[2/2567] ใบงานรายวิชาการประยุกต์ไมโครคอนโทรลเลอร์ สัปดาห์ที่ 16

ใบงานประจำสัปดาห์ รายวิชาการประยุกต์ไมโครคอนโทรลเลอร์

จงเขียนไมโครคอนโทรลเลอร์ โดยกำหนดให้เชื่อมต่อกับโมดูลการแสดงผล lcd16x2 เพื่อควบคุมการแสดงผลให้ได้ตามโจทย์ที่กำหนด. โดยใช้ความรู้ในการเขียนโปรแกรมพื้นฐานที่เรียนในสัปดาห์ที่ผ่านมา นำมาประยุกต์ใช้งาน if , if else , while ,for , switch case

ในสัปดาห์นี้เราจะทำการเรียนรู้ การเขียนโปรแกรมควบคุมการแสดงผลผ่านจอ led 16x2 ซึ่งเป็นโมดูลที่นิยมนำมาใช้ในการเขียนเพื่อแสดงผลตัวอักษรหรือค่าต่างๆ สำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ ซึ่งจะมีวิธีการต่อใช้งานเพื่อส่งข้อมูลหากัน อยู่สองวิธีการด้วยกัน คือ

การต่อตรงเข้ากับ lcd โดยใช้สายทั้งหมด 8 เส้น (รวมขอ Vcc , Gnd ), และการต่อด้วยโมดูลไดร์โดยสื่อสารผ่าน บัส I₂C

ณ ที่นี้ผู้เขียนเลือกวิธีการต่อจอ lcd ด้วยโมดูลไดร์ I₂C เนื่องจากมีข้อดีคือใช่สายในการต่อใช้งานเพียงแค่ 4 เส้น ทำให้เรายังมีขา pin ที่คงเหลือใช้งานสำหรับการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิก หรือโมดูลอื่นๆ หากนักเรียนนักศึกษาต้องการเรียนรู้เกี่ยวกับการต่อใช้งานด้วย lcd16x2 แบบต่อตรงให้ หาข้อมูลเพิ่มเติมการต่อใน internet หรือลิ้งดังต่อไปนี้ คลิก!!

ความแตกต่างระหว่างการต่อตรงกับแบบมีโมดูลไดร์

หากพิจารณาตามรูปจะเห็นได้ว่าการต่อสายสัญญาณระหว่าง ไมโครคอนโทรลเลอร์กับ lcd1602 แบบชนิดต่อตรงนั้น จะต้องใช้งานสายไฟถึง 8 เส้น (รวม Vcc,Gnd) ถือว่าเป็นการใช้ pin ในการสื่อสารเยอะมากสำหรับการต่อเพื่อใช้งานโมดูลแค่โมดูลเดียว ทำให้เราเหลือสายไฟหรือ pin อื่นๆที่จะใช้เชื่อมต่อกับโมดูลอื่นๆ หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ นั้นน้อยลงมีข้อดีคือการสื่อสารแบบนี้จะเป็นการรับส่งข้อมูลที่เร็วมากๆ *แต่การแสดงผลนั้นอาจจะไม่จำเป็นต้องใช้งานคุณสมบัติความเร็วในการรรับส่งข้อมูล.

การใช้งานจอ lcd16x2 แบบต่อตรง

การใช้งานจอ lcd16x2 แบบโมดูลไดร์ I2C

ในการต่อใช้งานจอแสดงผล lcd16x2 เข้ากับไมโครคอนโทรลเลอร์ด้วยโมดูลไดร์ I2C มีการเชื่อมต่อดังต่อไปนี้

Vcc -- > Vcc (5v)
Gnd --> Gnd
SCL --> A5
SDA -- >A4

เมื่อนักเรียนทำการเชื่อมต่อโมดูลไดร์ I2Cเข้ากับ ไมโครคอนโทรลเลอร์แล้ว การเขียนคำสั่งเพื่อใช้งานจอ lcd นั้นต้องพึ่งพาชุดคำสั่งที่ซับซ้อน เราสามารถเขียนเพื่อเรียกใช้งานคำสั่งเหล่านั้นได้ เพราผู้พัฒนาได้ทำการเตรียมชุดคำสั่งเหล่านั้นไว้แล้ว เราต้องทำคือการเรียกใช้งานไลบรารี่ การที่เราจะเรียกใช้งานไลบรารี่ได้นั้นก็ต้องทำการติดตั้งไลบรารี่ก่อน การติดตั้งไลบรารี่ให้ทำตามขั้นตอนไปพร้อมๆกัน (ทำพร้อมครูผู้สอน)

การใช้งาน LCD1602 I2C กับ Arduino

การใช้งาน LCD1602 I2C เป็นวิธีที่ง่ายและประหยัดพินมากกว่าการต่อแบบปกติ เนื่องจากใช้โปรโตคอล I2C ซึ่งต้องการเพียง 2 สายสัญญาณคือ SDA (ข้อมูล) และ SCL (นาฬิกา) โดยสิ่งที่เราจะต้องระบุคือค่า adress ของตัวอุปกรณ์ก่อนเพื่อที่จะสามารถสื่อสารกันได้ เพราะความสามารถในการสื่อสารของ I2C สามารถต่ออุปกรณ์แบบขนานกันได้หลายๆอุปกรณ์ ถัดไปจะแสดงตัวอย่างของ ชุดคำสั่งที่ใช้ในการหาที่อยู่ address ของอุปกรณ์ I2C.

โค้ด I2C Scanner (หา Address ของจอ LCD)


#include <Wire.h>

void setup() {
  Wire.begin();
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Scanning...");
}

void loop() {
  for (byte address = 1; address < 127; address++) {
    Wire.beginTransmission(address);
    if (Wire.endTransmission() == 0) {
      Serial.print("I2C device found at address 0x");
      Serial.println(address, HEX);
      delay(500);
    }
  }
  delay(2000);
}

ผลลัพธ์ใน Serial Monitor จะแสดงที่อยู่ (Address) เช่น 0x27 หรือ 0x3F (ชุดคำสั่งนี้สามารถนำไปใช้งานกับอุปกรณ์อื่นๆได้ที่เป็น interface แบบ I2C ไม่ใช่เฉพาะแต่ lcd1602 เท่านั้น.

โค้ดพื้นฐานการใช้งาน LCD1602 I2C


#include <LCD_I2C.h>

// กำหนดที่อยู่ I2C และขนาดของ LCD (16x2)
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

void setup() {
  // เริ่มต้นการทำงานของ LCD
  lcd.begin(); // คำสั่งเริ่มต้นโมดูล LCD
  lcd.backlight(); // เปิดแสงพื้นหลัง หากไม่ต้องการสามารถกำหนด ปิดได้

  // แสดงข้อความ
  lcd.setCursor(0, 0); // กำหนดตำแหน่งคอลัมน์ 0 แถว 0
  lcd.print("Hello, World!"); // แสดงข้อความ
  lcd.setCursor(0, 1); // กำหนดตำแหน่งคอลัมน์ 0 แถว 1
  lcd.print("I2C LCD Ready!"); // แสดงข้อความ
}

void loop() {
  // ไม่มีกิจกรรมใน loop
}

คำอธิบายโค้ด

LCD_I2C lcd(0x27, 16, 2); สร้างตัวแปรแบบ object ชื่อ lcd โดยกำหนดพารามิเตอร์ 3 ตัวคือ Address I2C (เช่น 0x27) และขนาดจอ LCD (16 คอลัมน์ x 2 แถว)
lcd.begin(); เริ่มต้นการทำงานของโมดูล LCD
lcd.backlight(); เปิดแสงไฟพื้นหลังของ LCD
lcd.setCursor(คอลัมน์, แถว); กำหนดตำแหน่งของตัวอักษรที่จะพิมพ์บนจอ LCD ใช้เป็นการมาร์คตำแหน่งเริ่มต้นเพื่อเป็นการบอกว่า ตัวอักษรตัวแรกต้องอยู่ ณ ตำแหน่งใด
lcd.print("ข้อความ"); แสดงข้อความบนจอ LCD

ผลลัพธ์

เมื่ออัพโหลดโค้ดไปที่ Arduino:

จะแสดงข้อความ "Hello, World!" ในแถวแรก
และข้อความ "I2C LCD Ready!" ในแถวที่สอง

หมายเหตุ:

หากจอไม่แสดงผล ให้ตรวจสอบที่อยู่ I2C อีกครั้งด้วย I2C Scanner
ตรวจสอบการเชื่อมต่อสาย SDA/SCL
ปรับไลบรารีหรือเวอร์ชันของ LiquidCrystal_I2C หากมีปัญหาเกี่ยวกับความเข้ากันได้

ให้นักเรียนนักศึกษาต่ออุปกรณ์ดังต่อไปนี้แล้วแก้โจทย์ปัญหาตามข้อย่อยที่กำหนด

รายการอุปกรณ์ดังต่อไปนี้

ไมโครคอนโทรลเลอร์
lcd 16x2 i2c
สวิทช์ button 2 button ตัวต้านทาน 1k โอห์ม

ตัวอย่างการเขียนโปรแกรมอ่านค่าจาก button


 if(digitalRead(2)==LOW){
 		Serial.print("button active");
 }

ให้นักเรียนนักศึกษาทำไปทีละข้อย่อยแล้วเรียกตรวจ พร้อมอธิบาย

1 กำหนดให้นักเรียนนักศึกษาเชื่อมต่อไมโครคอนโทรลเลอร์เข้ากับโมดูล lcd1602 โดยให้แสดงผลการทำงานดังต่อไปนี้ แสดงเลขที่ของนักเรียนนักศึกษาที่บรรทัดแรกค้างไว้ 3 วินาทีแล้วหายไป (นั้งคู่กำหนดให้การเลือกคนใดคนนึ่ง)

2 ต่อจากข้อย่อยที่ 1 กำหนดให้เขียนแสดงผลที่จอ lcd1602 ด้วยคำว่า menu1,menu2,menu3,menu4 ตามรูปตัวอย่างโดย menu2 และ menu4 ต้องอยู่ในตำแหน่งที่ 8 .

3 ต่อจากข้อย่อยที่ 2 กำหนดให้ใช้เครื่องหมายน้อยกว่าเป็นลูกศรตัวชี้เมนูโดยสามารถกดปุ่ม button1 แล้วเลื่อนตำแหน่งของลูกศรไปยังเมนูอื่นๆได้ กำหนดให้เลื่อนตามลำดับ 1,2,3,4

4 ต่อจากข้อย่อยที่ 3 กำหนดให้กดปุ่ม button2 จะเป็นการแสดงผลออกทาง Serial monitor เมื่อลูกศรชี้อยู่ ณ ตำแหน่งนั้นๆเป็นคำตามที่ชี้อยู่ 1 ครั้ง

5 ต่อจากข้อย่อยที่ 3 กำหนดให้เมื่อกดปุ่ม button1 แล้วแสดงคำใน Serial monitor ณ ตำแหน่งที่กำลังชี้อยู่แสดงผลทันทีแต่จะไม่สเปมข้อความ กล่าวคือเมื่อลูกศรถูกเปลี่ยนตำแหน่งแล้วให้แสดงผลคำ 1 ครั้งทันทีด้วยคำที่ถูกชี้อยู่ และการกดปุ่ม button2 จะเป็นการเลื่อนตำแหน่งเหมือน button1 แต่เป็นทิศทางตรงกันข้าม.

ค้นหาบล็อกนี้

ไมโครคอนโทรลเลอร์ พื้นฐานการอนเตอร์เฟส arduino คอมพิวเตอร์ โครงงาน สิ่งประดิษฐ์