LCD (Liquid Crystal Display) に文字列を表示する（WebIOPi 利用）

解説

「LCD (Liquid Crystal Display) の仕様書」および「Arduino のLiquidCrystalライブラリの実装」を参考に、Python言語による、WebIOPiを利用した、 LiquidCrystalクラス を作成しました。

作成したLiquidCrystalクラスを利用してLCDに文字列を表示します。

5V動作のLCDを使用しました。
LCDのデータシートによると、動作電圧（Power Supply for Logic）は「4.5V～5.5V」とあるので、Raspberry Piの5V出力ピンより、LCDに5V入力します。
LCDのデータシートによると、信号電圧のHighLevel範囲（Input Voltage - H Level）は、「2.2V～入力電圧（5V）」とあるので、GPIOの出力電圧が3.3VのRaspberry Pi のGPIO出力をそのままLCDに入力して動作します。

部品表

部品名	数量	商品名	参考価格
LCD	1	超小型ＬＣＤキャラクタディスプレイモジュール（１６×２行バックライト・オレンジ）[SD1602HUOB(-XA-G-G)]	900円
100Ω抵抗	1	LCDに付属	-
10KΩ半固定抵抗器	1	半固定ボリューム10KΩ	10個200円
Raspberry Pi 3	1	Raspberry Pi 3 Model B	6,300円
ブレッドボード	1	EIC-801	250円
ジャンパーワイヤ	適量	ブレッドボード・ジャンパーコード（オス－オス）セット	100mm49個 150mm8個 200mm4個 250mm4個 のセット200円
ジャンパーワイヤ	適量	ジャンパーワイヤ（オス－メス）	10本300円

接続表

SC1602BBWB-XA-LB-G側		Raspberry Pi側
ピン番号	ピン名称	ピン名称
1	Vss	GND
2	Vdd	5V
3	Vo	10KΩの半固定抵抗器を経由して5Vピンに接続
4	RS	GPIO6
5	R/W	GND
6	E	GPIO5
7	DB0	無接続
8	DB1	無接続
9	DB2	無接続
10	DB3	無接続
11	DB4	GPIO22
12	DB5	GPIO27
13	DB6	GPIO17
14	DB7	GPIO4
裏面J3	A	100Ωの抵抗器を経由して5Vピンに接続
裏面R9	K	GND

接続例

WebIOPiのインストール

Raspberry Pi にWebIOPiをインストールしてない場合は、まず、WebIOPiをインストールします。

WebIOPiのインストール

クラスファイルの作成

Python言語による、WebIOPiを利用した、 LiquidCrystalクラス を作成します。
「/home/pi/work/webiopi」フォルダに、「liquidcrystal.py」というファイル名で、以下の内容のスクリプトファイルを作成します。

# # liquidcrystal.py # # Class to control LCD using WebIOPi # # Written by Nobuki HIRAMINE # https://www.hiramine.com # Last modified : 2013/10/06 # import webiopi GPIO = webiopi.GPIO class LiquidCrystal: _numlines = 2 _data_pins = [0, 0, 0, 0] def __init__( self, rs, e, d4, d5, d6, d7 ): # Set member self._rs_pin = rs self._enable_pin = e self._data_pins[0] = d4 self._data_pins[1] = d5 self._data_pins[2] = d6 self._data_pins[3] = d7 # Set Pin Mode GPIO.setFunction( self._rs_pin, GPIO.OUT ) # Register Select pin GPIO.setFunction( self._enable_pin, GPIO.OUT ) # Enable Signale pin for i in range(4): GPIO.setFunction( self._data_pins[i], GPIO.OUT ) # Data pins GPIO.digitalWrite( self._rs_pin, False ) # RS pin LOW GPIO.digitalWrite( self._enable_pin, False ) # Enable pin LOW self._write4bits( 0x03 ) # Function Set Command : 8 bit interface data (1st) self._write4bits( 0x03 ) # Function Set Command : 8 bit interface data (2nd) self._write4bits( 0x03 ) # Function Set Command : 8 bit interface data (3rd) self._write4bits( 0x02 ) # Function Set Command : 4 bit interface data self._command( 0x28 ) # Function Set Command : multi line display self._command( 0x0C ) # Display ON/OFF Command : Display ON, Cursor OFF, Blink OFF self._command( 0x06 ) # Entry Mode Set Command : Increment ON, Shift OFF self.clear() # Clear display def clear( self ): self._command( 0x01 ) webiopi.sleep( 0.002 ) # 2msec def setCursor( self, col, row ): row_offsets = [0x00, 0x40] if row >= self._numlines: row = self._numlines - 1 self._command( 0x80 | ( row_offsets[row] + col ) ) def write( self, value ): for i in range( len(value) ): self._send( ord(value[i]), True ) def _command( self, value ): self._send( value, False ) def _send( self, value, mode ): GPIO.digitalWrite( self._rs_pin, mode ) self._write4bits( value >> 4 ) self._write4bits( value ) def _write4bits( self, value ): for i in range( 4 ): GPIO.digitalWrite( self._data_pins[i], (value >> i) & 0x01 ) self._pulseEnable() def _pulseEnable( self ): GPIO.digitalWrite( self._enable_pin, False) # LOW webiopi.sleep( 0.000001 ) # 1microsec GPIO.digitalWrite( self._enable_pin, True) # HIGH webiopi.sleep( 0.000001 ) # 1microsec(need 0.450microsec) GPIO.digitalWrite( self._enable_pin, False) # webiopi.sleep( 0.000100 ) # 100microsec(need 37microsec)

スクリプトファイルの作成

LCDに文字列を表示するスクリプトファイルを作成します。
「/home/pi/work/webiopi」フォルダに、「lcd_helloworld.py」というファイル名で、以下の内容のスクリプトファイルを作成します。

import webiopi import sys,os sys.path.append(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))) from liquidcrystal import LiquidCrystal lcd = LiquidCrystal( 6, 5, 22, 27, 17, 4 ) lcd.clear() lcd.setCursor( 0, 0 ) lcd.write( "Hello World!" ) counter = 1 while 1: lcd.setCursor( 0, 1 ) lcd.write( str(counter) ) counter += 1 webiopi.sleep(1.0)

WebIOPi サービスの設定の変更

WebIOPi のサービスを開始したときに、作成したスクリプトが実行されるように、WebIOPi サービスの設定を変更します。

WebIOPi サービスの設定は、「/etc/webiopi/config」ファイルに記述されています。

以下のコマンドを実行し、「/etc/webiopi/config」ファイルを開きます。

sudo nano /etc/webiopi/config

[SCRIPTS] セクションを探し、[SCRIPTS] セクションの「myscript =」に、作成したスクリプトファイルを指定します。

（・・・省略・・・） #------------------------------------------------------------------------# [SCRIPTS] # Load custom scripts syntax : # name = sourcefile # each sourcefile may have setup, loop and destroy functions and macros #myscript = /home/pi/webiopi/examples/scripts/macros/script.py myscript = /home/pi/work/webiopi/lcd_helloworld.py #------------------------------------------------------------------------# [HTTP] （・・・省略・・・）

編集し終えたら、
Ctrl + O
で上書き保存し、
Ctrl + X
で nano を終了します。

実行

WebIOPi のサービスを開始します。

sudo systemctl start webiopi

「Hello World!」と経過秒数がLCDに表示されます。
うまく表示されない場合は、半固定抵抗器のツマミを回して、コントラストを調整します。

WebIOPi のサービスを終了するには、以下のコマンドを実行します。

sudo systemctl stop webiopi

ダウンロード

サンプルスクリプトファイル