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Ein LCD ist der erste Bildschirm, den die meisten Maker verwenden. Es ist günstig, zeigt Text und Zahlen an, und eine I2C-Version lässt sich mit nur einem Kabel an einen Arduino oder ESP32 anschließen. Dieser Leitfaden erklärt, wie LCDs funktionieren, welche Arten es gibt, wie man eines anschließt und wann E-Paper die bessere Wahl ist.
Was ist ein LCD-Display?
LCD steht für Liquid Crystal Display. Flüssigkristalle erzeugen kein Licht. Sie blockieren oder lassen Licht einer dahinterliegenden Hintergrundbeleuchtung durch.
Rechner, Thermostate und Multimeter verwenden sie alle. Bei Makern ist das übliche 16x2-Zeichen-LCD: 16 Zeichen auf jeweils 2 Zeilen. Die Version von Soldered verfügt bereits über einen angebrachten I2C-Adapter und einen Qwiic-Anschluss.
Wie funktioniert ein LCD-Display?
Jeder Pixel ist ein winziges Fenster aus Flüssigkristallen. Eine Spannung dreht die Kristalle, und das entscheidet darüber, ob die Hintergrundbeleuchtung hindurchscheint. Ein Controller-Chip, meist der HD44780, steuert die Pixel, sodass Ihr Code nur Zeichen und Befehle sendet.
- Der Mikrocontroller sendet ein Zeichen oder einen Befehl.
- Der LCD-Controller entscheidet, welche Pixel geändert werden.
- Die Flüssigkristalle in diesen Pixeln drehen sich.
- Die Hintergrundbeleuchtung scheint durch die offenen Pixel.
Gängige Arten von LCD-Displays
Zeichen-LCD-Displays
Ein Zeichen-LCD zeigt Buchstaben und Ziffern in einem festen Raster, jedes in seinem eigenen 5x8-Punktfeld. Die üblichen Größen sind 16x2 und 20x4. Verwenden Sie eines für Werte, Menüs und Statusmeldungen. Es ist das häufigste Display in Arduino-Anfängerprojekten.
Grafik-LCD-Displays
Ein Grafik-LCD ist ein Raster aus einzelnen Pixeln, zum Beispiel 128x64. Es kann Icons, Formen und Schriftarten in beliebiger Größe zeichnen. Es ist flexibler als ein Zeichen-LCD, aber schwieriger zu programmieren.
TFT-LCD-Displays
Ein TFT-LCD ist ein Vollfarbbildschirm. Es eignet sich für Touch-Oberflächen, Diagramme und Dashboards. Es benötigt mehr Speicher als ein Zeichen-LCD, und die Hintergrundbeleuchtung verbraucht mehr Strom.
I2C-LCD-Displays
Ein nacktes Zeichen-LCD hat 16 Pins und benötigt sechs oder mehr Pins Ihres Boards. Ein I2C-LCD fügt hinten einen kleinen Adapter hinzu, sodass Sie nur vier Kabel benötigen: VCC, GND, SDA und SCL. Mit Qwiic sind diese vier in einem Kabel.
Unser I2C-Protokoll-Leitfaden erklärt, wie sich mehrere Geräte diese beiden Signalleitungen teilen.
LCD vs. OLED vs. LED-Matrix vs. E-Paper
| Displaytyp | Bestens geeignet für | Nicht ideal für |
|---|---|---|
| LCD | Menüs, Live-Werte, Sensormessungen | Stromsparende, immer eingeschaltete Dashboards |
| OLED | Scharfe kompakte Bildschirme, Icons, hoher Kontrast | Große statische Displays |
| LED-Matrix | Scrollender Text, Animationen, Anzeigetafeln | Detaillierter Text |
| E-Paper | Dashboards, Kalender, Wetteranzeigen | Video und schnelle Animationen |
Ein LCD eignet sich für Werte, die sich oft ändern. E-Paper eignet sich für Informationen, die stundenlang auf dem Bildschirm bleiben, weil es nur beim Bildwechsel Strom verbraucht. Inkplate 6FLICK ist ein E-Paper-Display mit einem eingebauten ESP32 und Touchscreen.
Für scrollenden Text und Animationen sehen Sie sich unsere LED-Matrix-Projekte an.
Wann sollten Sie ein LCD-Display verwenden?
Verwenden Sie ein LCD, wenn das Projekt eine kleine Menge an Informationen anzeigt, die sich oft ändern:
- Sensormessungen
- kurze Textnachrichten
- Menüs und Geräteeinstellungen
- Timer und Zähler
- Klassen- und Budget-Arduino-Projekte
Wenn es in 32 Zeichen passt und das Projekt an die Stromversorgung angeschlossen ist, ist ein 16x2 LCD normalerweise das einfachste Display, das funktioniert.
Wann sollten Sie E-Paper anstelle von LCD wählen?
Wählen Sie E-Paper, wenn der Bildschirm die meiste Zeit dasselbe anzeigt und den ganzen Tag lesbar bleiben muss. Es behält das Bild ohne Strom, liest sich bei Tageslicht wie Papier und bietet ein vollständiges Seitenlayout anstelle von 32 Zeichen.
Das macht Inkplate zur besseren Wahl für Wetter-Dashboards, Familienkalender, Raumschilder, Smart-Home-Dashboards, Energiemonitore und Statusanzeigen für Werkstätten. Für ein kleines Etikett oder einen einzelnen Wert ist Inkplate 2 ein kompaktes dreifarbiges E-Paper-Display mit einem ESP32 an Bord.
Unser E-Paper-Display-Leitfaden erklärt, wie die Technologie funktioniert.
Wie man ein LCD-Display mit Arduino verwendet
Verbinden Sie vier Pins oder schließen Sie ein Qwiic-Kabel an, wenn Ihr Board den Anschluss hat.
| LCD-Pin | Arduino-Pin |
|---|---|
VCC |
5V |
GND |
GND |
SDA |
SDA (A4 auf einem ATmega328-Board) |
SCL |
SCL (A5 auf einem ATmega328-Board) |
Öffnen Sie in der Arduino IDE Sketch > Include Library > Manage Libraries, suchen Sie nach Soldered LCD und installieren Sie es. Generische LiquidCrystal_I2C-Bibliotheken funktionieren nicht mit dem Adapter von Soldered.
/*
* Druckt zwei Textzeilen auf ein Soldered 16x2 I2C LCD.
* Verbindung: Qwiic-Kabel oder VCC, GND, SDA und SCL
* Board: jedes Arduino-kompatible oder ESP32-Board
* Bibliothek: "Soldered LCD", aus dem Arduino Library Manager
*/
#include "LCD-SOLDERED.h"
// Das Display: 16 Spalten, 2 Zeilen
LCD lcd(16, 2);
void setup() {
// Startet das Display und schaltet die Hintergrundbeleuchtung ein
lcd.begin();
lcd.backlight();
lcd.clear();
// Spalte 0, Zeile 0 ist die obere linke Ecke
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Hello, world!");
// Zeile 1 ist die untere Zeile, 16 Zeichen breit
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("LCD is working");
}
void loop() {
}Wenn die Hintergrundbeleuchtung eingeschaltet ist, aber der Bildschirm leer aussieht, drehen Sie den Kontrast-Potentiometer auf der Rückseite des Adapters.
Möchten Sie auch das Board selbst bauen? Mit dem Make your own NULA Kit löten Sie ein Arduino-kompatibles Board aus Einzelteilen, und der obige Sketch läuft darauf.
Wie man ein LCD-Display mit ESP32 verwendet
Ein ESP32 fügt Wi-Fi und Bluetooth hinzu, sodass das LCD MQTT-Nachrichten, Home Assistant-Werte oder Daten aus einer Web-API anzeigen kann. Der gleiche Sketch läuft unverändert. Prüfen Sie zwei Dinge:
- Spannung. ESP32-Pins laufen mit 3,3 V. Der Adapter von Soldered akzeptiert 3,3-V-Logik. Ein reines 5-V-Modul möglicherweise nicht.
- I2C-Pins. Sie unterscheiden sich zwischen ESP32-Boards. Prüfen Sie Ihre Pinbelegung oder verwenden Sie Qwiic.
Das NULA Mini ESP32-C6 hat Wi-Fi 6, Bluetooth und einen Qwiic-Anschluss, sodass es direkt in das LCD gesteckt werden kann.
LCD-Display-Projektideen
Temperatur- und Feuchtigkeitsanzeige
Lesen Sie alle paar Sekunden einen Sensor aus und drucken Sie beide Werte, jeweils eine Zeile. Es ist ein gutes erstes Projekt, weil zwei I2C-Geräte sich einen Bus teilen.
Digitaluhr
Ein RTC (Real Time Clock)-Modul behält die Zeit mit seiner eigenen Backup-Batterie. Drucken Sie die Zeit jede Sekunde. Fügen Sie einen Knopf und einen Summer für einen Alarm hinzu.
Entfernungssanzeige
Ein Ultraschallsensor misst die Zeit eines Schallpulses, um die Entfernung zu messen. Drucken Sie sie aus und Sie haben einen Parksensor oder einen Füllstandsmesser für einen Tank. Der HC-SR04 ist ein 5-V-Bauteil, prüfen Sie also die Spannung des Echo-Pins, bevor Sie ihn an einen ESP32 anschließen.
Pflanzenmonitor
Zeigen Sie die Bodenfeuchtigkeit an und drucken Sie "Water me", wenn sie unter einen Schwellenwert fällt.
Tür- oder Fensterstatusanzeige
Ein Reed-Kontakt sagt dem Board, ob eine Tür oder ein Fenster offen ist. Zeigen Sie jedes auf dem LCD an, sodass Sie das Haus überprüfen können, bevor Sie gehen.
Menüsystem
Knöpfe für oben, unten und auswählen verwandeln das LCD in einen Einstellbildschirm für jedes Projekt. Das Zero to Hero Kit enthält das LCD, die Knöpfe und ein NULA-Board, und seine Beispiele bauen sich zu einer Wi-Fi-Wecker-Uhr auf.
Energiemonitor
Drucken Sie die Spannung in einer Zeile und den Strom in der anderen. Multiplizieren Sie sie für die Leistung.
Für ein Diagramm des ganzen Tages ist ein 9,7-Zoll Inkplate 10 der bessere Bildschirm.
Home Assistant Statusanzeige
Ein ESP32 kann die Innentemperatur, den Alarmstatus oder anzeigen, ob die Garagentür geschlossen ist. Für ein vollständiges Dashboard sehen Sie sich unseren Leitfaden für Home Assistant E-Paper-Displays an.
Klassen-Zähler oder Timer
Ein LCD und zwei Knöpfe machen eine Quiz-Anzeigetafel oder einen Countdown-Timer für Gruppenarbeit. Eine Klasse von Anfängern kann es in einer Lektion fertigstellen.
E-Paper-Wetter-Dashboard
Dies ist der nächste Schritt, wenn ein Projekt aus 32 Zeichen herauswächst. Der ESP32 lädt die Vorhersage alle halbe Stunde herunter und zeichnet sie mit Icons. Zwischen den Updates verbraucht der Bildschirm keinen Strom.
Häufige Fehler bei der Verwendung von LCD-Displays
-
Falsche I2C-Adresse. Viele Tutorials verwenden
0x27. Der Adapter von Soldered ist standardmäßig auf0x20eingestellt. - Kontrast nicht eingestellt. Hintergrundbeleuchtung an, Bildschirm leer. Drehen Sie den Potentiometer auf der Rückseite.
- SDA und SCL vertauscht. Nichts wird angezeigt und nichts meldet einen Fehler.
- Falsche Bibliothek. Generische Bibliotheken kompilieren, aber treiben den Adapter nicht an.
- Zu viel Text. Jede Zeile passt 16 Zeichen. Der Rest wird abgeschnitten.
- LCD mit einer Batterie. Die Hintergrundbeleuchtung leert sie. Verwenden Sie stattdessen E-Paper.
Wie man das richtige Display für Ihr Projekt auswählt
| Projektziel | Beste Display-Wahl |
|---|---|
| Einfachen Text und Werte anzeigen | LCD |
| Menüs auf einem Arduino-Projekt anzeigen | LCD |
| Eine kompakte High-Contrast-Oberfläche bauen | OLED |
| Scrollenden Text oder Animationen erstellen | LED-Matrix |
| Eine farbige Touch-Oberfläche erstellen | TFT LCD |
| Ein Wetter-Dashboard bauen | Inkplate / E-Paper |
| Ein Smart-Home-Statusboard bauen | Inkplate / E-Paper |
| Ein stromsparendes Wanddisplay bauen | Inkplate / E-Paper |
| Daten von einem Raspberry Pi anzeigen | LCD für ein paar Werte, E-Paper für ein Dashboard, HDMI für einen Desktop |
Warum Soldered ein großartiger Ort ist, um mit dem Bauen von Display-Projekten zu beginnen
Soldered stellt die Teile für beide Enden dieses Leitfadens her. Beginnen Sie mit einem 16x2 I2C LCD, einem NULA-Board und einem Qwiic-Sensor, ohne Löten. Wenn das Projekt mehr Platz benötigt oder den ganzen Tag laufen muss, zieht der gleiche ESP32-Code auf ein Inkplate um.
Häufig gestellte Fragen
Was ist ein LCD-Display?
Ein Bildschirm, der Flüssigkristalle verwendet, um zu steuern, wie Licht einer Hintergrundbeleuchtung hindurchscheint. In Projekten zeigt es Text, Zahlen, Menüs und Sensorwerte an.
Wie funktioniert ein LCD-Display?
Eine Spannung dreht die Flüssigkristalle in jedem Pixel, was entscheidet, ob die Hintergrundbeleuchtung hindurchscheint.
Was ist ein 16x2 LCD-Display?
Ein Zeichen-Display, das 16 Zeichen auf jeweils 2 Zeilen anzeigt. Es ist das häufigste Display in Arduino-Anfängerprojekten.
Was ist ein I2C-LCD-Display?
Ein LCD mit einem Adapter, der über I2C kommuniziert. Es benötigt vier Verbindungen, VCC, GND, SDA und SCL, anstelle von sechzehn.
Kann ich ein LCD-Display mit Arduino verwenden?
Ja. LCDs funktionieren mit jedem Arduino-kompatiblen Board, für Sensormessungen, Menüs, Timer und Zähler.
Kann ich ein LCD-Display mit ESP32 verwenden?
Ja. Verwenden Sie eines, das 3,3-V-Logik akzeptiert. Wählen Sie einen ESP32, wenn das Display Wi-Fi, MQTT oder Home Assistant-Daten benötigt.
Was ist der Unterschied zwischen LCD und OLED?
Ein LCD blockiert Licht einer Hintergrundbeleuchtung. Ein OLED-Pixel erzeugt sein eigenes Licht, was einen höheren Kontrast und echtes Schwarz gibt.
Was ist der Unterschied zwischen LCD und E-Paper?
Ein LCD eignet sich für Werte, die sich oft ändern. E-Paper eignet sich für Informationen, die den ganzen Tag auf dem Bildschirm bleiben, weil es das Bild ohne Strom behält.
Sollte ich LCD oder Inkplate für mein Projekt verwenden?
Ein LCD für ein paar Live-Werte, Menüs oder häufige Updates. Inkplate für ein größeres, stromsparendes Display, das Dashboards, Kalender oder Wetter den ganzen Tag anzeigt.
Welche Projekte kann ich mit einem LCD-Display bauen?
Temperaturanzeigen, Uhren, Entfernungsanzeigen, Pflanzenmonitore, Menüs, Energiemonitore, Klassen-Timer und Smart-Home-Statusbildschirme.
Warum zeigt mein LCD-Display keinen Text an?
Prüfen Sie zuerst den Kontrast-Potentiometer. Danach die I2C-Adresse, die SDA- und SCL-Verkabelung und die Bibliothek.
Ist LCD besser als LED-Matrix?
Für lesbaren Text und Menüs, ja. Eine LED-Matrix ist besser für scrollenden Text, Animation und alles, was über einen Raum hinweg gesehen wird.
