Conrad 138 41 45 Operation Manual [sl]
SLO - NAVODILA ZA UPORABO IN MONTAŽO Kat. št.: 138 41 45
www.conrad.si
NAVODILA ZA UPORABO
Učni paket Conrad Components Arduino™
razumeti in uporabljati 10174 od 14. leta
starosti naprej
Kataloška št.: 138 41 45
2
Kazalo
1. Zgoščenka za učni paket ………………………………………………………………….…….. 3
1. 1 Vsebina zgoščenke ……………………………………………………………………………. 3
1. 2 GPL (Splošna javna licenca) ………………………………………………………………….. 3
1. 3 Sistemske zahteve …………………...……………………………………………………...… 3
1. 4 Posodobitve in podpora ………………………………………………………………………. 3
2. Vsebina učnega paketa …………………………………………………………………….……. 3
2. 1 Informacije o varnosti ………………………………………………………………………….. 4
3. Sestavni deli in njihove funkcije …………………………………………………………...……. 4
3. 1 Maketna plošča ………………………………………………………………………………… 4
3. 2 Skakalci ………………………………………………………………………………...……….. 5
3. 3 Tipke …………………………………………………………………………………………….. 5
3. 4 Uporniki ……………………………………………………………………………………...….. 6
3. 5 Senzor temperature ……………………………………………………………………………. 7
3. 6 Fototranzistor …………………………………………………………………………………… 8
3. 7 LCD zaslon ………………………………………………………………………………..……. 8
4. Test prvih funkcij …………………………………………………………………………….…… 9
5. Nastavitev in delovanje LCD zaslona ………………………………………………………… 15
5. 1 Polarizacija zaslonov …………………………………………………………………..…….. 15
5. 2 Statični nadzor, multipleksno delovanje …………………………………………………… 15
5. 3 Kot gledanja 6:00 ali 12:00 ………………………………………………………………….. 16
5. 4 Odsev, transprosojni, prepustni ……………………………………………………………. 16
5. 5 Krmilnik LCD zaslona …………………………………………………………………….….. 16
5. 6 Tako je zaslon nadzorovan s pomočjo krmilnika zaslona ………………………..…….. 16
5. 7 Nastavitev kontrasta na zaslonu ……………………………………………………………. 17
5. 8 Nabor znakov ………………………………………………………………………...……….. 18
5. 9 Določitev pinov pogostih LCD ………………………………………………………….….. 20
6. ARDUINO™ LIQUITCRYSTAL knjižnica ……………………………………………..……… 21
6. 1 LiquidCrystal …………………………………………………………………………………... 21
6. 2 .begin() ………………………………………………………………………………………… 22
6. 3 .clear() …………………………………………………………………………………………. 22
6. 4 .home() ………………………………………………………………………………………… 22
6. 5 .setCursor() …………………………………………………………………………..……….. 22
6. 6 .write() ……………………………………………………………………………………….…. 23
6. 7 .print() …………………………………………………………………………………….……. 23
6. 8 .cursor() …………………………………………………………………………………….….. 23
6. 9 .noCursor() …………………………………………………………………………………….. 23
6. 10 .blink() …………………………………………………………………………………..……. 24
6. 11 .noBlink() ……………………………………………………………………………….…….. 24
6. 12 .noDisplay() …………………………………………………………………………….……. 24
6. 13 .Display() ………………………………………………………………………………...…… 24
6. 14 .scrollDisplayLeft() …………………………………………………………………..………. 24
6. 15 .scrollDisplayRight() …………………………………………………………………..…….. 24
6. 16 .autoscroll () ………………………………………………………………………………….. 24
6. 17 .noAutoscroll () ………………………………………………………………………..…….. 25
6. 18 .leftToRight() …………………………………………………………………………..…….. 25
6. 19 .rightToLeft() …………………………………………………………………………….…… 25
6. 20 .createChar() ………………………………………………………………………………… 25
7. LCD funkcije ……………………………………………………………………………..……… 26
8. Ustvarjanje lastnik znakov ……………………………………………………………..………. 28
9. Zatemnitev ozadja ………………………………………………………………………………. 30
10. Ura matričnega LCD ………………………………………………………………..………… 32
11. Merilnik zmogljivosti ……………………………………………………………….………….. 35
11. 1 Sestavljanje merilnika zmogljivost …………………………………………………...……. 35
11. 2 Umerjanje vašega merilnika zmogljivosti ………………………………………….……… 36
3
12. Naključna števila – generator loterijskih števil ……………………………………………… 38
13. Zaslon za izpis stolpčnega diagrama ……………………………………………………….. 41
14. Merilec svetlobe – fotometer ……………………………………………………….………… 46
15. Alarmni sistem …………………………………………………………………………….…… 52
16. Digitalni voltmeter z zaslonom za stolpčni diagram in USB vmesnikom …..…………… 53
16.1 Razširitev merilnega območja ……………………………………………………………… 62
17. Temperaturni zaslon v stopinjah Celzija in Fahrenheit ……………………………………. 63
18. Ploter za temperaturo z USB vmesnikom ……………………………………..…….…….. 67
19. Ura Websynchronous …………………………………………………………………….…… 68
20. Dodatek ………………………………………………………………………………………… 70
20. 1 Merske enote za elektriko ………………………………………………………………….. 70
20. 2 ASCII tabela ………………………………………………………………………...……….. 71
21. Vir naročanja …………………………………………………………………………………… 73
Garancijski list ....................................................................................................................... 74
1. Zgoščenka za učni paket
Učni paket ima priloženo zgoščenko, ki vsebuje različne programe in primere. Zgoščenka
vam olajša delo s to knjigo. Primere, ki so natisnjeni tukaj, lahko najdete tudi na zgoščenki.
1. 1 Vsebina zgoščenke
- Arduino™ razvojno okolje (IDE)
- Primer programske kode za učni paket
1. 2 GPL (Splošna javna licenca)
Svoje programe lahko izmenjujete z ljudmi preko spleta. Programski primeri so predmet
odprtokodne licence GPL (Splošna javna licenca). Zato lahko spreminjate, objavljate ali
ponudite programe drugim uporabnikom pod pogoji GPL, med drugim da vsebino programov
na voljo tudi GPL.
1. 3 Sistemske zahteve
Za Windows 7/8/8.1, 32 in 64 bit ali višje, Linux 32 in 64 bit, Mac OS X, pogon za zgoščenke,
Java.
Opomba
Učni paket vsebuje VB. NET programe, ki delujejo samo v okolju Windows. Osnovni
Arduino™ programi za te poskuse delujejo tudi v drugih operacijskih sistemih. Samo .NETPC programi potrebujejo operacijski sistem Windows z .NET ogrodjem za poskuse.
1. 4 Posodobitve in podpora
Arduino™ je predmet nenehnega razvoja. Posodobitve si lahko brezplačno naložite s spletne
strani http://arduino.cc.
2. Vsebina učnega paketa
Učni paket vsebuje vse dele, ki jih potrebujete za poskuse. Prosimo preverite, če so deli
poškodovani, preden začnete s poskusi.
4
Opomba
Arduino™-UNO-micro krmilnik PCD ni vključen v dostavo. Ker je to učni paket namenjen
naprednim Arduino™ programerjem, morate na delovnem mestu že imeti Arduino™ UNO ali
MEGA. Plošče so na voljo po nizki ceni pri Conrad Electronics, v franšiznih prodajalnah ali
drugih spletnih trgovinah.
Seznam delov:
1x maketna plošča, 1x LCD 16 x 2 moder, 1 x pin trak 16 pinov za spajkanje, 1 x tipka, 1 x
NTC 72, 1 x foto tranzistor, 1 x 10 kΩ, 1 x 330 Ω, 14 x skakalci.
2. 1 Informacije o varnosti
Arduino™ PCB in zaslon sta večinoma zaščitena pred napakami, tako da je skoraj
nemogoče poškodovati računalnik. Priključki USB vtičnice niso izolirani na spodnji strani
PCB. Če namestite PCD na kovinski prevodnik lahko pride do višjega el. toka, kar lahko
poškoduje računalnik in PCB.
Upoštevajte naslednja varnostna pravila!
- Izogibajte se kovinskim predmetom pod PCB ali izolaciji celotnega spodnjega dela z
neprevodno zaščitno ploščo ali izolirnim trakom.
- Držite glavne enote, kot so viri prenapetosti ali živi prevodniki z več kot 5 volti (V),
stran od eksperimentalnega PCD.
3. Sestavni deli in njihove funkcije
Sestavni deli učnega paketa so na kratko predstavljeni tukaj. Naslednji poskusi bodo ponudili
praktične izkušnje s tehnologijo vezja v elektroniki.
3. 1 Maketna plošča
Na maketni plošči lahko nastavite vezje brez da bi bilo potrebno spajkanje. Naša maketna
plošča je sestavljena iz 15 kolon in 5 vrst. Kolone, vsaka s 5 kontakti, so povezane med
seboj v seriji (od zgoraj navzdol, glejte sliko). Ločilni most v sredini maketne plošče označuje
da ni povezave z drugimi polji 17 kolon in 5 vrst. Kot koristno se je izkazalo odvitje
povezovalnih žic najprej po diagonali, da se ustvari nekakšen klin na koncih žic. To omogoča
lažjo priključitev delov v maketno ploščo. Težko je priključiti dele, najbolje je uporabiti majhne
visoko natančne mehanske klešče za potiskanje delov v maketno ploščo in pri tem uporabiti
več pritiska.
Mini maketa
5
3. 2 Skakalci
Učni paket vsebuje več posebej prilagojenih skakalcev. Uporabljajo se za povezavo med
maketno ploščo in Arduino™-PCB. Skakalci imajo majhne pine na obeh koncih, ki jih lahko
enostavno potisnete v Arduino™-PCB. Vendar bodite kljub temu previdni, da po nesreči ne
odlomite ali zvijete pina!
Skakalci.
3. 3 Tipke
Tipka ima podobno funkcijo kot stikalo. Stikala že poznate iz vaših domov, kjer z njim
vklapljate ali izklapljate luči. Ko potisnete stikalo navzdol, se luč vklopi. Ko potisnete stikalo
navzgor, se luč ponovno ugasne. Stikalo ostane v svojem položaju. V tem se razlikuje od
tipk. Ko pritisnemo tipko, je vezje sklenjeno. Sklenjeno bo ostalo dokler ponovno ne
pritisnemo tipke. Ko tipko spustimo, se bo vezje ponovno razklenilo in luč se bo ugasnila.
Tipka se bo samodejno vrnila v svoje prvotno stanje ali stanje počivanja, s pomočjo
mehanizma ki ga vsebuje.
Obstajajo tipke ki sklenejo vezje ko so aktivirane in takšne ki vezje razklenejo. Tipke, ki vezje
sklenejo so pogosto imenovani »N.O.« (normalno odprte) in tisti ki vezje razklenejo »N.C.«
(normalno zaprte). Primer prikazuje tipko, ki je priložena učnemu paketu. Ob pritisku tipka
sklene vezje in tok lahko teče skozi iz stika 1 na 2. Druga dva kontakta sta medsebojno
povezana.
Tipka.
6
3. 4 Uporniki
Uporniki so potrebni za omejitev toka in da nastavijo točke delovanja ali kot delilci napetosti v
električnih vezjih. Enota za električno upornost je Ohm (Ω). Predpona kilo (k, tisoč) ali mega
(M, milijon) omogočata okrajšavo velikih upornosti.
1 kΩ = 1000 Ω
10 kΩ = 10.000 Ω
100 kΩ = 100.000 Ω
1 MΩ = 1.000.000 Ω
10 MΩ = 10.000.000 Ω
V diagramih vezja je simbol Ω po navadi izpuščen in 1 kΩ je ponavadi okrajšan na 1 k.
Vrednost upornika je po navadi označena z barvo. Običajno so trije barvni obroči in dodaten
četrti obroč, ki označuje natančnost upornika. Kovinski uporniki imajo po navadi toleranco 1
%. To je označeno z rjavim tolerančnim obročem, ki je širši od ostalih štirih obročev. To
zmanjšuje možnost napake za normalne vrednosti obročev s pomenom »1«.
Upornik z označbami.
Uporniki s toleranco +/-5 % so na voljo v vrednosti E24 različice, kjer vsaka dekada vsebuje
24 vrednosti na približno enaki razdalji do sosednje vrednosti.
Uporniki E24 standardne različice so sledeči:
1,0 / 1,1 / 1,2 / 1,3 / 1,5 / 1,6 / 1,8 / 2,0 / 2,2 / 2,4 / 2,7 / 3,0 / 3,3 / 3,6 / 3,9 / 4,3 / 4,7 / 5,1 /
5,6 / 6,2 / 6,8 / 7,5 / 8,2 / 9,1
Barvna oznaka se začne brati z obroča ki je bližje robu upornika. Prva dva obroča
predstavljata dve številki, tretji obroč je množitelj vrednosti upora v Ohm. Četrti predstavlja
toleranco.
Smer branja vrednosti na uporniku.
Upornik z barvami rumena, vijolična, rjava in zlata, ima vrednost 470 Ω s toleranco 5 %.
Poskusite sedaj prepoznati upornike priloženemu učnemu paketu.
7
Barva
Obroč 1
Obroč 2
Obroč 3 (faktor)
Obroč 4 (toleranca)
Srebrna - - 1x10-2=0,01 Ω +/-10 %
Zlata
- -
1x10
=0,1 Ω
+/-5 %
Rjava
1 1
1x10
=10 Ω
+/-1 %
Oranžna
3 3
1x10
=1 kΩ
-
Rumena
4 4
1x10
=10 kΩ
-
Modra
6 6
1x10
=1 MΩ
+/-
0,25
%
Siva
8 8
1x10
=100 MΩ
-
-1
Črna 0 0 1x100=1 Ω -
1
Rdeča 2 2 1x102=100 Ω +/-2 %
3
4
Zelena 5 5 1x105=100 kΩ +/-0,5 %
6
Vijolična 7 7 1x107=10 MΩ +/-0,1 %
8
Bela 9 9 1x109=1000 MΩ
Tabela za upore s štirimi barvnimi obroči.
Nasvet
Vstavljanje iskalnega izraza »Resistance code calculator« (računanje vrednosti upornikov)
na spletu, vam bo našlo računala za računanje, na primer:
http://www.ab-tools.com/de/software/resistancesrechner/
ali
http://www.dieelektronikerseite.de/Tools/resistancesrec hner.htm.
V primeru spodaj je prikazana tudi starejša različica. Ta merilnik upora ali vitrometer
dovoljuje hitro določitev upora, brez uporabe računalnika, samo z vrtenjem koles. Na ta način
si boste hitreje zapomnili vrednosti barvnih oznak v računalniški različici.
Merilni upora (vitrometer).
3. 5 Senzor temperature
Za spremljanje temperature je priložen senzor temperature. Oznaka NTC pomeni (negativni
temperaturni koeficient) in pomeni, da bo upornost padla z naraščanjem temperature. To je
vroč prevodnik. NTC učnem paketu ima vrednost upora 4,7 kΩ pri 25 °C / 298,15 K (Kelvin).
8
NTC senzor temperature in skica kako se priključi.
3. 6 Fototranzistor
Za določitev svetlosti uporablja sodobna elektronika pogosto fototranzistorje. Učni paket
vsebuje dele, ki izgledajo zelo podobno kot dioda ki oddaja belo barvo, vendar je foto
tranzistor. Izgleda drugače kot normalni bipolarni tranzistor, vendar nima tudi nobene
povezave. Podstavek, to je vhod za normalni trazistor, ki je odgovoren za nadzor toka med
prevodnikom in oddajnikom, kjer svetloba pada v ohišje na foto tranzistor. Svetloba tam pade
na silikon in ustvari manjši ali večji tok med prevodnikom in oddajnikom glede na moč
svetlobe.
Fototranzistor in njegova priključitev.
3. 7 LCD zaslon
Glavni del tega učnega paketa je modro beli LCD. Učni paket vsebuje zaslon z dvema
vrstama 16 kolon z 5 x 8 pikami vsak. Ta zaslona lahko sedaj kupite tudi ločeno v katerikoli
trgovini z elektroniko ali spletni trgovini, za samo nekaj eurov. Na voljo so v zeleni, modri,
rumenorjavi, rumeni in tudi v posebnih barvah, ki pa so po navadi dražje. V našem primeru je
naložen moder LCD. Naložen LCD krmilnik je KS0066/HD44780, ki ga izdeluje več
proizvajalcev – več o tem kasneje.
9
LCD zaslon z dvema vrstama 16 kolon.
Preden lahko uporabite LCD za vaše poskuse morate spajkati priložen 16 pinski trak v stike
na LCD. Zato vtaknite pinski trak s kratkimi stiki v LCD od zadaj in spajkajte najprej samo en
stik. Na ta način lahko poravnate pinski trak pod kotom 90°. Ko je trak poravnan, lahko
spajkate tudi ostale pine. Če še nimate pištole za spajkanje, si dobite stroškovno učinkovito
ročno pištolo za spajkanje z izhodom med 20 in 30 W in električni spajkalnik. Ta naložba se
vam bo izplačala, ko se boste ukvarjali z Arduino™ in drugo elektroniko.
Pinski trak po koncu spajkanja.
4. Test prvih funkcij
Povežite poskus kot je prikazano na sliki spodaj. Bodite pazljivi da ne zvijete ali zlomite pinov
skakalcev.
10
Eksperimentalna povezava z LCD.
Na koncu natančno preverite vezje, da se izognete morebitnim poškodbam delov.
11
Priključni načrt za povezavo z LCD.
Informacije
Če prvič delate z Arduino™ morate najprej naložiti Arduino™ razvojno okolje. Najdete ga na
uradni Arduino™ spletni strani http://www.arduino.cc.
Tukaj lahko izberete vaš operacijski sistem in določite ali želite uporabiti program za
nameščanje ali ZIP različico. V programski različici za nameščanje, namestite Arduino™ kot
normalen program. V ZIP različici ne potrebujete nameščanja. Razširite ZIP datoteko in jo
shranite na želeno mesto na vašem računalniku. To je koristno, če želite na primer shraniti
Arduino™ na USB ključek in ga odnesti s seboj.
Pozor!
Arduino shranite samo tam kjer imate vse pravice za branje, pisanje itd.!
Za prvi test funkcij, naložite sledeč program na Arduino™ ploščo. Programske primere lahko
najdete na priloženi zgoščenki v mapi Examples.
Program bo ustvaril tekst in prikazal se bo nekakšen števec na LCD, kar je zelo primerno za
prvi test funkcij, saj preveri če vse deluje pravilno, ker je zelo majhen in dobro strukturiran.
12
Primer kode: LCD
V prvi vrstici programa lahko vidite, da je za delovanje LCD potrebna integracija Arduino™
knjižnice z imenom LiquidCrystal.h. Vsebuje bolj kompleksno kodo, ki je potrebna za nadzor
zaslona. Lahko pogledate v mapo Arduino™, ki se nahaja v Arduino\libraries\LiquidCrystal,
in pregledate LiquidCrystal.h in LiquidCrystal.cpp datoteki, da dobite idejo funkcij knjižnice.
Priporočamo da za odprtje teh datotek uporabite program Notepad++. Lahko si ga
brezplačno naložite s spletne strani http://www.notepad-plus-plus.org.
Videli boste da bo ta knjižnica opravila veliko dela namesto vas. V našem Arduino™
programu, smo integrirali samo naslovno datoteko LiquidCrystal.h. Arduino™ bo sedaj
samodejno poznal vse LCD funkcije.
V naslednji vrstici seznanimo Arduino™ kateri pini na LCD so priključeni na Arduino™-PCD.
Naslednji ukaz določi svetlost osvetlitve zaslona. LED LCD je povezana z Arduino™
digitalnim/PWM-vrati P9. Lahko so uporabljena kot preprosta digitalna vrata ali PWM (vrata z
modularno širino pulza). V našem testu je uporabljen kot PWM-vrata. Tako lahko postopoma
nastavljamo svetlost osvetlitve zaslona. Vrednost 150 naredi LED dovolj svetel. Če je izbrana
nižja PWM vrednost, bo LED temnejša. Poskusite spreminjati vrednost in opazujte kaj se
dogaja.
13
Namestitev je skoraj končana. Sedaj morate nastaviti koliko kolon in vrstic ima LCD: 16
kolon/posamezni znaki in 2 vrstici.
Osnovno nameščanje je sedaj končano. Sedaj lahko uporabimo lcd.setCursor, za določitev
položaja kazalke in tako teksta za izpis.
Prvi parameter določa položaj znotraj kolone, to je 0 do 15 v tem primeru. Drugi parameter
določa številko vrstice, to je od 0 do 1.
Sedaj lahko izpišemo tekst na tej določeni lokaciji na LCD z ukazom commandlcd.print.
Lahko vidite da je vedno potrebno napisati ».lcd« preden zapišete pravo funkcijo LCD izpisa.
To določi da uporabimo razred lcd, ki smo ga integrirali z #include <LiquidCrystal.h>. Sedaj
je Arduino™ seznanjen od kod prihaja klic in kateri razred je odgovoren za »prevajanje«, ali
kot to imenujejo strokovnjaki »zbiranje« (compiling).
Če ste se kdaj prej ukvarjali s programskim jezikom C++, boste prepoznali, s končnico *.cpp,
da so to C** razredi. Arduino™ v osnovi temelji v C++. To je dober način za programiranje
lastnih razredov ali knjižnic in jih ponuditi drugim Arduino™ uporabnikom.
Po tej kratki C++ ekskurziji, se vrnimo nazaj na naš primer. Do sedaj smo bili vedno znotraj
funkcije Setup(), ki se izvede vsaj enkrat ko zaženete program in se večinoma uporablja za
začetne nastavitve. Znotraj nje lahko nastavimo spremenljivke v naprej, preden se zažene
dejanski program in nastavimo v naprej tudi strojno opremo.
Sledeče funkcija Loop() je neskončna zanka, ki se ne konča. To je hkrati glavna Arduino™
zanka za naš program. Tukaj kličemo izvajanje v milisekundah v vsakem izvajanje s funkcijo
millis(). Delitev s 1000 vodi v izpis v sekundah. Na LCD zaslonu bomo prikazali izvajanje v
sekundah.
Ker je funkcija millis() zelo zanimiva, bomo poskusili še en eksperiment, preden se
ukvarjamo z LCD zaslonom bolj podrobno, ker lahko funkcijo millis() uporabimo za izmero
časa izvajanja programa, kot je prikazano v sledečem primeru.
14
Primer kode: TIME_DIFF
Ta primer kode prikazuje kako določiti čas izvajanja programa. Zato beremo trenutno stanje
števca funkcije millis() v vsakem novem izvajanju programa in odštejemo zadnjo števko, ki je
bila shranjena, na koncu programa. Ukaz Delay(100) na programu simulira daljši čas
izvajanja. Vaša programska koda mora biti med »// My program start and // My program
end«, da se določi dovoljen čas izvajanja vaše kode.
Prvi poskus in s tem tudi test funkcij je s tem končan. Pustite vezje povezano tako kot je.
Potrebovali in razširili ga boste v naslednjih primerih. V naslednjem poglavju se boste naučili
več o LCD zaslonu in njegovih lastnostih.
15
5. Nastavitev in delovanje LCD zaslona
LCD se v glavnem uporabljajo v mnogih elektronskih napravah, kot so zabavna elektronika,
merilnih napravah, mobilnih telefonih, digitalnih urah in žepnih računalnikih. Head-upDisplays in video projektorji tudi uporabljajo to tehnologijo. Sledeči primeri prikazujejo LCD ki
je del učnega paketa. To je standarden 5 x 8 matrični zaslon z 2 vrstama s 16 znaki v vsaki.
16 x 2 LCD zaslon v uporabi.
LCD je na splošno sestavljen iz 2 individualnih steklenih panelov in posebne tekočine med
njima. Posebna lastnost te tekočine je, da obrne polarizacijski nivo svetlobe. Na ta učinek
vpliva uporaba električnega polja. Na te dve plošči je tako nanesena tanka plast kovine. Da
dobite polarizirano svetlobo, polariziran film obtiči na zgornji stekleni ploščici. Ta se imenuje
polarizator. Še en tak film mora biti uporabljen na spodnji stekleni ploščici, vendar je tam
polarizacija zasukana za 90°. To je analizator.
Ko ne deluje, tekočina zasuka polarizacijski nivo vpadne svetlobe za 90°, tako da lahko
preide skozi analizator neovirano. LCD je tako prosojen. Uporaba specifične napetosti na
uplinjeni kovinski plasti bo povzročila spremembo kristalov v tekočino. To bo spremenilo
polarizacijski nivo svetlobe, na primer za dodatnih 90°: Analizator blokira svetlobo, LCD
postane neprosojen.
5. 1 Polarizacija zaslonov
Polarizacija v LCD zaslonu ne pomeni polarnosti v električni napetosti, ampak strukturo plina,
tekočine in filtra zaslona. Večina LCD so TCN zasloni (zasukan nematski zaslon). Vsebujejo
tekočino, ki zasuče polarizacijski nivo za 90°. STN (super zasukana nemacija) zasuče
polarizacijski nivo svetlobe za vsaj 180°. To izboljša kontrast zaslona. Vendar ta tehnika vodi
do določene obarvanosti zaslona. Najpogostejša obarvanost se imenujejo rumeno-zelen in
moder način. Siv način se pojavi bolj moder kot siv v praksi. Za nadomestitev neželenega
barvnega učinka, FSTN tehnologija uporablja še eno zunanjo folijo. Rezultat izgubljene
svetlobe naredi to tehnologijo smiselno samo za zaslone z osvetljenim ozadjem. Različne
barve se pojavijo v neosvetljenih ali belo osveteljnih zaslonih. Ko je enkrat osvetlitev
obarvana (na primer LED osvetlitev rumeno-zeleno), se ustrezna barva zaslona pomakne v
ozadje. Vsi modri načini LCD z rumeno zeleno LED osvetlitvijo, bodo vedno izgledali rumeno
zeleno.
5. 2 Statični nadzor, multipleksno delovanje
Majhni zasloni z nizkim dometom delovanja so po navadi nadzorovani statično. Statični
zasloni imajo najboljši kontrast in maksimalni mogoč kot. TN tehnologija tukaj doseže svoj
polni namen (črno beli zasloni, stroškovno učinkoviti). Vendar ko se zasloni večajo, več in
16
več vrstic potrebuje statično delovanje (na primer 128 x 64 grafično = 8192 segementov =
8192 vrstic). Ker se tako veliko število vrstic ne bi prilegalo na zaslon, niti na IC krmilnika, je
izbrano Multipleks delovanje. Zaslon je strukturiran v vrsticah in kolonah in segment se
nahaja na vsakem križišču (128 + 64 = 192 vrstic). Tukaj je skenirana vrstica za vrstico (64x,
to je multipleks stopnja 1 : 64). Ker je naenkrat aktivna samo 1 vrstica, vendar se kontrast in
kot gledanja slabšata z povečevanjem števila multipleks stopnje.
5. 3 Kot gledanja 6:00 ali 12:00
Vsak LCD zaslon ima priporočen kot gledanja. Gledanje iz te smeri pomeni da ima zaslon
najboljši kontrast. Večina zaslonov je narejenih za gledanje iz smeri 6:00 (tudi: gledanje od
spodaj, BV). Ta kot se sklada s tistim od žepnega računalnika, ki leži ravno na mizi. Zasloni
12:00 (pogled od zgoraj, TV) so najbolje integrirani iz sprednje strani mize. Iz vseh zaslonov
lahko gledamo navpično od spredaj.
5. 4 Odsev, transprosojni, prepustni
Odsevni (neosvetlejeni) zasloni imajo 100 % odsevnost ozadja. Osvetlitev od zadaj ni
mogoča. Transprosojni zasloni imajo delno preprustno odsevnost ozadja. Lahko se jih bere
brez osvetlitve. To jih naredi neosvetljene, vendar malo zamegljene kot odsevno različico.
Kljub temu je najboljši kompromis za osvetljen LCD. Prepustni zasloni nimajo nobene
odsevnosti. Iz njih se lahko bere samo s pomočjo osvetlitve, vendar so zelo svetli. LCD
priložen učnemu paketu je transprosojni LCD.
5. 5 Krmilnik LCD zaslona
Matrični zasloni so narejeni s strani različnih proizvajalcev na svetu (še posebno v Tajvanu).
Zraven velikih proizvajalcev, kot je Data-Vision, obstajajo tudi manjši, neznani, proizvajalci
zaslonov. Na srečo je delovanje in povezava zaslonov vedno enaka. V tem učnem paketu,
se bomo ukvarjali z zasloni, ki uporabljajo tip krmilnika HD44780 (ali združljivo različico), na
primer KS0066. Da se vsi zasloni dosledno obnašajo je to zaradi čipa krmilnika ki je postal
vzpostavljen kot standard med vsemi proizvajalci. To je HD44780 Hitachi.
5. 6 Tako je zaslon nadzorovan s pomočjo krmilnika zaslona
Naslednji primeri kažejo kako je krmilnik zaslona (KS0066) priključen na zaslon. Ta vezja ne
potrebujete ustvariti sami. So že prisotna v LCD modulih.
17
Dvovrstični 5 x 8 matrični zaslon (Vir: podatkovni list Samsung).
Krmilniki so delno različno povezani na zaslon in so lahko vklopljeni drugače, glede na
proizvajalca. Tako je mogoče da je enovrstični 16 znakovni zaslon narejen iz 2 x 8 znakov.
Za te informacije morate preveriti liste s podatki. Večji zasloni velikokrat uporabljajo dva
krmilnika, ki imajo Chipselect (CS) ali dve Enable vrstici. Razlog zato je, da ima krmilnik
znakovni spomin 80 znakov. S priključitvijo večjega števila krmilnikov zaslona, se bo
znakovni spomin povečal za dodatnih 80 znakov. Zasloni imajo tudi druge priključke in jih je
možno dokaj enostavno ločiti od standardnih LCD modulov. Lahko predvidevate, da ima
zaslon brez osvetlitve 14 pinov in tisti z osvetlitvijo 16 pinov.
5. 7 Nastavitev kontrasta na zaslonu
Kot na drugih zaslonih, lahko tudi na LCD modulih nastavite kontrast. To naredite tako da 10
kΩ potenciometer priključite kot spremenljivi distributer napetosti. Ker imajo LCD zelo nizko
razpršitev električnih lastnosti, je bila tehnologija uporabljena v učnem paketu z enim stalnim
upornikom. Za to smo uporabili 2,2 kΩ upornik, ki je nameščen ozemljitvijo in kontrastno Vee
povezavo LCD, tako da je kontrast dobro nastavljen.
Ko uporabljate potenciometer brez dodatnega balasta je območje prilagoditve, ki vpliva na
kontrast, zelo nizka. Za boljšo razpršitev območja kontrasta, je priporočeno povezati ustrezni
balast med Vcc (+5V) in enim koncem potenciometra.
18
Enostavna nastavitev kontrasta s potenciometrom (Vir: podatkovni list Electronic Assembly).
Napetost na pinu Vee bi morala biti prilagodljiva med 0 in 1,5 V. To vezje je primerno za
uporabo na sobni temperaturi 0 do 40 °C. Če prilagoditveno območje ni optimalno (nekateri
LCD od tega odstopajo) morate zamenjati balast. Praktične vrednosti so na območju med 10
do 22 kΩ.
Temperaturno nadzorovana nastavitev kontrasta (Vir: podatkovni list Electronic Assembly).
Če uporabljate zaslon izven normalnega temperaturnega območja (0 do 40 °C), je
priporočeno izvesti ožičenje kot je prikazano na diagramu vezja, zgoraj. To vezje prilagodi
kontrast sobnim pogojem. Temperatura bo izmerjena s temperaturnim senzorjem NTC
(negativni temperaturni koeficient sonde), ki bo pomaknila kontrastno napetost proti PNP
tranzistorju. LCD moduli ne morajo biti brani pravilno pri temperaturah nižjih od 0 °C.
Kontrast je temperaturno odvisen.
5. 8 Nabor znakov
Zasloni imajo nabor znakov, ki je trdno integriran v krmilnik zaslona. Z zaporedjem zgornjih in
spodnjih 4 bitov, bo ustvarjen podatkovni bajt za ustrezni ASCII znak. Na primer za ASCII
znak A: 01000001.
19
Nabor znakov na LCD (Vir: podatkovni list Samsung).
Naredimo primer z LCD naborom znakov. Sledeča programska koda prikazuje kako lahko
zapišete znake iz tabele znakov na zaslon. Posebni znaki, kot je znak za stopinje ali Ohm
simbol, niso mogoči s pomočjo močnega izpisa. Ker je to razširjen nabor znakov LCD,
moramo uporabiti znakovno tabelo.
Tukaj bomo zapisali binarno vrednost v krmilnik zaslona, za izpis znaka Omega. B, na
začetku zaporedja primera, označuje da je to zaporedje številk v binarnem zapisu.
Zgornji (upper) in spodnji (lower) 4 biti za znak Omega so narejeni sledeče:
Prav tako poskusite izpisati druge znake, s preverjanjem tabele znakov.
Nalaganje
Poskus potrebuje osnovno ožičenje LCD, ki ste ga nastavili že v testu funkcij.
20
Primer kode: Nabor znakov
5. 9 Določitev pinov pogostih LCD
Večina zaslonov brez osvetlitve ima pine dodeljene kot je zapisano v naslednji tabeli. Če
kasneje uporabite drug LCD, kot priloženega v učnem paketu, priporočamo da si najprej
pogledate liste s podatki, da se izognete poškodbam LCD.
21
Določitev pinov na LCD brez osvetlitve (Vir: podatkovni list Electronic Assebmly).
LCD moduli z osvetlitvijo vedno potrebujejo malo več nege. Nekateri proizvajalci ne dajo
stike LED osvetlitve na pina 15 in 16, ampak na pina 1 in 2. Še enkrat, preverite podatkovni
list proizvajalca preden priključite LCD.
Informacija
LCD v učnem paketu ima LED povezavo na pina 15 (+=anoda) in 16 (-=katoda).
Če nimate pri roki podatkovnega lista LCD, na primer če ste zaslon kupili na elektronskem
boljšem trgu, morate vseeno slediti prevodnikom in najti povezave za osvetlitev. Po navadi
so nekoliko debelejše od ostalih prevodnikov. Ko se prepričate katere povezave so
odgovorne za osvetlitev, lahko uporabite multimeter za določitev polarnosti. Vrnjena napetost
mora znašati 2 do 4 V. Druga možnost za prepoznavo LED pinov in polarnosti, ko LED
zasveti z glavno enoto ali baterijo približno 5 V v zelo visokem balastu (približno 1–4,7 kΩ).
Visok balast predstavlja majhno nevarnost za uničenje LCD.
Določitev pinov na LCD z osvetlitvijo (Vir: podatkovni list Electronic Assembly).
6. ARDUINO™ LIQUITCRYSTAL knjižnica
Kot ste se že naučili v testu funkcije, ima Arduino™ LiquidCrystal knjižnica številne funkcije,
ki so določene za izpis na LCD. Sedaj se boste naučili več o LCD funkcijah.
6. 1 LiquidCrystal
LiquidCrystal določi kateri Arduino™ pin je povezan z LCD. LCD je lahko nastavljen v 4- ali
8-bitnem načinu. Za uporabo 8-bitnega načina morate pokazati osem namesto štiri
podatkovne pine (D0 do D7) in jih priključiti na Arduino™-PCB.
22
Arduino™ sintaksa
Naš učni paket uporablja naslednjo konfiguracijo:
RS = Arduino™-Pin D11
E = Arduino™-Pin D10
D4= Arduino™-Pin D2
D3= Arduino™-Pin D3
D2= Arduino™-Pin D4
D1 = Arduino™-Pin D5
6. 2 .begin()
.begin() sproži LCD z navedbo vrstic in kolon. Naš LCD ima 2 vrstici in 16 kolon. Nastavljanje
mora zato biti sledeče:
Arduino™ sintaksa
6. 3 .clear()
.clear() izbriše izpisane znake in postavi kazalec v levi zgornji kot.
Arduino™ sintaksa
6. 4 .home()
.home() postavi kazalec v zgornji levi kot. Noben znak se ne izbriše.
Arduino™ sintaksa
6. 5 .setCursor()
.setCursor postavi kazalec na določen položaj. Kot pogosto v informatiki se to štetje začne z
nič. Zgornji levi kot, to je prvi znak v vrstici 1, je sledeč:
Arduino™ sintaksa
Prvi parameter je položaj znaka, drugi parameter je vrstica.
23
6. 6 .write()
.write() zapiše en znak na LCD. To lahko uporabite za izpis posebnih znakov iz tabele
znakov ali prikaz ASCII kode za znak.
Arduino™ sintaksa
Znak @ ima digitalno število 64 v ASCII kodi.
Posamezni ASCII znaki so označeni z opuščajem. Lahko ga zapišete tudi sledeče:
Arduino™ sintaksa
6. 7 .print()
S .print() lahko izpišete celotno zaporedje znakov imenovanih nizi (Strings). Na ta način je
možno izpisati tudi spremenljivke. Za to obstaja število parametrov za oblikovanje (BASE), ki
so navedeni kot drugi parametri.
Arduino™ sintaksa
6. 8 .cursor()
.cursor() vklopi kazalec. Kazalec je bil izklopljen, sedaj je spet viden.
Arduino™ sintaksa
6. 9 .noCursor()
.noCursor izklopi kazalec (neviden).
Arduino™ sintaksa
Loading...