 = 4 = 0x04
0	1	1	1	0	16*0 + 8*1 + 4*1 + 2*1 + 1*0 = 14 = 0x0E
0	1	1	1	0	16*0 + 8*1 + 4*1 + 2*1 + 1*0 = 14 = 0x0E
0	1	1	1	0	16*0 + 8*1 + 4*1 + 2*1 + 1*0 = 14 = 0x0E
1	1	1	1	1	16*1 + 8*1 + 4*1 + 2*1 + 1*1 = 31 = 0x1F
0	0	0	0	0	16*0 + 8*0 + 4*0 + 2*0 + 1*0 = 0 = 0x00
0	0	1	0	0	16*0 + 8*0 + 4*1 + 2*0 + 1*0 = 4 = 0x04
0	0	0	0	0	16*0 + 8*0 + 4*0 + 2*0 + 1*0 = 0 = 0x00

Nun fügen wir die Glocke (und 7 andere Zeichen) im Code als Array ein:

uint8_t bell[8] = {0x04,0x0E,0x0E,0x0E,0x1F,0x00,0x04,0x00};
oder alternativ:
uint8_t bell[8] = {4, 14, 14, 14, 31, 0, 4, 0};

Dann übergeben wir das Array an das Display (Speicherplatz 0):

lcd.createChar(0, bell);

Und lassen es ausgeben:

lcd.write(byte(0));

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

// Belegung für 16x4 LCD-Modul QC2204A
// mit Sainsmart LCD2004 I2C-Controller
LiquidCrystal_I2C  lcd(0x27,2,1,0,4,5,6,7,3,POSITIVE);

void setup() {
  lcd.begin(20,4);
  createCustomChars();
  
  lcd.setCursor(2,1);
  lcd.print("Eigene Zeichen!");
  delay(5000);lcd.clear();

  lcd.print("Codes 0x00-0x07");
  lcd.setCursor(0, 2);
  for (int i=0; i<8; i++) 
  {
    lcd.write(byte(i));
  }
}
void loop() {}

void createCustomChars()
{
  uint8_t bell[8]     = {0x04,0x0E,0x0E,0x0E,0x1F,0x00,0x04,0x00};
  uint8_t note[8]     = {0x02,0x03,0x02,0x0E,0x1E,0x0C,0x00,0x00};
  uint8_t clock[8]    = {0x00,0x0E,0x15,0x17,0x11,0x0E,0x00,0x00};
  uint8_t heart[8]    = {0x00,0x0A,0x1F,0x1F,0x0E,0x04,0x00,0x00};
  uint8_t duck[8]     = {0x00,0x0C,0x1D,0x0F,0x0F,0x06,0x00,0x00};
  uint8_t check[8]    = {0x00,0x01,0x03,0x16,0x1C,0x08,0x00,0x00};
  uint8_t cross[8]    = {0x00,0x1B,0x0E,0x04,0x0E,0x1B,0x00,0x00};
  uint8_t retarrow[8] = {0x01,0x01,0x05,0x09,0x1F,0x08,0x04,0x00};
  
  lcd.createChar(0, bell);
  lcd.createChar(1, note);
  lcd.createChar(2, clock);
  lcd.createChar(3, heart);
  lcd.createChar(4, duck);
  lcd.createChar(5, check);
  lcd.createChar(6, cross);
  lcd.createChar(7, retarrow);
}

[cdk]

Hey dankesehr!

Das sieht mir ganz nach dem Teil aus was ich gestern Abend über Amazon bestellt habe und eigentlich erwarte daß das zu einem Zittersieg wird bis ich es zum laufen bekomme.

Es ist da ziemlich spärlich beschrieben ("SainSmart IIC LCD2004-character display module") und weitere Doku wird wohl auch nicht mitgelifert, nur in den User-Bewertungen hat sich freundlicherweise einer geopfert und technische Hinweise gegeben - der verwendet aber externe Libraries.

Jetzt bin ich wirklich gespannt wenn das Teil kommt. Wenn das nun so einfach wie von Dir beschrieben mit den integrierten Bibliotheken und Deinem Beispielprogramm funktioniert wäre das ja mehr Glück als ich verdient habe...

[redround]

als Digispark-Fan verwende ich immer diese Dinger: http://shop.cboden.de/Displays/20x4-...rungssatz.html. Dort gibt es aber auch auch Displays und I2C Backplane getrennt, so dass man auf weniger als 15 Euro für ein 2004 I2C Display kommt ... und das auch noch von einem deutschen Versender. Zudem haben die Backplanes den Vorteil, dass sich die I2C Adresse einfach per Schalter einstellen lässt und nicht mit Löt-Brücken "hingebrutzelt" werden müssen. Sehr sinnvoll sind in meinen Augen auch die beiden I2C Stiftleisten ... so kann man einfach das nächste I2C Device "verketten".

Ein total einfaches Beispielprogramm dafür findet sich auch auf: http://cboden.de/mikro-controller/digispark/lcd-anzeige .

Das mit der fehlenden Doku ist aber wohl überall ein Problem

PS: I2C belegt eigentlich nur 2 Pins (SDA und SCL) da man +5V und GND fairer Weise eigentlich nicht als Pin rechnen darf

[cdk]

Tja schade, soo einfach will's bei mir nun leider nicht klappen. Die LiquidCrystal_I2C.h gibt's nicht in meiner jungfräulichen Arduino-Umgebung und mit irgendeiner gleichnamigen, die ich im Netz gefunden habe scheitert's bereits am Compiler-Durchlauf.

Aber genug für heute, morgen ist auch noch ein Tag...

@redround
Stimmt, solche Daisychain Stecker für'n I2C sind/wären wirklich eine feine Sache. Falls man wenigstens mal eine I2C-Komponente zum laufen kriegt.
Ein Löt-Brücken-hingebrutzel wird's bei diesem Display aber auch nicht geben - da sind keine...

[Sisor]

Stimmt. Ich war der festen Überzeugung, die LiquidCrystal-Library wäre im Standard-Librarypack.

Hier downloaden:
LiquidCrystal-Library

Dann den Ordner 'LiquidCrystal' aus der .zip-Datei in den Ordner Dokumente/Arduino/libraries ziehen.
Erst dann Arduino-IDE öffnen.

Nun sollte die LiquidCrystal-Library bekannt sein.

[redround]

Ein Löt-Brücken-hingebrutzel wird's bei diesem Display aber auch nicht geben - da sind keine...

das ist natürlich blöd, da das Display dann über eine feste I2C Adresse verfügt, die Du kennen musst. 99,9% aller I2C Backplanes verwenden einen PCF8574 als I2C Portexpander. Der hat 3 Adress-Pins (zufällig Pin 1 bis 3). Da musst Du mal messen, welche davon mit GND und welche mit +5V verbunden sind. Daraus ergibt sich dann die Adresse (alle 3 GND = 0x20; alle 3 +5V = 0x27). Alternativ kannst Du auch einfach die Adressen 0x20 bis 0x27 per Schleife durchlaufen und jeweils versuchen einen anderen Text auszugeben. Bei einer der Adressen sollte das Display dann was anzeigen.

[Sisor]

I2Cscanner

[cdk]

Super! Vielen Dank Euch beiden - jetzt funktioniert alles, einschl. I2C-Scanner und Custom Chars!

Mußte lediglich die Adresse für mein LCD von 0x27 auf 0x3f ändern, habe nämlich ein Display mit dem PCF8574A erhalten. Das Problem wird aber im WWW öfters erwähnt und selbst ohne dieses Wissen wär's ja nun dank der Scanroutine kein Problem gewesen. Selbst bei Sainsmart scheint man sich nicht sicher zu sein welche Version man denn nun verkauft - habe dort Beispielcode mit der einen wie auch mit der anderen Adresse gefunden...

Sollte man die belegte Adresse wirklich mal ändern müssen wird's aber haarig. Leiterbahn durchtrennen is nich - bei dem Layout würde man damit auch den Rest der Schaltung mit abhängen. Da müßte man dann schon einen der SMD-Pins anlupfen und freischwebend "umpolen".

Ist aber derzeit nicht mein Problem und mit dem Input aus diesem Thread kann ich mich jetzt mal daran machen die Ansteuerung selbst in den Griff zu bekommen. Dankesehr!

[oderlachs]

Hallo ,
grossen Dank für die ausführlichen Berichte hier, ich habe auch einige solcher I2C -LCD Adapter von Saintsmart auf Lager, nur noch nicht im Einsatz gehabt.
Da kann ich hier Berichtetes gleich bei der Verwendung dann mit einbringen. Sonst stehe ich auch wie der "Ochs vorm Neuen Tor"

Gerhard

[cdk]

So, habe derweil ein bißchen mit dem Teil rumgespielt. Wen's interessiert - anbei Fotos vom verfügbaren Zeichensatz:


Die erste Zeile "gilt nicht" - das sind selbst definierte Zeichen für meine Bargraphanzeige, die ich mit einem Alkoholsensor verwende. Ansonsten ist jenseits von 7bit-ASCII leider nicht viel brauchbares vorhanden - die letzten Zeilen bieten aber immerhin noch deutsche Umlaute und griechische Buchstaben an...

Ansonsten ist mir aufgefallen daß das Display offensichtlich mal ein 2x80 Display war. Leider wird die 1. Zeile in die 3. (!) umgebrochen und die 2. in die 4., sodaß die Scroll-Befehle nur sehr bedingt brauchbar sind. Plöt.

Aber dennoch muß ich sagen daß die blind investierten 20E für das Teil gut angelegt waren. Mit der Unterstüzung hier konnte ich es blitzschnell und problemlos verwenden und es bietet für eine zeichenbasierte Anzeige eine optimal große Anzeigefläche...