ESP32 Lolin32 Lite Dengan Display LCD 20×4 (serial I2C)

Berikut ini percobaan menghubungkan ESP32 Lolin32 Lite dengan display LCD 20×4. Antar muka menggunakan komunikasi serial I2C. LCD 20×4 menggunakan protokol serial, sehingga perlu modul I2C.  ESP32 menggunakan tegangan 3,3 volt, sedangkan LCD 20×4 menggunakan tegangan 5 volt, sehingga perlu level converter antara I2C di ESP32 dan I2C di modul PCF8752. Pada LCD 20×4 dipasang modul serial to paralel PCF8574 untuk menghubungkan protokol I2C ke paralel input/output pada LCD.

Berikut ini blok diagram sistem

Skema Rangkaian

Berikut ini skema rangkaian lengkap.

Arduino Nano pada rangkaian tersebut hanya berfungsi untuk memberikan tegangan 5 volt, karena pada ESP32 Lolin32 Lite tidak ada pin 5V. Jika menggunakan ESP32 Devkit mestinya lebih enak, karena di ESP32 Devkit  ada pin 5V. Tegangan 5V ini dapat diganti dengan regulator / adaptor 5V lain.

Komunikasi I2C

ESP32 tidak memiliki pin I2C yang spesifik, jadi kita dapat memilih pin mana yang dipakai sebagai pin untuk I2C (SDA dan SCL). Pada percobaan ini dipilih pin 15 untuk SDA dan pin 13 untuk SCL. Konfigurasi ini dimasukkan di software dalam bentuk parameter I2C_SDA dan I2C SCL yang didefinisikan di awal software.

Semua pin pada ESP32 termasuk pin I2C  menggunakan tegangan kerja 3 volt, sedangkan display menggunakan tegangan 5 volt. Untuk itu tegangan kerja PCF8574 disamakan dengan display LCD (5 volt), sedangkan tegangan I2C diubah dari 3 volt (di ESP32) menjadi 5 volt (di PCF8574). Komunikasi harus 2 arah, karena protokol I2C mensyaratkan slave menjawab setiap kali ada pengiriman data. Untuk itu pada jalur I2C digunakan  komponen ‘bi directional level converter‘.

Power Supply

Sumber daya ESP32 menggunakan USB charger 5 volt. Pada board ESP32 sudah ada regulator 3,3 volt yang mengubah tegangan supply USB 5 volt menjadi 3,3 volt.

Sumber daya 5 volt untuk LCD dan PCF8574 diberikan melalui sebuah modul Arduino Nano yang  dipakai. Seharusnya dapat menggunakan power supply 5 volt apa saja. Kebetulan saja yang tersedia saat ini adalah board Arduino Nano.

Software

Berikut ini software yang dipakai untuk menghasilkan tampilan.

// Demo LCD dengan ESP32 I2C
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
// https://www.makerguides.com/character-i2c-lcd-arduino-tutorial/
// Include the libraries:
// LiquidCrystal_I2C.h: https://github.com/johnrickman/LiquidCrystal_I2C

#include <Wire.h> // Library for I2C communication
#include <LiquidCrystal_I2C.h> // Library for LCD

//LiquidCrystal_I2C lcd = LiquidCrystal_I2C(0x27, 16, 2); // Change to (0x27,16,2) for 16x2 LCD.
LiquidCrystal_I2C lcd = LiquidCrystal_I2C(0x27, 20, 4); 

#define I2C_SDA 15
#define I2C_SCL 13
#define LED_BUILTIN 22 // LED built in pada ESP32 Lolin32 Lite

void setup() {
  Wire.begin(I2C_SDA, I2C_SCL);
  // Initiate the LCD:
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("\nLCD Test");
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}
int counter = 0;
void loop() {

  // Print 'Hello World!' on the first line of the LCD:

  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Elektrologi");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("iptek.web.id");
  lcd.setCursor(0, 2);
  lcd.print("ESP32 Lolin32 Lite");
  lcd.setCursor(0, 3);
  lcd.print("31 Januari 2021");

  lcd.setCursor(12, 0); 
  lcd.print(counter);

  Serial.print("Send data: ");
  Serial.println(counter);
  delay(500);

  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
  delay(500);                       // wait for a second
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
  counter++;
}

Hasil

Referensi

• Bi directional level converter
• ESP32 Devkit
• Skema Arduino Nano
• LCD 20×4
• ESP32 Lolin32 Lite