아두이노 LCD 키패드 쉴드
Arduino LCD 키패드 쉴드는 16x2 LCD 디스플레이와 여섯 개의 푸시 버튼(오른쪽, 위쪽, 아래쪽, 왼쪽, 선택, 리셋)을 결합하여 사용자와의 상호작용을 가능하게 하는 유용한 모듈입니다. 이 튜토리얼은 Arduino 보드를 사용하여 이 쉴드의 설정과 프로그래밍 방법을 안내합니다.
준비물
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LCD 키패드 쉴드에 관하여
LCD 키패드 쉴드에는 다음과 같은 기능들이 있습니다:
- LiquidCrystal 라이브러리로 제어되는 16x2 LCD
- 하나의 아날로그 핀(A0)에 연결된 5개의 푸시 버튼
- Arduino를 재시작하기 위한 리셋 버튼
- LCD 대비를 조절하기 위한 포텐셔미터
핀 배치
아래 표는 LCD 키패드 실드가 아두이노 보드 위에 쌓여 있을 때의 핀 매핑을 보여줍니다.
| 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 |
초기화 버튼
실드에는 Arduino의 리셋 핀에 연결된 리셋 버튼이 포함되어 있습니다. 이 버튼을 누르면 Arduino가 재시작되어 프로그램이 초기화됩니다.
포텐셔미터
쉴드에는 LCD 디스플레이 근처에 작은 포텐셔미터가 있습니다. 이는 LCD 화면의 대비를 조절하는 데 사용됩니다. 텍스트가 보이지 않을 경우, 포텐셔미터를 천천히 돌려 가독성을 향상시켜 보십시오.
선연결
간단히 Arduino 보드에 LCD 키패드 쉴드를 꽂으세요. 핀은 자동으로 정렬됩니다.
이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.
아두이노 코드
/*
* 이 아두이노 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 아두이노 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/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);
}
자세한 사용 방법
- Arduino에 LCD 키패드 쉴드를 쌓습니다.
- USB 케이블을 통해 Arduino를 PC에 연결합니다.
- Arduino IDE를 열고 올바른 보드와 포트를 선택합니다.
- 위의 코드를 복사하여 Arduino IDE에 붙여넣습니다.
- Arduino IDE에서 Upload 버튼을 클릭하여 Arduino에 코드를 업로드합니다.
- 쉴드의 각 버튼을 하나씩 눌러 해당 텍스트가 LCD에 나타나는지 확인합니다.
- LCD 디스플레이에서 결과를 확인합니다.
LCD에 아무 것도 표시되지 않으면, 다음 사항을 확인하십시오:
- 쉴드는 Arduino에 올바르게 연결되어 있습니다.
- 포텐셔미터는 적절한 대비를 위해 조정되어 있습니다.
- 업로드된 코드는 제공된 예제와 일치합니다.
- Arduino 보드는 올바르게 전원이 공급됩니다.
다음 단계를 따르면 Arduino LCD Keypad Shield가 제대로 작동하는 데 도움이 될 것입니다!
LCD 디스플레이 제어에 대한 추가 기능은 이 Arduino LiquidCrystal LCD 튜토리얼을 참조하세요.
모듈성과 가독성을 향상시키기 위해 이전 코드를 별도의 함수들로 재구성합니다:
/*
* 이 아두이노 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 아두이노 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/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);
}
동영상
비디오 제작은 시간이 많이 걸리는 작업입니다. 비디오 튜토리얼이 학습에 도움이 되었다면, YouTube 채널 을 구독하여 알려 주시기 바랍니다. 비디오에 대한 높은 수요가 있다면, 비디오를 만들기 위해 노력하겠습니다.
아래 동영상 데모는 아래 코드를 사용합니다:
/*
* 이 아두이노 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다
* 이 아두이노 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다.
* 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요:
* https://newbiely.kr/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();
}
}
}
}
