아두이노 우노 Q LCD 키패드 쉴드
사용자 입력을 받고 피드백을 표시하는 것은 모든 Arduino 프로젝트의 핵심 기술이며, LCD 키패드 쉴드는 Arduino UNO Q에서 이를 매우 간단하게 만들어줍니다. 이 올인원 쉴드는 Arduino UNO Q 위에 직접 쌓을 수 있으며, 16×2 LCD 디스플레이와 5개의 입력 버튼을 하나의 컴팩트한 보드에 제공합니다. 추가 배선이 필요 없습니다!
이 튜토리얼에서 배우게 될 내용:
- LCD 키패드 쉴드란 무엇이며 어떻게 작동하는지
- LCD 키패드 쉴드를 Arduino UNO Q에 연결(쌓기)하는 방법
- Arduino UNO Q의 MCU(C/C++ Arduino 코드)를 프로그래밍하여 버튼을 직접 읽고 LCD를 제어하는 방법
- Linux 측(Python)과 MCU 측(C/C++ Arduino 코드)을 모두 프로그래밍하여 Linux 측이 MCU 측과 상호작용하여 LCD 키패드 쉴드를 제어하는 방법
- Telegram을 사용하여 Arduino UNO Q에 메시지를 보내 LCD에 메시지를 표시하거나 버튼 상태를 읽는 방법
- Arduino UNO Q에서 OpenClaw를 사용하여 LCD 키패드 쉴드를 제어하는 방법
- 어떤 버튼이 눌렸는지 읽고 LCD 화면에 결과를 표시하는 방법

필요한 하드웨어
| 1 | × | Arduino UNO Q | 아마존 | |
| 1 | × | USB Cable for Arduino Uno Q | 아마존 | |
| 1 | × | LCD Keypad Shield | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) 아두이노 우노용 스크루 터미널 블록 쉴드 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) Sensors/Servo Expansion Shield for Arduino Uno | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) 아두이노 우노용 브레드보드 쉴드 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) 아두이노 우노용 케이스 | 쿠팡 | 아마존 | |
| 1 | × | (추천) 아두이노 우노용 프로토타이핑 베이스 플레이트 & 브레드보드 키트 | 아마존 |
LCD 키패드 쉴드 소개
LCD 키패드 쉴드는 16×2 문자 LCD 디스플레이와 5개의 입력 버튼을 하나의 보드에 결합한 플러그 앤 플레이 Arduino 쉴드입니다.
- 디스플레이: 16×2 LCD — 2줄에 16개의 문자를 표시하며, LiquidCrystal 라이브러리로 구동됩니다
- 버튼: 5개의 입력 버튼(Right, Up, Down, Left, Select) — 모두 저항 래더를 사용하여 단일 아날로그 핀(A0)에 연결됩니다
- 리셋: Arduino UNO Q를 재시작할 전용 리셋 버튼
- 명암: LCD 명암을 조정할 내장 포텐셔미터(손잡이)
- 폼 팩터: 표준 Arduino 쉴드 — Arduino UNO Q 핀 위에 직접 쌓이며, 추가 배선이 필요 없습니다
- 초보자에게 좋은 이유: 플러그 앤 플레이 — 납땜 없음, 점퍼 와이어 없음, 즉각적인 시각적 피드백 제공
핀 배치

LCD 키패드 쉴드는 쉴드 헤더를 통해 Arduino UNO Q에 연결됩니다. 각 핀이 매핑되는 방식은 다음과 같습니다:
| 쉴드 핀 | 기능 | Arduino UNO Q 핀 |
|---|---|---|
| DB4 | LCD 데이터 | 4 |
| DB5 | LCD 데이터 | 5 |
| DB6 | LCD 데이터 | 6 |
| DB7 | LCD 데이터 | 7 |
| RS | 레지스터 선택 | 8 |
| E | 활성화 | 9 |
| 아날로그 A0 | 버튼 입력 | A0 |
- 리셋 버튼: 눌렀을 때 Arduino UNO Q를 재시작합니다
- 포텐셔미터(손잡이): LCD 명암을 조정합니다 — 화면이 공백이거나 너무 어두우면 돌려보세요
※ 주의:
Arduino UNO Q 호환성 참고 사항:
- LCD 디스플레이: 완벽하게 작동합니다 — LiquidCrystal 라이브러리가 모든 16×2 디스플레이 기능을 문제 없이 구동합니다.
- 버튼 — 중요: 버튼들은 모두 저항 래더를 통해 단일 아날로그 핀(A0)에 연결됩니다. 쉴드는 5V ADC용으로 설계되었지만, Arduino UNO Q의 STM32는 3.3V 기준을 사용하는 12비트 ADC(0–4095)를 사용합니다. 쉴드 제조업체마다 다른 저항 값을 사용하므로, 각 버튼의 ADC 수치는 쉴드마다 다릅니다. 특정 쉴드의 임계값을 보정해야 합니다 (문제 해결 섹션 참고) — 그렇지 않으면 버튼이 잘못 감지될 수 있습니다 (예: LEFT가 DOWN으로 감지).
- SELECT 버튼: 쉴드 변형에 따라 다릅니다. 일부 쉴드에서 SELECT는 3.3V 이상의 전압을 생성하여 4095로 자르집니다("키 없음"과 동일) — SELECT를 감지할 수 없습니다. 다른 쉴드에서는 SELECT가 3.3V 미만의 전압을 생성하여 감지할 수 있습니다. 먼저 보정하여 확인하세요.
이 튜토리얼에서 사용된 DIYables의 LCD 키패드 쉴드는 SELECT를 포함한 5개의 버튼 모두가 Arduino UNO Q와 잘 작동합니다.
배선도
배선이 필요 없습니다 — LCD 키패드 쉴드를 Arduino UNO Q 위에 직접 쌓기만 하면 핀이 자동으로 정렬됩니다.

이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
- 참고: 모든 핀이 견고한 접촉을 유지하도록 쉴드를 단단히 눌러 내려야 합니다.
MCU 코드 (직접 Arduino 스케치)
Arduino UNO Q에는 두 개의 프로세서가 있습니다 — 한 보드에 두 개의 뇌가 있는 것처럼: STM32 MCU(실시간 하드웨어 제어 처리)와 Qualcomm MPU(Linux 실행). 이 섹션에서는 Arduino C/C++를 사용하여 STM32 MCU만 프로그래밍하고, Linux 측은 유휴 상태로 유지합니다. 나중 섹션에서 두 프로세서를 모두 프로그래밍하고 서로 상호작용하도록 만들 것입니다.
STM32 MCU에서 직접 실행되어 버튼 누름을 감지하고 LCD에 결과를 표시하는 Arduino 스케치입니다.
- LiquidCrystal 라이브러리를 사용하여 16×2 LCD 초기화
- A0의 아날로그 값을 읽어 어떤 버튼이 눌렸는지 감지
- 누를 때마다 눌린 버튼의 이름을 LCD에 실시간으로 표시
- Monitor.println()을 통해 버튼 이벤트를 App Lab 콘솔에 보고
빠른 단계
- Arduino UNO Q 처음 사용? 진행하기 전에 아두이노 우노 Q 시작하기 튜토리얼을 따라 개발 환경을 준비하세요.
- 쉴드 쌓기: LCD 키패드 쉴드를 Arduino UNO Q에 단단히 누르세요 — 모든 핀이 정렬되고 완전히 안착해야 합니다.
- 연결: USB-C 케이블로 Arduino UNO Q를 컴퓨터에 연결하세요.
- Arduino App Lab 열기: Arduino App Lab을 시작하고 Arduino UNO Q가 감지될 때까지 기다리세요 — 첫 실행 시 몇 분이 걸릴 수 있습니다.
- 새 앱 만들기: Create New App 버튼을 클릭하세요.

- 앱에 이름을 지어주세요. 예: DIYables_LCD_Keypad_Shield
- Create를 클릭하여 확인하세요.
- 새 앱 안에 폴더와 파일 세트가 생성됩니다.

- sketch/sketch.ino 파일을 찾으세요 — MCU 스케치를 여기에 붙여넣을 곳입니다.
- Install the library: Click the Add sketch library button (the open book icon with a + sign) in the left sidebar.

- Search for LiquidCrystal created by Arduino, Adafruit and click the Install button.
- Search for Arduino_RouterBridge created by Arduino and click the Install button.
- 업로드: Arduino App Lab의 Run 버튼을 클릭하여 STM32에 컴파일 및 업로드하세요.

- 테스트: 각 버튼(Right, Up, Down, Left, Select)을 하나씩 눌러보고 LCD 업데이트를 확인하세요.
- 화면이 공백? 쉴드의 명암 손잡이를 돌려 텍스트가 명확하게 보일 때까지 조정하세요.
- 전문가 팁: 쉴드의 리셋 버튼을 눌러 USB-C 케이블을 분리하지 않고 스케치를 다시 시작할 수 있습니다.
App Lab 콘솔 출력
보너스: 더 깔끔한 코드
코드를 더 전문적으로 보이게 하고 싶으신가요? 잘 구성된 함수가 있는 고급 버전입니다:
Linux + MCU 브리지 프로그래밍
Arduino UNO Q에는 함께 작동하는 두 개의 프로세서가 있습니다: MPU(Qualcomm, Debian Linux 실행)와 MCU(STM32, Arduino 스케치 실행 중 Zephyr OS 실행). 이들은 RPC를 통해 Arduino_RouterBridge 라이브러리를 사용하여 통신합니다 — 절대로 원시 직렬 포트를 통하지 않습니다.
- MPU (Linux 측): Python을 실행하여 버튼 상태를 폴링하고 LCD에 텍스트를 전송합니다
- MCU (STM32 측): 실시간 버튼 읽기 및 LCD 업데이트를 처리합니다
- 통신: Linux 측의 Bridge.call()이 MCU 측의 Bridge.provide() 함수를 호출합니다
- ⚠️ 예약됨: /dev/ttyHS1 (Linux) 및 Serial1 (MCU)은 Arduino 라우터에서 사용합니다 — 절대로 직접 열지 마세요
MCU 스케치 — Linux 측에 버튼 읽기 및 LCD 쓰기를 노출:
Python 스크립트 (Arduino App Lab) — Linux에서 버튼 상태를 폴링하고 LCD 업데이트:
- 참고: Bridge.begin()이 MCU 스케치에서 호출되고 스케치가 업로드된 후 Linux 측에서 Python 스크립트를 실행하세요.
- ⚠️ 경고: /dev/ttyHS1 (Linux)을 직접 열거나 코드에서 Serial1 (MCU)을 사용하지 마세요 — 이들은 Arduino 라우터에서 예약되어 있으며 접근하면 브리지가 손상됩니다.
빠른 단계
- MCU 스케치 업로드: Arduino App Lab을 열고, 새 앱을 만들고, 위의 MCU 스케치를 Sketch 탭에 붙여넣고, Run을 클릭하세요.
- Python 스크립트 추가: 위의 Python 코드를 같은 앱의 Python 탭에 붙여넣으세요.
- 앱 실행: Run을 클릭하세요 — Linux 측이 0.5초마다 버튼 상태를 폴링하기 시작합니다.
- 버튼 누르기: 5개의 버튼 중 하나를 누르고 LCD와 App Lab 콘솔이 실시간으로 업데이트되는 것을 확인하세요.
- 전문가 팁: time.sleep() 값을 늘려 폴링 빈도를 줄이고 Linux 측의 CPU 사용량을 낮추세요.
App Lab 콘솔 출력
Telegram 통합
Telegram을 통해 Arduino UNO Q LCD 키패드 쉴드를 원격으로 제어할 수 있습니다 — LCD 화면에 메시지를 표시하거나 어떤 버튼이 눌리고 있는지 확인할 수 있습니다. 어디서나.
아직 Telegram 봇이 없으면, 계속하기 전에 아두이노 우노 Q - 텔레그램 봇을 참고하여 봇 토큰을 얻으세요.
이 섹션은 다음을 다룹니다:
- Arduino UNO Q의 Linux 측에서 Python 스크립트를 실행하여 Telegram 메시지 수신
- Telegram에서 MCU 측으로 명령을 전달하여 LCD를 업데이트하거나 버튼 상태 읽기
- MCU 결과를 Telegram 답장으로 다시 전송
MCU 스케치: 이전 브리지 섹션의 동일한 MCU 스케치를 유지합니다 — 변경 사항 없음. 계속하기 전에 STM32에 이미 업로드되고 실행 중인지 확인하세요.
Python 스크립트 (Arduino App Lab) — LCD 키패드 쉴드용 Telegram 봇:
- 참고: YOUR_BOT_TOKEN을 Telegram의 @BotFather에서 얻은 토큰으로 바꾸세요.
- /lcd Hello UNO Q!를 보내 LCD 화면에 메시지를 표시합니다.
- /button을 보내 쉴드에서 현재 눌리고 있는 버튼을 확인합니다.
빠른 단계
- Telegram 봇 만들기: Telegram에서 @BotFather에 메시지를 보내고, /newbot을 보내고, 프롬프트를 따르고, 봇 토큰을 복사하세요.
- MCU 스케치 업로드: 이전 섹션의 브리지 MCU 스케치를 사용합니다 (아직 없으면 먼저 업로드하세요).
- Telegram 스크립트 붙여넣기: 위의 Python 코드를 Arduino App Lab의 앱의 Python 탭에 복사합니다.
- 토큰 설정: 스크립트의 YOUR_BOT_TOKEN을 실제 봇 토큰으로 바꾸세요.
- 앱 실행: Run을 클릭하세요 — 봇이 즉시 Telegram 메시지를 수신 대기하기 시작합니다.
- 테스트: 봇에 /lcd Hello!를 보내고 텍스트가 LCD에 표시되는 것을 확인하세요.
- 전문가 팁: /button을 사용하여 원격으로 쉴드 버튼을 누르고 있는 사람을 확인합니다 — 원격 디버깅이나 게임 컨트롤러에 유용합니다.
App Lab 콘솔 출력
ArduinoBot
OpenClaw 통합
아두이노 우노 Q - OpenClaw 튜토리얼에서 지침을 참고하여 이 튜토리얼에 OpenClaw를 적용할 수 있습니다.
애플리케이션/프로젝트 아이디어
Arduino UNO Q와 LCD 키패드 쉴드로 만들 수 있는 재미있는 프로젝트 아이디어입니다:
- 메뉴 기반 시스템: Up/Down 버튼을 사용하여 LCD에 표시된 메뉴 항목을 스크롤하기
- 디지털 스코어보드: 투 플레이 게임의 스코어 추적, Select 버튼을 사용하여 리셋
- PIN 코드 입력: 버튼을 사용하여 코드 입력 및 LCD에 마스크된 피드백 표시
- Telegram 제어 디스플레이: 누구나 Arduino UNO Q에 메시지를 보내 LCD에 표시된 내용을 원격으로 업데이트
- 원격 센서 대시보드: LCD에 센서의 온도 또는 습도 수치 표시, Telegram을 통해 읽고 업데이트 가능
- 간단한 스톱워치: Select로 시작/중지, Left로 리셋, 16×2 디스플레이에 경과 시간 표시
더 많은 LCD 팁이 필요하신가요? 더 많은 아이디어를 위해 Arduino LiquidCrystal LCD 튜토리얼을 확인하세요.
자신에게 도전해보세요
Arduino UNO Q와 LCD 키패드 쉴드를 사용하여 이러한 챌린지를 시도하고 기술을 레벨업하세요:
- 쉬움: LCD 1번 줄에 환영 메시지를 표시하고 2번 줄을 버튼을 누를 때마다 그 버튼 이름으로 업데이트
- 중간: 스톱워치 만들기 — Select를 사용하여 시작/중지, Left를 사용하여 리셋, LCD에 경과 시간을 매초 업데이트
- 고급: Telegram 봇을 통해 Up/Down/Select 명령을 보내 사용자가 LCD 메뉴를 원격으로 탐색하는 다단계 메뉴 생성
문제 해결
버튼이 잘못 감지됩니다 (잘못된 버튼 이름 표시):
버튼 ADC 값은 쉴드 제조업체마다 다릅니다. 코드는 Arduino UNO Q용으로 미리 보정되어 있지만, 쉴드가 다른 저항을 사용한다면 재보정해야 합니다. 아래의 보정 스케치를 업로드하고, 각 버튼을 한 번에 하나씩 누르고, LCD와 App Lab 콘솔에 표시된 ADC 값을 기록합니다:
결과를 기록하세요:
| 버튼 | 당신의 ADC 값 |
|---|---|
| RIGHT | ? |
| UP | ? |
| DOWN | ? |
| LEFT | ? |
| SELECT | ? |
| NONE | ? |
그런 다음 스케치의 각 임계값을 인접한 두 버튼 값의 중간점으로 설정합니다. 예를 들어 UP = 590이고 DOWN = 1500이면, 그 사이의 임계값은 (590 + 1500) / 2 = 1045입니다.
SELECT 버튼이 작동하지 않습니다:
일부 쉴드는 SELECT 전압을 3.3V 이상으로 밀어올리는 더 높은 저항 래더를 사용합니다 — STM32의 ADC 한계. 이 경우 SELECT가 4095로 자르집니다("키 없음"과 동일) 그리고 감지할 수 없습니다. 보정 스케치를 사용하여 확인합니다: SELECT와 NONE이 모두 4095를 읽으면, SELECT는 쉴드에서 사용 불가능합니다.
LCD 화면이 공백이거나 손상됨:
쉴드의 명암 손잡이(포텐셔미터)를 돌려 텍스트가 명확하게 보일 때까지 조정하세요.