Initiation Arduino 3ème séance : Le bus I²C et l'écran LCD I²C

Initiation Arduino (3ème séance)

Le vendredi 22 mars 2019

Sept participants étaient présent à cette soirée (André, Daniel, Jean-Claude, Jean-Pierre, Michel, Olivier et Pascal)

Le protocole de communication I²C

I²C signifiant : Inter-Integrated Circuit.
Ce protocole de communication fut élaboré par Philips, durant le début des années 80’s.
Ce sketch va vous permettre d’identifier l’adresse du composant I²C (ou plusieurs)
Le bus I²C est constitué de fils :

SDA (Serial Data Line) : ligne data’s bidirectionnelle.
SCL (Serial Clock Line) : ligne des clocks de synchronisation bidirectionnelle.

Généralement viennent s’ajouter 2 autres fils : Le GND (ou masse) et le +5V.
La figure ci-dessous vous montre comment est organisé le bus I²C.

@Wikipedia

Chaque terminaux possède une adresse sur 7 bits, ce qui permet jusqu’à 128 dispositifs sur un bus I²C.

Pour ceux qui souhaiteront approfondir le protocole I²C, voici 2 liens :

Scanner son bus I²C

Une fois chargé, vous pouvez le sauvegarder sous le nom « i2c_scanner ».
C’est un sketch que vous utiliserez avec des interfaces I²C.
Il vous permettra de détecter les adresses utilisées par les périphériques I²C connecté à votre Arduino.

    // --------------------------------------
    // i2c_scanner
    //
    // Version 1
      //Ce programme (ou le code de ce type)
      //peut être trouvé sur de nombreux site.
      //Par exemple, sur le forum d'Arduino.cc.
      //L'auteur original n'est pas connu.
    //La version 2, Juni 2012, en utilisant Arduino 1.0.1
      //Adapté pour être aussi simple que possible par l'utilisateur d'Arduino.cc KRODAL
    //La version 3, le 26 février 2013
      //V3 par louarnold
    //La version 4, le 3 mars 2013, en utilisant Arduino 1.0.3
      //par l'utilisateur d'Arduino.cc KRODAL.
      //Les changements par louarnold enlevés.
      //Le balayage des adresses a changé de 0... 127 à 1... 119,
      //selon le scanner i2c de Nick Gammon
      //http://www.gammon.com.au/forum/?id=10896
    //La version 5, le 28 mars 2013
      //Comme la version 4, mais le scan d'adresse va maintenant jusqu'à 127.
      //Un détecteur semble utiliser l'adresse 120.
    //La version 6, le 27 novembre 2015.
      //Ajout d'un délai pour la carte Leonardo sur la communication sérielle.
    //
    //
    //Ce sketch évalue les adresses standard sur 7 bits
    //Les dispositifs ayant plus de 7 bits d'adresse ne pourraient pas être scanné correctement.  
    //
     
    #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
    }

// --------------------------------------

// i2c_scanner

// Version 1

//Ce programme (ou le code de ce type)

//peut être trouvé sur de nombreux site.

//Par exemple, sur le forum d'Arduino.cc.

//L'auteur original n'est pas connu.

//La version 2, Juni 2012, en utilisant Arduino 1.0.1

//Adapté pour être aussi simple que possible par l'utilisateur d'Arduino.cc KRODAL

//La version 3, le 26 février 2013

//V3 par louarnold

//La version 4, le 3 mars 2013, en utilisant Arduino 1.0.3

//par l'utilisateur d'Arduino.cc KRODAL.

//Les changements par louarnold enlevés.

//Le balayage des adresses a changé de 0... 127 à 1... 119,

//selon le scanner i2c de Nick Gammon

//http://www.gammon.com.au/forum/?id=10896

//La version 5, le 28 mars 2013

//Comme la version 4, mais le scan d'adresse va maintenant jusqu'à 127.

//Un détecteur semble utiliser l'adresse 120.

//La version 6, le 27 novembre 2015.

//Ajout d'un délai pour la carte Leonardo sur la communication sérielle.

//Ce sketch évalue les adresses standard sur 7 bits

//Les dispositifs ayant plus de 7 bits d'adresse ne pourraient pas être scanné correctement.

#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

}

Affichage sur l’écran LCD I²C

L’installation d’un écran LCD sans l’interface I²C nécessite un câblage constitué de 8 fils, dont 6 utilisant des entrées/sorties.
Ce qui allait sérieusement hypothéquer le nombre d’entrées/sorties, d’où le choix d’utiliser un interface I²C associé à notre écran LCD et qui n’exploite que 2 entrées/sorties sur l’Arduino :

SDA branché sur A4
SCL branché sur A5

//***************************************
//*                                     *
//* Initiation à Arduino par l'exemple  *
//*                                     *
//* Par Stievenart Freddy ON6FS         *
//* Version 1.0 - 07/03/2019            *
//*                                     *
//***************************************
//*                                     *
//*  Exercice 4                         *
//*  Exploitation LCD I2C               *
//*                                     *
//***************************************

#include <Wire.h>                  // Inclure la librairie I2C
#include <LiquidCrystal_I2C.h>     // Inclure la librairie pour écran LCD en I2C

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,20,4);  // Initiation de l'objet "lcd"
                                   // Détails des paramètres :
                                   // - adresse 0x27 ou 0x3F est a changer en fonction de votre écran LCD
                                   // - Nombre de caractères par ligne de votre écran LCD
                                   // - Nombre de lignes de votre écran LCD
                                   // Les 2 types les plus courrant sont 2 lignes de 16 caractères et 
                                   // 4 lignes de 20 caractères


//***************************************
//*                                     *
//*  Zone de Setup                      *
//*                                     *
//***************************************

void setup()
  {
  lcd.init(); // initialize the lcd
  lcd.init();
  // Print a message to the LCD.
  lcd.backlight(); //On allume le fond d'écran
  lcd.setCursor(0,0); //Première ligne
  lcd.print("Bienvenue a F5KEE");
  lcd.setCursor(0,1); //Deuxième ligne
  lcd.print("Initiation Arduino");
  lcd.setCursor(0,2); //Troisième ligne
  lcd.print("Exercice sur LCD I2C");
  lcd.setCursor(5,3); //Quatrième ligne
  lcd.print("73's Freddy");
  }

//***************************************
//*                                     *
//*  Zone de Loop                       *
//*                                     *
//***************************************

void loop()
  {
// Table de multiplication par 2
  for (int i = 0; i <= 10; i++)
    {
    int y = 0;
    y = i % 4; // Modulo 4
    if ( y == 0 ) // Chaque fois que l'on a affiché 4 lignes, on attend 2 sec
                  // + effacement écran
      {
      delay(2000); // Attente de 2 sec
      lcd.clear(); // Vidange de l'écran
      }
    lcd.setCursor(0,y);
    lcd.print(i);
    lcd.print(" x 2 = ");
    lcd.print(i * 2);
    delay(500);
    }
  }

//***************************************

//* *

//* Initiation à Arduino par l'exemple *

//* *

//* Par Stievenart Freddy ON6FS *

//* Version 1.0 - 07/03/2019 *

//* *

//***************************************

//* *

//* Exercice 4 *

//* Exploitation LCD I2C *

//* *

//***************************************

#include <Wire.h> // Inclure la librairie I2C

#include <LiquidCrystal_I2C.h> // Inclure la librairie pour écran LCD en I2C

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,20,4); // Initiation de l'objet "lcd"

// Détails des paramètres :

// - adresse 0x27 ou 0x3F est a changer en fonction de votre écran LCD

// - Nombre de caractères par ligne de votre écran LCD

// - Nombre de lignes de votre écran LCD

// Les 2 types les plus courrant sont 2 lignes de 16 caractères et

// 4 lignes de 20 caractères

//***************************************

//* *

//* Zone de Setup *

//* *

//***************************************

void setup()

{

lcd.init(); // initialize the lcd

lcd.init();

// Print a message to the LCD.

lcd.backlight(); //On allume le fond d'écran

lcd.setCursor(0,0); //Première ligne

lcd.print("Bienvenue a F5KEE");

lcd.setCursor(0,1); //Deuxième ligne

lcd.print("Initiation Arduino");

lcd.setCursor(0,2); //Troisième ligne

lcd.print("Exercice sur LCD I2C");

lcd.setCursor(5,3); //Quatrième ligne

lcd.print("73's Freddy");

}

//***************************************

//* *

//* Zone de Loop *

//* *

//***************************************

void loop()

{

// Table de multiplication par 2

for (int i = 0; i <= 10; i++)

{

int y = 0;

y = i % 4; // Modulo 4

if ( y == 0 ) // Chaque fois que l'on a affiché 4 lignes, on attend 2 sec

// + effacement écran

{

delay(2000); // Attente de 2 sec

lcd.clear(); // Vidange de l'écran

}

lcd.setCursor(0,y);

lcd.print(i);

lcd.print(" x 2 = ");

lcd.print(i * 2);

delay(500);

}

Et bien oui, ça ne marche pas !

Vous avez besoin d’une librairie : LiquidCrystal_I2C-1.1.2.zip
Une fois téléchargé cette librairie vous devrez l’installer dans l’IDE.
ATTENTION : La librairie devra rester en .zip !!!!
Pour ce faire voici le cheminement
Ajout Librairie Arduino

Merci librairie, cette fois ça marche !

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//*                                     *
//* Initiation à Arduino par l'exemple  *
//*                                     *
//* Par Stievenart Freddy ON6FS         *
//* Version 1.0 - 24/12/2018            *
//*                                     *
//***************************************
//*                                     *
//*  Exercice 5                         *
//*  I2C + affichage LCD                *
//*  Voir Scanner I2C                   *
//*                                     *
//***************************************


#include <Wire.h>                  // Inclure la librairie I2C
#include <LiquidCrystal_I2C.h>     // Inclure la librairie pour écran LCD en I2C

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,20,4);  // Initiation de l'objet "lcd"
                                   // Détails des paramètres :
                                   // - adresse 0x27 ou 0x3F est a changer en fonction de votre écran LCD
                                   // - Nombre de caractères par ligne de votre écran LCD
                                   // - Nombre de lignes de votre écran LCD
                                   // Les 2 types les plus courrant sont 2 lignes de 16 caractères et 
                                   // 4 lignes de 20 caractères



//***************************************
//*                                     *
//*  Zone de Setup                      *
//*                                     *
//***************************************

void setup()
  {
  lcd.init();                           // Initialisation du LCD
  lcd.backlight();                      // Démarrage de l'éclairage du LCD
  lcd.print("CQ CQ de F5KEE F5KEE");    // Impression d'un message sur votre écran LCD
  delay(5000);
  lcd.clear();                          // Effacement de l'écran LCD
  lcd.setCursor(0, 0);                  // Position du curseur (position sur la ligne, sur la nième ligne)
  lcd.print("Radio-Club F5KEE");
  delay(4000);
  lcd.setCursor(3,1);                  // Position du curseur (position sur la ligne [2], sur la nième ligne [1])
  lcd.print("Bienvenue");
  delay(4000);
  }

//***************************************
//*                                     *
//*  Zone de Loop                       *
//*                                     *
//***************************************

void loop() {


// Calcul de puissance de 0 à 50 A pour une tension de 3 V
// boucle incrémentant la variable i de 0 à 50, de 1 en 1
for (int i=0; i <= 50; i++)
  { 
  lcd.clear();                          // Effacement de l'écran LCD
  lcd.setCursor(0, 0);                  // Position du curseur (position sur la ligne, sur la nième ligne)
  lcd.print("Calcul puissance");
  lcd.setCursor(0, 1);                  // Position du curseur (position sur la ligne, sur la nième ligne)
  lcd.print(i);
  lcd.print(" A x 3 V = ");
  lcd.print(3*i);
  lcd.print(" W");
  delay(2000); // pause de 2000ms
  } // fin de la boucle for
}

//***************************************

//* *

//* Initiation à Arduino par l'exemple *

//* *

//* Par Stievenart Freddy ON6FS *

//* Version 1.0 - 24/12/2018 *

//* *

//***************************************

//* *

//* Exercice 5 *

//* I2C + affichage LCD *

//* Voir Scanner I2C *

//* *

//***************************************

#include <Wire.h> // Inclure la librairie I2C

#include <LiquidCrystal_I2C.h> // Inclure la librairie pour écran LCD en I2C

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,20,4); // Initiation de l'objet "lcd"

// Détails des paramètres :

// - adresse 0x27 ou 0x3F est a changer en fonction de votre écran LCD

// - Nombre de caractères par ligne de votre écran LCD

// - Nombre de lignes de votre écran LCD

// Les 2 types les plus courrant sont 2 lignes de 16 caractères et

// 4 lignes de 20 caractères

//***************************************

//* *

//* Zone de Setup *

//* *

//***************************************

void setup()

{

lcd.init(); // Initialisation du LCD

lcd.backlight(); // Démarrage de l'éclairage du LCD

lcd.print("CQ CQ de F5KEE F5KEE"); // Impression d'un message sur votre écran LCD

delay(5000);

lcd.clear(); // Effacement de l'écran LCD

lcd.setCursor(0, 0); // Position du curseur (position sur la ligne, sur la nième ligne)

lcd.print("Radio-Club F5KEE");

delay(4000);

lcd.setCursor(3,1); // Position du curseur (position sur la ligne [2], sur la nième ligne [1])

lcd.print("Bienvenue");

delay(4000);

}

//***************************************

//* *

//* Zone de Loop *

//* *

//***************************************

void loop() {

// Calcul de puissance de 0 à 50 A pour une tension de 3 V

// boucle incrémentant la variable i de 0 à 50, de 1 en 1

for (int i=0; i <= 50; i++)

{

lcd.clear(); // Effacement de l'écran LCD

lcd.setCursor(0, 0); // Position du curseur (position sur la ligne, sur la nième ligne)

lcd.print("Calcul puissance");

lcd.setCursor(0, 1); // Position du curseur (position sur la ligne, sur la nième ligne)

lcd.print(i);

lcd.print(" A x 3 V = ");

lcd.print(3*i);

lcd.print(" W");

delay(2000); // pause de 2000ms

} // fin de la boucle for

}

Ce qu’il faut retenir

Le bus I²C comporte 3 liaisons (Masse ou GND, SDA les data et SCL les clocks de synchronisation) + une ligne d’alimentation 5 V
Le bus I²C utilise 7 bits d’adressage, ce qui permet 128 adresses dont celle de l’Arduino
Le sketch « i2c_scanner » scanne votre bus I²C vous renseignera sur le nombre de dispositifs et de leur adresse
Dès que l’on utilise un bus I²C nous devrons inclure la bibliothèque « Wire » dans le sketch. La commande qui permet d’appeler cette librairie est « #include <Wire.h> ». Cet appel se trouvant en haut du sketch avant le « setup() », c’est d’ailleurs l’emplacement de tous les appels de librairie. La librairie « Wire » est installée par défaut sur l’IDE. Par conséquent pas d’ajout de librairie.
Pour utiliser un écran LCD I²C, nous avons besoin d’une nouvelle librairie : « LiquidCrystal_I2C », qu’il faudra ajouter à notre collection dans l’éditeur IDE
Les quelques nouvelles commandes liée à la librairie « LiquidCrystal_I2C » :
- LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,20,4) : Initiation de l’objet « lcd » avec pour paramètres l’adresse I²C, le nombre de caractères sur une ligne et le nombre de lignes /li>
- lcd.init() : initiation de l’écran LCD
- lcd.backlight() : allumage du retro éclairage
- lcd.clear() : effacement du contenu de l’écran LCD
- lcd.setCursor(3,1) : positionnement du curseur, dans l’exemple 4ème position sur la 2ème ligne.
  Le premier chiffre étant la position sur la ligne et le second la ligne.
  N’oublier pas que le O est la première position !!!
- lcd.print(« Texte ») : Vous imprimerez à partir de la position du curseur la chaîne de caractère entre les guillemets
- lcd.print(variable) : Vous imprimerez à partir de la position du curseur le contenu de la variable
Vous souhaitez relancer votre sketch, vous disposer d’un bouton reset sur votre Arduino, il suffit de le presser

Radio-Club de Viry-Châtillon (91) - F5KEE

Nos activités autour de la radio, des techniques et des sciences, explorant et développant diverses activités et projets connexes.