ماژول درایور LCD کاراکتری با رابط I2C

ماژول درایور LCD کاراکتری 16×2 با رابط I2C

معرفی کلی

ماژول درایور LCD کاراکتری 16×2 با رابط I2C یکی از ماژول‌های بسیار کاربردی برای ساده‌سازی اتصال نمایشگرهای کاراکتری (مانند LCD 1602 و LCD 2004) به میکروکنترلرهاست. این ماژول در واقع یک مبدل رابط استاندارد Parallel (با ۶ تا ۸ پایه داده) به رابط I2C دو سیمه است که ارتباط نمایشگر را تنها با دو خط SDA و SCL برقرار می‌کند.

در پروژه‌های رباتیک، هوشمندسازی یا ابزارهای اندازه‌گیری که کمبود پایه‌های ورودی/خروجی وجود دارد، استفاده از این ماژول یک راه‌حل هوشمندانه و بهینه است. تراشه‌ی اصلی PCF8574 یا در برخی مدل‌ها PCF8574A به‌عنوان درایور I/O Expander کار می‌کند و داده‌های ارسال‌شده از میکروکنترلر را به فرمت قابل‌درک برای نمایشگر LCD تبدیل می‌نماید.

نتیجه‌ی این ترکیب، کنترل کامل نمایشگر با تنها دو سیم است — بدون پیچیدگی در مسیرهای داده، افزایش ظرافت کابل‌کشی و آزاد شدن پین‌های دیجیتال میکروکنترلر برای سایر کاربردها.

 ویژگی‌های کلیدی

• تبدیل آسان رابط موازی LCD به رابط I2C دو سیمه
• استفاده از چیپ اصلی PCF8574 / PCF8574A (ساخت NXP یا TI)
• سازگار با نمایشگرهای کاراکتری LCD 1602 و LCD 2004
• کاهش تعداد پین‌های مورد نیاز از 6–8 به 2 پین (SDA و SCL)
• قابلیت تنظیم آدرس I2C به کمک جامپر یا لحیم DIP‑Switch برای استفاده چند LCD در یک باس مشترک
• دارای پتانسیومتر تنظیم کنتراست نمایشگر
• امکان کنترل نور پس‌زمینه (Backlight) از طریق جامپر یا خروجی دیجیتال
• لحیم با کیفیت و طراحی کامپکت قابل نصب پشت LCD
• تغذیه از 5 ولت و سازگار با منطق 3.3 ولت میکروکنترلرها
• پشتیبانی کامل نرم‌افزاری در کتابخانه‌های Arduino، ESP32، STM32 و Raspberry Pi

مشخصات فنی

 نحوه عملکرد و اتصال

در این ماژول، تراشه‌ی PCF8574 مانند یک توسعه‌دهنده پورت ورودی/خروجی دیجیتال عمل می‌کند. دو خط SDA و SCL از میکروکنترلر به ورودی‌های ماژول متصل می‌شود و تراشه، داده‌های دریافتی را از طریق پروتکل I2C به بیت‌های کنترلی لازم برای فعال کردن پایه‌های LCD تبدیل می‌کند.

پین‌های 16‑تایی در سمت خروجی، مستقیماً با نمایشگر LCD 1602 یا LCD 2004 جفت می‌شوند. کاربر می‌تواند کنتراست تصویر را از طریق پتانسیومتر تنظیم کند و در صورت نیاز نور پس‌زمینه را با جامپر فعال یا غیرفعال نماید.

اگر در پروژه از چند LCD استفاده شود، آدرس هر درایور به کمک سه پایه‌ی آدرس (A0 – A1 – A2) قابل تغییر است؛ این قابلیت اجازه می‌دهد حتی ۸ نمایشگر متفاوت بر روی همان باس I2C کار کنند.

 کاربردها

• اتصال ساده LCD کاراکتری به Arduino، ESP32، STM32، Raspberry Pi، AVR
• پروژه‌های نمایش منو، زمان، ولتاژ، دما و سطح سنسور
• رابط نمایش در سیستم‌های هوشمندسازی خانگی (IoT)
• استفاده در دستگاه‌های اندازه‌گیری، پروژه‌های DIY و کیترونیک
• آموزش مفاهیم ارتباط I2C و مدیریت نمایشگر در کلاس‌های الکترونیک
• صرفه‌جویی در پین‌های دیجیتال و ساد‌ه‌سازی کابل‌کشی در پروژه‌های مجتمع