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Como definir endereços I²C e usar um scanner I²C para LCD1602 e LCD2004

Neste tutorial, exploraremos como definir endereços I²C e utilizar um scanner I²C para os displays LCD1602 e LCD2004. Compreender a comunicação I²C é crucial para integrar esses módulos LCD aos seus projetos Arduino, permitindo uma transmissão de dados e controle eficientes. Ao final deste guia, você será capaz de identificar efetivamente os endereços I²C dos seus LCDs e garantir que eles estejam funcionando corretamente.

Usaremos o sensor BMP-180 neste projeto, que opera usando comunicação I²C. O sensor fornece leituras de temperatura e pressão, que podem ser exibidas tanto no LCD1602 quanto no LCD2004. Este tutorial incluirá instruções de fiação, trechos de código e uma demonstração dos resultados esperados. Para uma compreensão mais visual, não deixe de conferir o vídeo associado (no vídeo em 00:00).

Hardware Explicado

Os principais componentes deste projeto incluem o sensor BMP-180, um display LCD1602 ou LCD2004 e uma placa Arduino. O BMP-180 é um sensor de pressão digital que se comunica via o protocolo I²C, exigindo apenas duas linhas de dados: SDA (linha de dados) e SCL (linha de clock). Os displays LCD também são compatíveis com I²C e podem ser facilmente controlados usando o mesmo protocolo de comunicação, permitindo uma configuração limpa e eficiente.

O BMP-180 funciona com uma tensão de alimentação entre 1.8V e 3.6V, o que significa que pode ser alimentado através de um regulador de tensão se estiver a usar uma fonte de tensão mais elevada. Os ecrãs LCD, por outro lado, normalmente funcionam a 5V, facilitando a ligação a uma placa Arduino sem componentes adicionais.

Detalhes da ficha técnica

• Garanta alimentação com tensão adequada: 1,8 V a 3,6 V para o BMP-180.
• Use resistores pull-up nas linhas SDA e SCL para uma comunicação I²C estável.
• Mantenha os fios curtos para evitar a degradação do sinal.
• Verifique se o endereço I²C está correto durante a varredura.
• Faixa de temperatura: -40 a +85 °C para o BMP-180.

Instruções de fiação

Para ligar o sensor BMP-180 e o display LCD ao seu Arduino, siga estes passos:

Primeiro, conecte o BMP-180.Vnpino à saída de 5V no Arduino. Em seguida, conecte oGNDpino do BMP-180 à terra do Arduino. OSDAO pino do BMP-180 deve ser ligado ao do Arduino.A4pino, enquanto oSCLpino conecta aA5.

Para o LCD1602 ou LCD2004, conecte oVCCpino no 5V do Arduino e oGNDpino ao terra também. OSDAo pino do LCD também deve ser conectado aA4(compartilhado com BMP-180), e oSCLO pino deve conectar-se aA5.

Esta configuração permite que ambos os dispositivos se comuniquem pelo mesmo barramento I²C, garantindo uma configuração limpa e eficiente.

Exemplos de Código e Guia Passo a Passo

Para escanear os endereços I²C, usaremos um simples trecho de código. O trecho a seguir inicializa a comunicação I²C e prepara o monitor serial:

#include 

void setup() {
  Wire.begin();
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial); // Leonardo: wait for serial monitor
  Serial.println("\nI2C Scanner");
}

Este código inicializa a biblioteca Wire para comunicação I²C e configura o monitor serial para saída. É essencial para depuração e para garantir que os dispositivos I²C sejam reconhecidos.

A função loop varre o barramento I²C em busca de dispositivos e imprime seus endereços:

void loop() {
  byte error, address;
  int nDevices = 0;
  Serial.println("Scanning...");

  for(address = 1; address < 127; address++) {
    Wire.beginTransmission(address);
    error = Wire.endTransmission();
    if (error == 0) {
      Serial.print("I2C device found at address 0x");
      Serial.println(address, HEX);
      nDevices++;
    }
  }
  if (nDevices == 0) Serial.println("No I2C devices found\n");
  delay(5000); // wait 5 seconds for next scan
}

Este loop verifica cada endereço de 1 a 127, tentando comunicar-se com quaisquer dispositivos presentes. Se um dispositivo responder à comunicação, seu endereço é impresso no monitor serial. Esta é uma etapa crucial para identificar o endereço I²C do seu LCD ou de outros dispositivos conectados.

Demonstração / O que esperar

Quando o scanner I²C for executado, você deverá ver mensagens no monitor serial indicando se foram encontrados dispositivos I²C. Se for bem-sucedido, a saída exibirá os endereços dos dispositivos conectados, formatados como valores hexadecimais (por exemplo, "Dispositivo I²C encontrado no endereço 0x27"). Se nenhum dispositivo for encontrado, você verá uma mensagem correspondente.

É importante garantir que todas as conexões estejam seguras e que os níveis de tensão corretos sejam fornecidos para evitar problemas na detecção do dispositivo (no vídeo às 05:30).

Imagens

Arduino wirng for LCD1602 with I2C

LCD1602-I2C display module with 4 wires

LCD1602-I2C display module with 4 wires

LCD1602-I2C display module with 4 wires

LCD2004_display-1

LCD2004_display-2

I2C_module

Arduino wirng for LCD1602 with I2C

LCD1602-I2C display module with 4 wires

LCD1602-I2C display module with 4 wires

LCD1602-I2C display module with 4 wires

LCD2004_display-1

LCD2004_display-2

I2C_module

// --------------------------------------
//http://playground.arduino.cc/Main/I2cScanner
// i2c_scanner
//
// Version 1
//    This program (or code that looks like it)
//    can be found in many places.
//    For example on the Arduino.cc forum.
//    The original author is not known.
// Version 2, June 2012, Using Arduino 1.0.1
//     Adapted to be as simple as possible by Arduino.cc user Krodal
// Version 3, Feb 26, 2013
//    V3 by louarnold
// Version 4, March 3, 2013, Using Arduino 1.0.3
//    by Arduino.cc user Krodal.
//    Changes by louarnold removed.
//    Scanning addresses changed from 0...127 to 1...119,
//    according to the i2c scanner by Nick Gammon
//    http://www.gammon.com.au/forum/?id=10896
// Version 5, March 28, 2013
//    As version 4, but address scans now to 127.
//    A sensor seems to use address 120.
// Version 6, November 27, 2015.
//    Added waiting for the Leonardo serial communication.
//
//
// This sketch tests the standard 7-bit addresses
// Devices with higher bit addresses might not be seen properly.
// Watch Video explaining I2C address: https://www.youtube.com/watch?v=bqMMIbmYJS0
//
 
#include <Wire.h>
 
 
void setup()
{
  Wire.begin();
 
  Serial.begin(9600);
  while (!Serial);             // Leonardo: wait for serial monitor
  Serial.println("\nI2C Scanner");
}
 
 
void loop()
{
  byte error, address;
  int nDevices;
 
  Serial.println("Scanning...");
 
  nDevices = 0;
  for(address = 1; address < 127; address++ )
  {
    // The i2c_scanner uses the return value of
    // the Write.endTransmisstion to see if
    // a device did acknowledge to the address.
    Wire.beginTransmission(address);
    error = Wire.endTransmission();
 
    if (error == 0)
    {
      Serial.print("I2C device found at address 0x");
      if (address<16)
        Serial.print("0");
      Serial.print(address,HEX);
      Serial.println("  !");
 
      nDevices++;
    }
    else if (error==4)
    {
      Serial.print("Unknown error at address 0x");
      if (address<16)
        Serial.print("0");
      Serial.println(address,HEX);
    }    
  }
  if (nDevices == 0)
    Serial.println("No I2C devices found\n");
  else
    Serial.println("done\n");
 
  delay(5000);           // wait 5 seconds for next scan
}