第20/31課：將超聲波距離顯示在LCD1602上

第20/31課：將超聲波距離顯示在LCD1602上

呢個項目示範咗點樣將 HC-SR04 超聲波距離感測器同埋支援 I2C 嘅 LCD1602 顯示屏結合埋一齊，整一個即時距離測量系統。跟住呢份指南做，你就會有一個可以持續測量並以厘米顯示物件距離嘅裝置。呢個係 Arduino 電子學入面一個基礎技能，因為佢結合咗感測器輸入同視覺輸出。

呢個實用嘅設置可以用喺好多真實世界嘅應用度，包括：

• 整一個智能泊車輔助器，幫你判斷同牆壁或者其他車輛嘅距離。
• 透過量度由頂部到表面嘅距離，整一個簡單嘅液體水平監測器畀水箱用。
• 開發一個自動感應洗手液機或者一個無接觸垃圾桶，當有物件靠近時就會打開。
• 整一個基本嘅保安警報器，當有人進入特定範圍時就會觸發。

硬件同零件

要整呢個項目，你需要以下零件：

• Arduino 板（例如 Uno）
• 帶有 I2C 接口模組嘅 LCD1602 顯示屏
• HC-SR04 超聲波距離感測器
• 杜邦線
• 麵包板（可選，方便接線）

了解 LCD1602 同 I2C

LCD1602 係一個好受歡迎嘅顯示屏，可以喺兩行上面每行顯示 16 個字元。佢背面嘅「I2C」模組係一個好大嘅優勢，因為佢將控制顯示屏所需嘅引腳由 6 個或以上減少到只需要 2 個用嚟通訊（SDA 同 SCL）同 2 個用嚟供電（VCC 同 GND）。呢個簡化令接線乾淨好多，亦都釋放咗 Arduino 上面寶貴嘅數碼引腳畀其他感測器用，好似呢個項目用到嘅超聲波感測器咁。（影片 01:30 位置）

I2C 模組仲有一個細細嘅可變電阻嚟調整顯示屏嘅對比度。如果你開咗電但係乜都睇唔到，試吓擰呢粒螺絲直到文字變得清晰可見。（影片 02:47 位置）

接線指南

連接零件係好直接嘅。LCD 嘅 I2C 模組有四個引腳需要連接到 Arduino。至於超聲波感測器，佢都有四個引腳。

以下係連接嘅詳細說明：

LCD1602 I2C 模組到 Arduino：

• GND 連接到 Arduino 嘅 GND
• VCC 連接到 Arduino 嘅 5V
• SDA 連接到 Arduino 嘅 A4
• SCL 連接到 Arduino 嘅 A5

HC-SR04 超聲波感測器到 Arduino：

• VCC 連接到 Arduino 嘅 5V
• Trig 連接到 Arduino 嘅數碼引腳 12
• Echo 連接到 Arduino 嘅數碼引腳 11
• GND 連接到 Arduino 嘅 GND

呢個項目嘅接線圖喺影片入面有提到。

安裝所需嘅函式庫

呢個項目依賴兩個好重要嘅函式庫。第一個係 LiquidCrystal_I2C，用嚟控制 LCD，而且 Arduino IDE 預設冇包含佢。你可以喺影片描述入面提供嘅連結或者 Robojax 網站度下載佢。（影片 06:16 位置）

第二個函式庫係 NewPing，用嚟同超聲波感測器溝通。佢簡化咗發送 ping 同讀取回聲時間嘅過程。兩個函式庫都可以透過 Arduino IDE 嘅 Library Manager 安裝，方法係去 Sketch -> Include Library -> Manage Libraries 然後搜尋佢哋嘅名稱。

程式碼解釋

呢個 sketch 結合咗 LCD 同超聲波感測器嘅功能。程式碼嘅結構令你可以好容易噉針對自己嘅設置嚟設定。

喺程式碼最頂部，你會搵到可能需要調整嘅關鍵變數：

// 將 LCD 地址設定為 0x27，用於 16 字元 2 行顯示
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, displayChars, displayRows);

#define TRIGGER_PIN  12  // Arduino 引腳連接到超聲波感測器嘅 trigger 引腳。
#define ECHO_PIN     11  // Arduino 引腳連接到超聲波感測器嘅 echo 引腳。
#define MAX_DISTANCE 190 // 我哋想 ping 嘅最大距離（以厘米計）。

• LCD 地址（0x27）： 呢個係你 LCD 模組嘅 I2C 地址。大部分模組用 0x27，但係有啲可能用 0x3F。如果你嘅顯示屏乜都唔顯示，你可能需要執行一個 I2C 掃描 sketch 嚟搵出正確地址，然後更新呢個數值。（影片 08:11 位置）
• TRIGGER_PIN 同 ECHO_PIN： 呢啲定義咗連接到超聲波感測器 Trig 同 Echo 引腳嘅 Arduino 數碼引腳。如果你用唔同嘅引腳，就要改呢啲定義。
• MAX_DISTANCE： 呢個設定感測器會量度嘅最大距離（以厘米計）。HC-SR04 可以量度到 400-500cm，但係設定一個較低嘅數值可以改善讀數嘅準確度同可靠性，特別係對於較短嘅距離嚟講。

喺 loop() 函數入面，程式碼會執行以下步驟：

1. 佢用sonar.ping_cm()函數嚟度距離，然後將佢儲存喺distance變數度。
2. 佢清咗LCD，然後喺第一行印出文字「Robojax.com」。
3. 跟住佢將游標設到第二行，印出「Distance: 」。
4. 最後，佢將游標移到第二行嘅第10個位置，印出度到嘅distance數值，後面跟住「cm」。

循環尾段嘅delay(200)控制感應器幾耐度一次新讀數同更新顯示。

程式示範

一旦程式上傳到Arduino，LCD就會著燈，開始顯示距離。你可以將手或者物件移近同移遠超聲波感應器嚟測試個設定。螢幕上嘅數字應該會即時更新，顯示以厘米計嘅距離。（喺影片38:07度）

呢條影片嘅相關項目

• 第20/31課：用LCD1602同Arduino顯示文字 | Robojax
• 第20/31課：喺LCD螢幕顯示DHT11嘅溫度同濕度
• 第20/31課：喺LCD1602顯示電壓

章節

• [00:00] LCD1602介紹同項目概覽
• [01:30] LCD1602硬件同I2C模組講解
• [03:14] LCD引腳同I2C地址配置
• [05:28] LCD1602嘅接線圖
• [06:16] 安裝所需嘅LCD函式庫
• [07:24] 喺LCD印文字嘅基本程式
• [08:11] 搵你LCD嘅I2C地址
• [11:10] LCD例子：閃爍游標同自訂字元
• [18:51] LCD例子：串列顯示同捲動文字
• [24:36] 喺LCD顯示DHT11溫度同濕度
• [33:00] 喺LCD顯示可變電阻嘅電壓
• [35:56] 結合超聲波感應器程式同LCD
• [38:07] 超聲波距離顯示示範

圖片

Sunfounder car assembled

Sunfounder 20-LCD1602-ultrasonic

LCD1602_wiring_ultrasonic_bb

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