- Matériaux nécessaires:
- Schéma:
- Programme de calculatrice Arduino:
- Simulation de la calculatrice Arduino:
- Fonctionnement de la calculatrice Arduino:
La programmation est toujours amusante et Arduino est une plate-forme merveilleuse si vous ne faites que commencer avec la programmation intégrée. Dans ce tutoriel, nous allons construire notre propre calculatrice avec Arduino. Les valeurs peuvent être envoyées via un clavier (clavier 4 × 4) et le résultat peut être visualisé sur un écran LCD (matrice de points 16 × 2). Cette calculatrice peut effectuer des opérations simples comme l'addition, la soustraction, la multiplication et la division avec des nombres entiers. Mais une fois que vous avez compris le concept, vous pouvez mettre en œuvre même des fonctions scientifiques avec les fonctions intégrées d'Arduino.
À la fin de ce projet, vous saurez comment utiliser un écran LCD et un clavier 16x2 avec Arduino et aussi combien il est facile de programmer pour eux en utilisant les bibliothèques facilement disponibles. Vous comprendrez également comment programmer votre Arduino pour accomplir une tâche particulière.
Matériaux nécessaires:
- Arduino Uno (toute version fonctionnera)
- Écran LCD 16 × 2
- Clavier 4 × 4
- Batterie 9V
- Breadboard et fils de connexion
Schéma:
Le schéma de circuit complet de ce projet de calculatrice Arduino est donné ci-dessus. Le + 5V et la connexion à la terre indiqués dans le schéma de circuit peuvent être obtenus à partir de la broche 5V et de terre de l'Arduino. L'Arduino lui-même peut être alimenté à partir de votre ordinateur portable ou via la prise CC à l'aide d'un adaptateur 12V ou d'une batterie 9V.
Nous utilisons l'écran LCD en mode 4 bits avec Arduino afin que seuls les quatre derniers bits de données de l'écran LCD soient connectés à Arduino. Le clavier aura 8 broches de sortie qui doivent être connectées de la broche 0 à la broche 7 comme indiqué ci-dessus. Vous pouvez utiliser le tableau de connexion suivant pour vérifier votre connexion avec Arduino, vous pouvez également vérifier l'interfaçage du clavier 4x4 avec Arduino.
Nom de la broche Arduino: |
Connecté à: |
D0 |
1 er axe du clavier |
D1 |
2 ème broche du clavier |
D2 |
3 ème broche du clavier |
D3 |
4 ème broche du clavier |
D4 |
5 ème broche du clavier |
D5 |
6 ème broche du clavier |
D6 |
7 ème broche du clavier |
D7 |
8 ème broche du clavier |
D8 |
Enregistrer la broche de sélection de l'écran LCD (broche 4) |
D9 |
Activer la broche de l'écran LCD (broche 6) |
D10 |
Broche de données 4 (broche 11) |
D11 |
Broche de données 4 (broche 11) |
D12 |
Broche de données 4 (broche 11) |
D13 |
Broche de données 4 (broche 11) |
+ 5V |
Connecté à la broche Vdd de l'écran LCD (broche 2) |
Sol |
Connecté aux broches Vss, Vee et RW de l'écran LCD (broches 1,3 et 5) |
Certaines cartes Arduino peuvent afficher une erreur lors du téléchargement du programme s'il y a quelque chose de connecté aux broches 0 et 1, donc si vous en rencontrez, retirez simplement le clavier lors du téléchargement du programme.
Une fois vos connexions effectuées, votre matériel ressemblera à ceci ci-dessous
Programme de calculatrice Arduino:
Le programme Arduino complet pour ce projet est donné à la fin de ce projet. Le code est divisé en petits morceaux significatifs et expliqué ci-dessous.
Comme indiqué précédemment, nous allons interfacer un écran LCD et un clavier avec Arduino en utilisant des bibliothèques. Alors ajoutons-les d'abord à notre IDE Arduino. La bibliothèque pour LCD est déjà incluse dans votre Arduino par défaut, nous n'avons donc pas à nous en préoccuper. Pour la bibliothèque du clavier, cliquez sur le lien pour la télécharger depuis Github. Vous obtiendrez un fichier ZIP, puis ajoutez cette bibliothèque à Arduino par Sketch -> Inclure la bibliothèque -> Ajouter un fichier.ZIP et pointez l'emplacement vers ce fichier téléchargé. Une fois terminé, nous sommes tous prêts pour la programmation.
Même si nous avons utilisé une bibliothèque pour utiliser un clavier, nous devons mentionner quelques détails (indiqués ci-dessous) sur le clavier de l'Arduino. Les variables ROWS et COLS indiqueront le nombre de lignes et de colonnes de notre clavier et le keymap montre l'ordre dans lequel les touches sont présentes sur le clavier. Le clavier que j'utilise dans ce projet ressemble à ceci ci-dessous, la carte des touches représente également la même chose.
Plus loin, nous avons mentionné à quelles broches le clavier est connecté à l'aide du tableau de variables rowPins et colPins .
octet const ROWS = 4; // Quatre lignes const byte COLS = 4; // Trois colonnes // Définit les clés de caractères Keymap = {{'1', '2', '3', 'A'}, {'4', '5', '6', 'B'}, { '7', '8', '9', 'C'}, {'*', '0', '#', 'D'}}; byte rowPins = {0, 1, 2, 3}; // Connectez le clavier ROW0, ROW1, ROW2 et ROW3 à ces broches Arduino. octet colPins = {4, 5, 6, 7}; // Connectez le clavier COL0, COL1 et COL2 à ces broches Arduino.
Une fois que nous avons mentionné le type de clavier que nous utilisons et comment il est connecté, nous pouvons créer le clavier en utilisant ces détails en utilisant la ligne ci-dessous
Keypad kpd = Keypad (makeKeymap (clés), rowPins, colPins, ROWS, COLS); // Créer le clavier
De même, nous devons également indiquer à quelles broches de l'Arduino l'écran LCD est connecté. Selon notre schéma de circuit, les définitions seraient comme ci-dessous
const int rs = 8, en = 9, d4 = 10, d5 = 11, d6 = 12, d7 = 13; // Broches auxquelles l'écran LCD est connecté LiquidCrystal lcd (rs, en, d4, d5, d6, d7); // crée l'écran LCD
Dans la fonction de configuration , nous affichons simplement le nom du projet, puis passons à la boucle while où se trouve le projet principal.
Fondamentalement, nous devons vérifier si quelque chose est tapé sur le clavier, s'il est tapé, nous devons reconnaître ce qui est tapé et le convertir en variable lorsque le «=» est pressé, nous devons calculer le résultat et l'afficher enfin sur l'écran LCD. C'est exactement ce qui est fait dans la fonction de boucle comme indiqué ci-dessous
clé = kpd.getKey (); // stockage de la valeur de la touche enfoncée dans un caractère if (key! = NO_KEY) DetectButtons (); if (result == true) CalculateResult (); DisplayResult ();
Ce qui se passe à l'intérieur de chaque fonction est expliqué à l'aide des lignes de commentaire, parcourez le code complet ci-dessous, tripotez-le pour comprendre comment cela fonctionne réellement. En cas de doute sur une ligne spécifique, n'hésitez pas à utiliser la section commentaires ou les forums.
Simulation de la calculatrice Arduino:
Nous pouvons également essayer de simuler le projet à l'aide du logiciel Proteus. Proteus n'a pas de composant Arduino à lui seul, mais peut être facilement téléchargé et ajouté à sa bibliothèque. Une fois que vous avez le composant Arduino sur Proteus, ajoutez simplement un écran LCD alphanumérique et un clavier pour effectuer la connexion comme indiqué dans le schéma de circuit.
Ensuite, téléchargez le fichier hexadécimal à partir d'ici et ajoutez-le à l'Arduino en double-cliquant sur la carte dans Proteus et pointez le «fichier programme» vers ce fichier hexadécimal téléchargé. Un instantané de la simulation est montré ci-dessous, le fonctionnement complet est montré dans la vidéo ci-dessous.
Remarque: le fichier hexadécimal donné n'est pas identique à l'original du programme ci-dessous. Il a été modifié depuis le clavier du clavier de simulation et le clavier matériel réel est différent.
Fonctionnement de la calculatrice Arduino:
Effectuez les connexions selon le schéma de circuit et téléchargez le code ci-dessous. S'il affiche une erreur, assurez-vous d'avoir ajouté la bibliothèque conformément aux instructions données ci-dessus. Vous pouvez également essayer la simulation pour vérifier si le problème vient de votre matériel. Si tout est fait comme il se doit, votre matériel ressemblera à ceci ci-dessous avec l'écran LCD affichant ceci
Étant donné que le clavier utilisé ici n'a pas de marquages appropriés, j'ai supposé que les alphabets étaient des opérateurs comme indiqué ci-dessous
Caractère sur le clavier |
Supposé être |
"UNE" |
Ajout (+) |
«B» |
Soustraction (-) |
«C» |
Multiplication (*) |
"RÉ" |
Division (/) |
«*» |
Clair (C) |
«#» |
Égale (=) |
Vous pouvez utiliser un marqueur pour écrire sur ce que chaque bouton représente réellement.
Cela fait, vous pouvez directement commencer à utiliser la calculatrice. Tapez le numéro et apparaîtra sur la deuxième ligne, appuyez sur l'opérande et tapez votre deuxième numéro, appuyez enfin sur la touche «#» pour obtenir votre résultat. Vous pouvez également essayer de créer cette calculatrice Arduino à écran tactile.