ArduinoでSTEM教育​ 基礎編：LCDモジュール

今回は、ArduinoでLCDモジュールを使用して、文字の表示や書き換えをする方法を紹介します。デバッグ用途としてもよく使用するデバイスなので、今後の制作過程で役立つと思います。

目次

• 使用する部品一覧
• LCDモジュールの特徴や取り扱い方法
• ポテンショメータの特徴や取り扱い方法
• 回路図
• 配線図
• 組立完成写真
• プログラム
• 動かしてみよう
• 今回学んだポイント
• 改造してみよう

使用する部品一覧

使用する部品は図のとおりです。これらの部品は、すべて「ELEGOO Arduino用のMega2560スタータキット」に含まれています。

• Arduino MEGA2560 R3　…１個​
• 830穴 ブレッドボード　…１個​
• LCD1602モジュール　…１個​
• ポテンショメータ(10kΩ)　…１個
• ジャンパワイヤ(オス-オス)　…１６個​

LCDモジュールの特徴や取り扱い方法

今回使用するモジュールは、LCD1602モジュールです。​このモジュールは、LEDバックライト付きで、２行×１６文字を表示できます。​​LCD1602モジュールはピン数が多いですが、各ピンの機能は下記ののとおりです。​

電源(VDD)とグランド(VSS)以外に、Arduinoとの通信用ピン（RS, R/W, E, D0~D7)、バックライト制御ピン（A, K, VO）で構成されています。

ポテンショメータの特徴や取り扱い方法

ポテンショメータは、つまみを回すことで抵抗値を変えることができます。​これにより、電源電圧を分圧することで、任意の電圧を作成できます。​今回は、LCDのバックライトの明るさ制御（VO端子）をポテンショメータを使用して行います。​ポテンショメータの端子は、抵抗の両端(A, E)と中間（S)の３本あります。​

回路図

VDDとLED+（もしくはA）は電源端子なので、5Vに接続します。​VSSとLED-(もしくはK)とR/Wは、GNDに接続します。​データ線(DB4~DB7)は、D9~D12端子に接続します。接続先を間違わないように注意してください。​イネーブル(E)はD8端子、レジスタセレクト(RS)はD7端子に接続します。​最後に、バックライト制御用端子（VO)をポテンショメータのS端子に接続し、ポテンショメータのA,E端子は、それぞれ５VとGNDに接続します。​

配線図

ブレッドボードを使用した配線は図のとおりになります。

組立完成写真

実際に組み立てた写真です。同じようにできましたか？​

プログラム

最初に、LCD用のライブラリ(LiquidCrystal.h)を読み込みます。​このクラスを使用するため、宣言と初期設定(使用する端子設定)を同時に行います。​​setup()では、beginで表示桁数と行数を設定し、”Hellow, World!”の表示を行います。​loop()では、２行目にプログラムスタート時からの経過時間を表示させるために、setCursor(col,row)でカーソル位置を指定し、mills()で経過時間[ms]を取得します。​

動かしてみよう

プログラムを書き込んで、実際に動かしてみてください。

今回学んだポイント

• LCDモジュールは、バックライト制御用端子がある。​
• バックライト制御は、ポテンショメータを使用すると調整が容易になる。​
• ポテンショメータは、つまみの回転角度によって抵抗値が変わる。​
• LCDモジュールのプログラムは、ライブラリ（LiquidCrystal.h）を使用することで、容易に記述することができる。

改造してみよう

もう少し理解を深めるために、自分で改造してみてください。​

• 色々なセンサを使用して、取得値をLCDに表示してみよう。