El módulo de pantalla LCD

Sumérgete con nosotros en el fascinante mundo de las pantallas de caracteres LCD, donde observamos más de cerca los clásicos atemporales de las pantallas 1602 y 2004, entre otras. Estas potentes y versátiles pantallas se han ganado los corazones de aficionados y profesionales por igual en innumerables proyectos que van desde estaciones meteorológicas de bricolaje hasta aplicaciones industriales avanzadas. En este blog, revelamos los secretos detrás de estos dos módulos populares mientras exploramos sus capacidades y encantos para que pueda tomar la decisión perfecta para la próxima obra maestra.

El surgimiento y la popularidad de los módulos de visualización de caracteres LCD

La historia de este módulo de pantalla LCD comenzó en la década de 1980 cuando Hitachi presentó el controlador HD44780, que ahora se considera un estándar de la industria. Este innovador controlador facilitó a los desarrolladores el uso de módulos LCD en sus proyectos, ya que simplificó la comunicación entre la pantalla y el microcontrolador. Esto permitió a los fabricantes centrarse más en la funcionalidad de sus proyectos que en la complejidad de la tecnología de visualización.

A lo largo de los años, las pantallas LCD de caracteres han evolucionado y se han adaptado a las necesidades del mercado. Los módulos LCD 1602 y 2004 son excelentes ejemplos de esto. La 1602, una pantalla de 16x2, 16 caracteres y 2 líneas, rápidamente se hizo popular entre aficionados y profesionales por su tamaño compacto y versatilidad. Permitió a los usuarios mostrar información simple y clara en la pantalla y proporcionó una solución rentable para varias aplicaciones.

Posteriormente se lanzó el módulo 2004, un display de 20x4 con 20 caracteres y 4 líneas, que permite a los usuarios visualizar más información sin necesidad de múltiples pantallas. Este módulo se convirtió rápidamente en uno de los favoritos entre los desarrolladores que querían mostrar más datos en sus proyectos, como en estaciones meteorológicas avanzadas, sistemas automatizados y aplicaciones industriales. La popularidad de los módulos LCD de caracteres, como el 1602 y el 2004, continúa hasta el día de hoy debido a su simplicidad, confiabilidad y facilidad de uso en una amplia variedad de proyectos.

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Cómo cobran vida las pantallas LCD de caracteres: un vistazo a la tecnología que hay detrás

El funcionamiento de una pantalla LCD, como los módulos 1602 y 2004, se basa en el uso de cristales líquidos que responden a señales eléctricas para mostrar imágenes y texto. El corazón de la pantalla es el controlador HD44780, que actúa como interfaz entre el microcontrolador y el panel LCD. Este controlador traduce las instrucciones recibidas del microcontrolador en los voltajes correctos necesarios para activar los cristales líquidos y así mostrar el carácter deseado.

Los cristales líquidos están intercalados entre dos capas de vidrio, una de las cuales tiene una matriz de electrodos para suministrar el voltaje. Cuando se aplica voltaje a un electrodo en particular, los cristales líquidos cambian de orientación, polarizando la luz de una manera específica. Esto hace que la luz de fondo se bloquee o atraviese el cristal, haciendo que el personaje sea visible en la pantalla.

Los módulos LCD tienen un conjunto preestablecido de caracteres almacenados en su ROM integrada (consulte la imagen a continuación), lo que significa que pueden mostrar un conjunto limitado de símbolos y letras predefinidos. Para mostrar texto y gráficos en la pantalla, los datos se envían desde el microcontrolador al controlador HD44780, que luego posiciona los cristales líquidos para formar el carácter o patrón deseado.

Conjunto de caracteres HD44780

Agregar personajes propios

En la memoria de la pantalla LCD se pueden agregar 8 caracteres con 5x8 píxeles. Estos deben escribirse en la pantalla como una matriz de 8 bytes. Esto también es muy fácil de hacer con la biblioteca LiquidCrystal.

Pantalla LCD de caracteres personalizados

La conexión

La pantalla LCD tiene una interfaz paralela, lo que significa que el microcontrolador debe estar conectado a diferentes líneas para abordar las partes correctas.

Seleccionar registro (RS): Este pin determina dónde escribir en la memoria de la pantalla LCD; el registro de datos, para escribir caracteres en la pantalla, o el registro de instrucciones, para emitir comandos.

Lectura/Escritura (L/E): Estado de lectura o escritura.

Permitir: Permitir o no permitir la escritura.

Fechas (D0 -D7): Los datos escritos en la pantalla.

Configuración de pines LCD 1602

Modo de 4 y 8 bits

La pantalla LCD se puede controlar en 2 modos; 4 bits y 8 bits. Esto se refiere al número de líneas en las que se escriben los datos en la pantalla. Los datos escritos en la pantalla siempre tienen una longitud de 8 bits, por lo que cuando la pantalla LCD tiene una dirección de más de 4 bits, los datos deben enviarse 2 veces. La ventaja de esto es que solo es necesario conectar 6 pines de E/S en total en lugar de los 10 pines en el modo de 8 bits. Al leer de la pantalla, R/W también debe estar conectado a un pin de E/S, pero en este ejemplo está conectado a tierra (siempre escribir).

Biblioteca de cristal líquido

Debido a que direccionar los registros correctos puede ser difícil, por supuesto, también hay disponible una biblioteca para el Arduino para la pantalla LCD. Esta biblioteca viene de serie con el software Arduino , por lo que ni siquiera es necesario descargar archivos adicionales. Como se puede ver en el ejemplo, la inicialización con esta librería es muy sencilla. Para escribir texto, solo se debe configurar el número de caracteres en la pantalla (por ejemplo, 16 x 2) y el mensaje deseado.

// include the library code:
#include <LiquidCrystal.h>

// initialize library with the the interface pins
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

void setup() {
  // initialize LCD with the number of columns and rows
  lcd.begin(16, 2);
  // Print a message to the LCD.
  lcd.print("Opencircuit.nl");
}

void loop() {
  
}

Módulo de interfaz I2C

Con el módulo de interfaz I2C se guardan aún más pines. Este módulo solo necesita 2 líneas de datos para controlar la pantalla LCD. ¡Tenga en cuenta que la tasa de baudios está configurada en 115200!

Módulo de interfaz LCD I2CEste módulo realiza una rápida interfaz I2C con las conocidas pantallas LCD (16x02, 16x04 y 20x04), lo que hace que controlar estas pantallas sea mucho más fácil y económico con pines de E/S. En stock € 2,30

Biblioteca LiquidCrystal I2C

Una versión modificada de la biblioteca LiquidCrystal está disponible para abordar la pantalla sobre I2C. Puedes descargarlo con el botón de abajo. Luego, el zip debe extraerse a la carpeta de la biblioteca Arduino ( %HOMEPATH%\Documents\ Arduino \libraries ) para usarlo. Como se puede ver en el ejemplo de código a continuación, la pantalla LCD aún se puede controlar de la misma manera. El módulo I2C también tiene un potenciómetro incorporado para el contraste de los caracteres.

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

// Set the LCD I2C address
LiquidCrystal_I2C lcd(0x20);  

#define BACKLIGHT_PIN     13

void setup()
{
  // Switch on the backlight
  pinMode ( BACKLIGHT_PIN, OUTPUT );
  digitalWrite ( BACKLIGHT_PIN, HIGH );
  
  // initialize LCD with the number of columns and rows
  lcd.begin(16,2);              

  // Print a message to the LCD.
  lcd.print("Opencircuit.nl");
}

void loop()
{

}

Una tecnología atemporal: el impacto duradero de los módulos LCD 1602 y 2004

En este blog, hemos explorado el apasionante mundo de los módulos LCD de caracteres, con un enfoque especial en las icónicas pantallas 1602 y 2004. Hemos cubierto la historia, la evolución y el funcionamiento de estos módulos, y los hemos visto convertirse en opciones populares tanto para aficionados como para profesionales. Estas pantallas versátiles y fiables seguirán siendo una parte esencial de muchos proyectos y, a pesar de la aparición de nuevas tecnologías, mantendrán su relevancia debido a su simplicidad, facilidad de uso y rentabilidad.