ค้นหาบทความที่นี่

บทความทั้งหมด

Display - ตอนที่ 1 : Liquid Crystal

3 ปีที่ผ่านมา

โดย เจ้าของร้าน

Publish : 10 April 2022

หัวข้อในบทความนี้
- ทำความรู้จักกับ LCD Module
- ส่วนประกอบของ LCD Module
- การทำงานของ LCD
- ขาของ LCD Module

ในการแสดงผลของ Arduino วิธีพื้นฐานเลย(แต่ร้านเราก็ยังไม่ได้เขียนบทความ เพราะคิดว่าเขียนไว้แล้วก็เลยไม่ได้เขียน แฮร่!!!) เราก็จะใช้จอ LCD จะเป็น 1602 หรือ 2004 ก็แล้วแต่เลยครับ สองขนาดนี้เป็นขนาดที่นิยมใช้กัน ซึ่งที่จริงก็ยังมีขนาดอื่น ๆ ให้เลือกใช้งานอีก เช่น 0802 แบบเล็ก ๆ กระทัดรัด หรือจะแบบพิเศษ เช่น 1601 ที่มีบรรทัดเดียว 1604 ที่ขนาด 16 ตัวอักษรแต่มี 4 บรรทัด หรือแม้แต่ 2404 ที่มีความยาวถึง 24 ตัวอักษร ซึ่งไม่ว่าจะขนาดใดก็ตาม โมดูลจอเหล่านี้ส่วนมากก็จะมีการใช้งานที่คล้าย ๆ กัน คือรับสัญญาณชุดหนึ่งที่ส่งมาจากบอร์ด MCU จากนั้นจึงแปลงสัญญาณเหล่านั้นเป็นรูปแบบต่าง ๆ แสดงออกมานั่นเอง

ทำความรู้จักกับ LCD Module

LCD หรือ Liquid-Crystal Display คือจอแสดงผลที่อาศัยคุณสมบัติของคริสตัลเหลวร่วมกับแผ่นโพลาไรซ์ โดยตัวมันเองนั้นไม่สามารถแสดงผลที่ชัดเจนได้เท่าไร จึงต้องมีแสง Backlight ช่วยส่องสว่างเพื่อให้มีความชัดเจนขึ้น เอาเป็นว่าคร่าว ๆ แล้วกันครับ ใครอยากทราบเพิ่มเติมให้ไปหากันเอง มันเป็นเรื่อง Material Science ที่ค่อนข้างลึกพอสมควร
หากเรามาดูด้านหน้าของจอ จะสังเกตุเห็นว่ามันจะแบ่งเป็นช่องเล็ก ๆ 1 ช่องก็จะแทน 1 ตัวอักษร จึงเป็นที่มาของชื่อเรียก อันไหนมี 16 ช่อง 2 แถวซ้อนกันก็เรียก 1602 เป็นต้น
ทีนี้เราลองมาดูแต่ละช่องเล็ก ๆ ก็จะเห็นเป็นจุด ๆ เรียงกันอยู่ โดยจุดนี้แหละครับที่เราจะสามารถกำหนดได้ว่าให้จุดไหนมันดำ จุดไหนโปร่งอยู่แบบนั้น เพื่อให้แสดงออกมาเป็นรูปร่างต่าง ๆ ได้นั่นเอง
คุณสมบัติที่สำคัญอีกประการของจอ LCD ที่ทำให้เป็นที่นิยมในปัจจุบันนั้นก็คือการทำงานโดยใช้พลังงานน้อย จึงมีการใช้งานกันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ต่าง ๆ โดยมีการออกแบบให้มีการแสดงผลแตกต่างกันไปตามแต่การใช้งาน และมีทั้งแบบ Monochrome (ขาวดำ หรือสีเดียว) และแบบ Color (จอสี)

ส่วนประกอบของ LCD Module
หน้าจอ ส่วนของหน้าจอนี้จะประกอบด้วยชั้นของคริสตัลเหลวและชั้นกระจกโพลาไรซ์บาง ๆ ซ้อนกันอยู่ ถัดจากหน้าจอก็จะเป็นหลอด Backlight ตรงนี้ก็คือหลอด LED ธรรมดาทั่วไป จะหมดส่วนประกอบพื้นฐานของจอ แต่ก็ยังมีด้านหลังสุดจะเป็นแผ่นวงจร ซึ่งบนแผ่นวงจรนี้ก็จะมีชิปควบคุมที่มีหน่าที่คอยถอดรหัสสัญญาณที่ส่งเข้ามาแล้วส่งไปให้หน้าจอแสดงผลตามที่ได้ข้อมูลมา

จากภาพส่วนประกอบของจอ จะประกอบด้วย (1)แผ่นโพลาไรซ์แนวตั้ง (2)แผ่นซับสเตรตแก้ว (3)ผลึกเหลวแบบ Twisted nematic เป็นตัวช่วยบิดลำแสงที่จะส่งไปยังแผ่นซับสเตรตแก้ว ควบคุมให้ส่วนต่าง ๆ แสดงผลหรือไม่ (4)ปผ่นซับสเตรตแก้ว (5)แผ่นโพลาไรซ์แนวนอน (6)พื้นผิวสะท้อนแสง

การทำงานของ LCD
การทำงานในแต่ละ Pixel หรือแต่ละจุดของจอ LCD นั้น แสงจะถูกกำเนิดจากแผ่นสะท้อนด้านหลังสุด ผ่านแผ่นโพลาไรซ์และซับเสตรต จากนั้นจะผ่านแผ่นผลึกเหลว ซึ่งแผ่นผลึกเหลวนี้ในสภาวะปกติจะทำการบิดแสงให้เกิดการเรียงตัว แสงจะเดินทางผ่านแผ่นนี้ไปกระทบที่แผ่นซับสเตรตแก้วด้านหน้าเป็นแสงทะลุออกไป แต่เมื่อเราจ่ายไฟเข้าไป แผ่นผลึกเหลวนี้จะปล่อยให้แสงผ่านอย่างอิสระทำให้ไม่สามารถผ่านแผ่นซับสเตรตแก้วด้านหน้าได้ เราจึงมองเห็นเป็นจุดมืดสีดำ ๆ นั่นเอง

ขาของ LCD Module
ในที่นี้จะขอยกตัวอย่างขาของ LCD ที่เราจะใช้กับ Arduino กันบ่อย ๆ นะครับ คือ 1602 2004 12864 ส่วนโมดูลพิเศษอื่น ๆ นั้นก็จะมีขาที่คล้าย ๆ กัน ขาของจอจะมีดังนี้
VSS - ขา GND ของจอ
VDD - ขาไฟเลี้ยง โดยทั่วไปจะใช้ไฟ 5V
V0 - สำหรับปรับ Contrast ของการแสดงผลบนจอ
RS - ขาเลือกสัญญาณ
RW - ขาเลือกการรับ-ส่งสัญญาณ
E - ขา Enable เลือกสัญญาณใช้-ไม่ใช้งาน
D0 ถึง D7 - ขาบัสสัญญาณ
A - ขา Anode ของ LED = ต่อไฟเลี้ยงสำหรับ LED Backlight
K - ขา Cathode ของ LED = ต่อ GND สำหรับ LED Backlight
สำหรับโมดูลอื่น ๆ ที่ใกล้เคียงกันนี้ก็ให้ดู Datasheet เอานะครับ แต่เท่าที่เจอมาก็จะมีขาตามนี้แน่นอน แต่อาจเรียงสลับ หรือตัดแยกเรียงขาเป็นสองแถวคู่กันก็แล้วแต่การออกแบบของผู้ผลิต

ถึงตรงนี้นั่งคิดว่าจะเขียนวิธีการใช้ต่อ เดี๋ยวคนที่อยากอ่านแค่ tutorial ก็จะเบื่อการอ่านทฤษฏีอะไรเยอะแยะ ขอตัดเป็นบทต่อไปดีกว่าครับ ลงพร้อมกันนี่แหละ ใครอยากรู้วิธีใช้ก็ตามอ่านกันได้ในตอนที่ 2 ตอนนี้ขอพักก่อนแป๊บนึงครับ

tutorial, lcd, Arduino, แสดงผล, display, การใช้งาน, การใช้งาน lcd