Arduino - Bouclier LCD et clavier
Le bouclier LCD Keypad pour Arduino est un module utile qui associe un écran LCD 16x2 à six boutons-poussoirs (Droite, Haut, Bas, Gauche, Sélection et Réinitialisation) pour l'interaction utilisateur. Ce tutoriel vous guidera dans la mise en place et la programmation de ce bouclier à l'aide d'une carte Arduino.
Préparation du matériel
Ou vous pouvez acheter les kits suivants:
| 1 | × | Kit de Démarrage DIYables STEM V3 (Arduino inclus) | |
| 1 | × | Kit de Capteurs DIYables (18 capteurs/écrans) |
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À propos du bouclier LCD et clavier
Le bouclier LCD avec clavier numérique dispose de :
- Un écran LCD 16x2 contrôlé par la bibliothèque LiquidCrystal
- 5 boutons-poussoirs connectés à une seule broche analogique (A0)
- Un bouton de réinitialisation pour redémarrer l'Arduino
- Un potentiomètre pour ajuster le contraste de l'écran LCD
Schéma des broches
Le tableau ci-dessous illustre la correspondance des broches entre le bouclier LCD avec clavier et l'Arduino lorsque le bouclier est empilé sur la carte.
| Shield Pin | Function | Arduino Pin |
|---|---|---|
| DB4 | Data | 4 |
| DB5 | Data | 5 |
| DB6 | Data | 6 |
| DB7 | Data | 7 |
| RS | Register Select | 8 |
| E | Enable | 9 |
| Analog A0 | Button Input | A0 |
Bouton de réinitialisation
Le bouclier comprend un bouton de réinitialisation, qui est connecté à la broche de réinitialisation de l'Arduino. En appuyant sur ce bouton, l'Arduino redémarrera et le programme sera réinitialisé.
potentiomètre
Le bouclier comporte un petit potentiomètre près de l'écran LCD. Il sert à régler le contraste de l'écran LCD. Si le texte n'est pas visible, essayez de tourner lentement le potentiomètre pour améliorer la lisibilité.
Diagramme de câblage
Il suffit de brancher le bouclier LCD Keypad sur votre carte Arduino. Les broches s’aligneront automatiquement.
Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.
code Arduino
/*
* Ce code Arduino a été développé par newbiely.fr
* Ce code Arduino est mis à disposition du public sans aucune restriction.
* Pour des instructions complètes et des schémas de câblage, veuillez visiter:
* https://newbiely.fr/tutorials/arduino/arduino-lcd-keypad-shield
*/
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);
void setup() {
Serial.begin(9600);
Serial.println("Started"); // Debugging
lcd.begin(16, 2);
lcd.print("Hello!");
delay(3000);
}
void loop() {
int key = analogRead(A0);
//Serial.println(key); // Debugging
lcd.clear();
if (key < 50)
lcd.print("RIGHT");
else if (key < 200)
lcd.print("UP");
else if (key < 400)
lcd.print("DOWN");
else if (key < 600)
lcd.print("LEFT");
else if (key < 800)
lcd.print("SELECT");
else if (key < 1000)
lcd.print("RST"); // If RST has a value, add here
else
lcd.print("Press key!");
delay(200);
}
Étapes rapides
- Installez le bouclier LCD Keypad sur votre Arduino
- Connectez votre Arduino au PC via un câble USB
- Ouvrez l'IDE Arduino, sélectionnez la bonne carte et le bon port
- Copiez le code ci-dessus et collez-le dans l'IDE Arduino
- Cliquez sur le bouton Upload dans l'IDE Arduino pour téléverser le code sur votre Arduino
- Appuyez sur chaque bouton du bouclier, un par un, et vérifiez si le texte correspondant apparaît sur l'écran LCD
- Vérifiez le résultat sur l'écran LCD
Si l'écran LCD reste vide, assurez-vous que :
- Le bouclier est correctement connecté à l'Arduino.
- Le potentiomètre est ajusté pour un contraste approprié.
- Le code téléversé correspond à l'exemple fourni.
- La carte Arduino est correctement alimentée.
Suivre ces étapes devrait vous aider à faire fonctionner correctement votre bouclier LCD et clavier Arduino !
Pour davantage de fonctions de contrôle de l'affichage LCD, veuillez vous référer à ce tutoriel Arduino LiquidCrystal LCD.
Pour améliorer la modularité et la lisibilité, nous réorganisons le code précédent en fonctions distinctes :
/*
* Ce code Arduino a été développé par newbiely.fr
* Ce code Arduino est mis à disposition du public sans aucune restriction.
* Pour des instructions complètes et des schémas de câblage, veuillez visiter:
* https://newbiely.fr/tutorials/arduino/arduino-lcd-keypad-shield
*/
#include <LiquidCrystal.h>
// Define constants for key representations
const int KEY_RIGHT = 0;
const int KEY_UP = 1;
const int KEY_DOWN = 2;
const int KEY_LEFT = 3;
const int KEY_SELECT = 4;
const int KEY_NONE = 5;
LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);
int getKey() {
int analogValue = analogRead(A0);
//Serial.println(analogValue); // Debugging
if (analogValue < 50) return KEY_RIGHT;
else if (analogValue < 200) return KEY_UP;
else if (analogValue < 400) return KEY_DOWN;
else if (analogValue < 600) return KEY_LEFT;
else if (analogValue < 800) return KEY_SELECT;
else return KEY_NONE;
}
void setup() {
Serial.begin(9600);
Serial.println("Started"); // Debugging
lcd.begin(16, 2);
lcd.print("Hello!");
delay(3000);
}
void loop() {
lcd.clear();
int key = getKey();
switch (key) {
case KEY_RIGHT:
lcd.print("RIGHT");
break;
case KEY_UP:
lcd.print("UP");
break;
case KEY_DOWN:
lcd.print("DOWN");
break;
case KEY_LEFT:
lcd.print("LEFT");
break;
case KEY_SELECT:
lcd.print("SELECT");
break;
default:
lcd.print("Press key!");
break;
}
delay(200);
}
Vidéo
La démo vidéo ci-dessous utilise le code ci-dessous :
/*
* Ce code Arduino a été développé par newbiely.fr
* Ce code Arduino est mis à disposition du public sans aucune restriction.
* Pour des instructions complètes et des schémas de câblage, veuillez visiter:
* https://newbiely.fr/tutorials/arduino/arduino-lcd-keypad-shield
*/
#include <LiquidCrystal.h>
#include <Servo.h>
#include <DHT.h>
// ==================== PIN DEFINITIONS ====================
#define DHT_PIN 2
#define DHT_TYPE DHT11
#define SERVO_PIN 3
#define RED_LED_PIN 11
#define YELLOW_LED_PIN 12
#define GREEN_LED_PIN 13
// LCD Keypad Shield
LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7);
DHT dht(DHT_PIN, DHT_TYPE);
Servo servo;
// ==================== BUTTONS ====================
enum Button {
BUTTON_NONE,
BUTTON_RIGHT,
BUTTON_UP,
BUTTON_DOWN,
BUTTON_LEFT,
BUTTON_SELECT
};
// ==================== STATES ====================
enum State {
MAIN_MENU,
SENSOR_MENU,
TEMPERATURE_VIEW,
HUMIDITY_VIEW,
SERVO_CONTROL,
LED_MENU,
RED_LED_CONTROL,
YELLOW_LED_CONTROL,
GREEN_LED_CONTROL,
AUTO_MODE
};
State currentState = MAIN_MENU;
// ==================== MENU DATA ====================
const char* mainMenu[] = {
"SENSOR",
"SERVO",
"LED",
"AUTO MODE"
};
const char* sensorMenu[] = {
"TEMPERATURE",
"HUMIDITY"
};
const char* ledMenu[] = {
"RED",
"YELLOW",
"GREEN"
};
int mainMenuIndex = 0;
int sensorMenuIndex = 0;
int ledMenuIndex = 0;
// ==================== DEVICE VARIABLES ====================
int servoAngle = 90;
bool redLEDState = false;
bool yellowLEDState = false;
bool greenLEDState = false;
float temperature = 0.0;
float humidity = 0.0;
unsigned long lastSensorRead = 0;
unsigned long lastAutoDisplay = 0;
const unsigned long sensorInterval = 2000;
const unsigned long autoDisplayInterval = 2000;
bool autoDisplayPage = false;
// ==================== READ BUTTON ====================
Button readButton() {
int value = analogRead(A0);
if (value < 50)
return BUTTON_RIGHT;
if (value < 200)
return BUTTON_UP;
if (value < 400)
return BUTTON_DOWN;
if (value < 600)
return BUTTON_LEFT;
if (value < 800)
return BUTTON_SELECT;
return BUTTON_NONE;
}
// ==================== WAIT FOR BUTTON RELEASE ====================
void waitButtonRelease() {
while (readButton() != BUTTON_NONE) {
delay(10);
}
delay(100);
}
// ==================== DISPLAY MAIN MENU ====================
void displayMainMenu() {
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("MAIN MENU");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("> ");
lcd.print(mainMenu[mainMenuIndex]);
}
// ==================== DISPLAY SENSOR MENU ====================
void displaySensorMenu() {
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("SENSOR");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("> ");
lcd.print(sensorMenu[sensorMenuIndex]);
}
// ==================== DISPLAY LED MENU ====================
void displayLEDMenu() {
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("LED CONTROL");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("> ");
lcd.print(ledMenu[ledMenuIndex]);
}
// ==================== READ SENSOR ====================
void readSensor() {
float newTemperature = dht.readTemperature();
float newHumidity = dht.readHumidity();
if (!isnan(newTemperature)) {
temperature = newTemperature;
}
if (!isnan(newHumidity)) {
humidity = newHumidity;
}
}
// ==================== TEMPERATURE VIEW ====================
void showTemperature() {
readSensor();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("TEMPERATURE ");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(temperature, 1);
lcd.print((char)223);
lcd.print("C ");
}
// ==================== HUMIDITY VIEW ====================
void showHumidity() {
readSensor();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("HUMIDITY ");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(humidity, 1);
lcd.print("% ");
}
// ==================== SERVO DISPLAY ====================
void displayServoControl() {
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("SERVO CONTROL");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("ANGLE: ");
lcd.print(servoAngle);
lcd.print((char)223);
}
// ==================== LED DISPLAY ====================
void displayLEDControl(const char* ledName, bool state) {
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print(ledName);
lcd.setCursor(0, 1);
if (state) {
lcd.print("STATUS: ON");
} else {
lcd.print("STATUS: OFF");
}
}
// ==================== AUTO MODE PAGE 1 ====================
void displayAutoPage1() {
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("HUM:");
lcd.print(humidity, 0);
lcd.print("%");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("TEMP:");
lcd.print(temperature, 1);
lcd.print(" C");
}
// ==================== AUTO MODE PAGE 2 ====================
void displayAutoPage2() {
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("LED: ");
if (temperature < 25.0) {
lcd.print("GREEN");
}
else if (temperature < 30.0) {
lcd.print("YELLOW");
}
else {
lcd.print("RED");
}
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("SERVO: ");
lcd.print(servoAngle);
lcd.print(" DEG");
}
// ==================== AUTO MODE ====================
void runAutoMode() {
readSensor();
if (temperature < 31.3) {
digitalWrite(GREEN_LED_PIN, HIGH);
digitalWrite(YELLOW_LED_PIN, LOW);
digitalWrite(RED_LED_PIN, LOW);
servoAngle = 0;
servo.write(servoAngle);
}
else if (temperature < 31.5) {
digitalWrite(GREEN_LED_PIN, LOW);
digitalWrite(YELLOW_LED_PIN, HIGH);
digitalWrite(RED_LED_PIN, LOW);
servoAngle = 90;
servo.write(servoAngle);
}
else {
digitalWrite(GREEN_LED_PIN, LOW);
digitalWrite(YELLOW_LED_PIN, LOW);
digitalWrite(RED_LED_PIN, HIGH);
servoAngle = 180;
servo.write(servoAngle);
}
}
// ==================== MAIN MENU HANDLER ====================
void handleMainMenu(Button button) {
if (button == BUTTON_UP) {
mainMenuIndex--;
if (mainMenuIndex < 0) {
mainMenuIndex = 3;
}
displayMainMenu();
}
else if (button == BUTTON_DOWN) {
mainMenuIndex++;
if (mainMenuIndex > 3) {
mainMenuIndex = 0;
}
displayMainMenu();
}
else if (button == BUTTON_SELECT) {
switch (mainMenuIndex) {
case 0:
currentState = SENSOR_MENU;
sensorMenuIndex = 0;
displaySensorMenu();
break;
case 1:
currentState = SERVO_CONTROL;
displayServoControl();
break;
case 2:
currentState = LED_MENU;
ledMenuIndex = 0;
displayLEDMenu();
break;
case 3:
currentState = AUTO_MODE;
autoDisplayPage = false;
lastSensorRead = millis();
lastAutoDisplay = millis();
runAutoMode();
displayAutoPage1();
break;
}
}
}
// ==================== SENSOR MENU HANDLER ====================
void handleSensorMenu(Button button) {
if (button == BUTTON_UP) {
sensorMenuIndex--;
if (sensorMenuIndex < 0) {
sensorMenuIndex = 1;
}
displaySensorMenu();
}
else if (button == BUTTON_DOWN) {
sensorMenuIndex++;
if (sensorMenuIndex > 1) {
sensorMenuIndex = 0;
}
displaySensorMenu();
}
else if (button == BUTTON_SELECT) {
if (sensorMenuIndex == 0) {
lcd.clear();
currentState = TEMPERATURE_VIEW;
lastSensorRead = millis();
showTemperature();
}
else {
lcd.clear();
currentState = HUMIDITY_VIEW;
lastSensorRead = millis();
showHumidity();
}
}
else if (button == BUTTON_LEFT) {
currentState = MAIN_MENU;
displayMainMenu();
}
}
// ==================== TEMPERATURE HANDLER ====================
void handleTemperatureView(Button button) {
if (button == BUTTON_LEFT || button == BUTTON_SELECT) {
currentState = SENSOR_MENU;
displaySensorMenu();
}
}
// ==================== HUMIDITY HANDLER ====================
void handleHumidityView(Button button) {
if (button == BUTTON_LEFT || button == BUTTON_SELECT) {
currentState = SENSOR_MENU;
displaySensorMenu();
}
}
// ==================== SERVO HANDLER ====================
void handleServoControl(Button button) {
if (button == BUTTON_UP) {
servoAngle++;
if (servoAngle > 180) {
servoAngle = 180;
}
servo.write(servoAngle);
displayServoControl();
}
else if (button == BUTTON_DOWN) {
servoAngle--;
if (servoAngle < 0) {
servoAngle = 0;
}
servo.write(servoAngle);
displayServoControl();
}
else if (button == BUTTON_RIGHT) {
servoAngle += 10;
if (servoAngle > 180) {
servoAngle = 180;
}
servo.write(servoAngle);
displayServoControl();
}
else if (button == BUTTON_LEFT) {
servoAngle -= 10;
if (servoAngle < 0) {
servoAngle = 0;
}
servo.write(servoAngle);
displayServoControl();
}
else if (button == BUTTON_SELECT) {
currentState = MAIN_MENU;
displayMainMenu();
}
}
// ==================== LED MENU HANDLER ====================
void handleLEDMenu(Button button) {
if (button == BUTTON_UP) {
ledMenuIndex--;
if (ledMenuIndex < 0) {
ledMenuIndex = 2;
}
displayLEDMenu();
}
else if (button == BUTTON_DOWN) {
ledMenuIndex++;
if (ledMenuIndex > 2) {
ledMenuIndex = 0;
}
displayLEDMenu();
}
else if (button == BUTTON_SELECT) {
switch (ledMenuIndex) {
case 0:
currentState = RED_LED_CONTROL;
displayLEDControl("RED LED", redLEDState);
break;
case 1:
currentState = YELLOW_LED_CONTROL;
displayLEDControl("YELLOW LED", yellowLEDState);
break;
case 2:
currentState = GREEN_LED_CONTROL;
displayLEDControl("GREEN LED", greenLEDState);
break;
}
}
else if (button == BUTTON_LEFT) {
currentState = MAIN_MENU;
displayMainMenu();
}
}
// ==================== RED LED HANDLER ====================
void handleRedLED(Button button) {
if (button == BUTTON_RIGHT) {
redLEDState = !redLEDState;
digitalWrite(RED_LED_PIN, redLEDState ? HIGH : LOW);
displayLEDControl("RED LED", redLEDState);
}
else if (button == BUTTON_LEFT) {
currentState = LED_MENU;
displayLEDMenu();
}
}
// ==================== YELLOW LED HANDLER ====================
void handleYellowLED(Button button) {
if (button == BUTTON_RIGHT) {
yellowLEDState = !yellowLEDState;
digitalWrite(YELLOW_LED_PIN, yellowLEDState ? HIGH : LOW);
displayLEDControl("YELLOW LED", yellowLEDState);
}
else if (button == BUTTON_LEFT) {
currentState = LED_MENU;
displayLEDMenu();
}
}
// ==================== GREEN LED HANDLER ====================
void handleGreenLED(Button button) {
if (button == BUTTON_RIGHT) {
greenLEDState = !greenLEDState;
digitalWrite(GREEN_LED_PIN, greenLEDState ? HIGH : LOW);
displayLEDControl("GREEN LED", greenLEDState);
}
else if (button == BUTTON_LEFT) {
currentState = LED_MENU;
displayLEDMenu();
}
}
// ==================== AUTO MODE HANDLER ====================
void handleAutoMode(Button button) {
if (button == BUTTON_LEFT || button == BUTTON_SELECT) {
digitalWrite(RED_LED_PIN, LOW);
digitalWrite(YELLOW_LED_PIN, LOW);
digitalWrite(GREEN_LED_PIN, LOW);
redLEDState = false;
yellowLEDState = false;
greenLEDState = false;
servoAngle = 90;
servo.write(servoAngle);
currentState = MAIN_MENU;
displayMainMenu();
}
}
// ==================== SETUP ====================
void setup() {
lcd.begin(16, 2);
dht.begin();
servo.attach(SERVO_PIN);
servo.write(servoAngle);
pinMode(RED_LED_PIN, OUTPUT);
pinMode(YELLOW_LED_PIN, OUTPUT);
pinMode(GREEN_LED_PIN, OUTPUT);
digitalWrite(RED_LED_PIN, LOW);
digitalWrite(YELLOW_LED_PIN, LOW);
digitalWrite(GREEN_LED_PIN, LOW);
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("SMART CONTROL");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("STATION");
delay(2000);
displayMainMenu();
}
// ==================== LOOP ====================
void loop() {
Button button = readButton();
if (button != BUTTON_NONE) {
switch (currentState) {
case MAIN_MENU: handleMainMenu(button); break;
case SENSOR_MENU: handleSensorMenu(button); break;
case TEMPERATURE_VIEW: handleTemperatureView(button); break;
case HUMIDITY_VIEW: handleHumidityView(button); break;
case SERVO_CONTROL: handleServoControl(button); break;
case LED_MENU: handleLEDMenu(button); break;
case RED_LED_CONTROL: handleRedLED(button); break;
case YELLOW_LED_CONTROL: handleYellowLED(button); break;
case GREEN_LED_CONTROL: handleGreenLED(button); break;
case AUTO_MODE: handleAutoMode(button); break;
}
waitButtonRelease();
}
// ===== AUTOMATIC DATA UPDATE =====
if (currentState == AUTO_MODE) {
if (millis() - lastSensorRead >= sensorInterval) {
lastSensorRead = millis();
runAutoMode();
}
if (millis() - lastAutoDisplay >= autoDisplayInterval) {
lastAutoDisplay = millis();
autoDisplayPage = !autoDisplayPage;
if (autoDisplayPage) {
displayAutoPage2();
} else {
displayAutoPage1();
}
}
}
if (currentState == TEMPERATURE_VIEW || currentState == HUMIDITY_VIEW) {
if (millis() - lastSensorRead >= sensorInterval) {
lastSensorRead = millis();
if (currentState == TEMPERATURE_VIEW) {
showTemperature();
} else if (currentState == HUMIDITY_VIEW) {
showHumidity();
}
}
}
}