Создание меню на Nokia 5110 LCD с ротационным энкодером на Arduino UNO

Компоненты и расходные материалы

• Arduino UNO — 1 шт.
• Ротационный энкодер (с кнопкой) — 1 шт.
• Nokia 5110 LCD дисплей — 1 шт.
• Маленькая беспаечная плата и провода

Программное обеспечение и онлайн-сервисы

• Arduino IDE

О проекте

В этом уроке мы создадим собственное меню для популярного дисплея Nokia 5110, чтобы сделать проекты более удобными и функциональными.

На дисплее отображается простое меню. С помощью ротационного энкодера можно навигировать вверх/вниз и выбирать пункты нажатием встроенной кнопки. При выборе пункта открывается экран редактирования параметра. Повторное нажатие возвращает в главное меню. Меню содержит 6 пунктов с прокруткой (на экране видно 3 пункта одновременно).

Шаг 1: Приобретение компонентов

Стоимость проекта менее $10. Необходимые детали:

• Arduino Uno
• Nokia 5110 LCD дисплей
• Ротационный энкодер
• Маленькая беспаечная плата
• Провода-перемычки

Шаг 2: Дисплей Nokia 5110

Nokia 5110 — мой любимый дисплей для Arduino-проектов. Базовый графический LCD-экран (контроллер PCD8544), изначально для мобильных телефонов. Очень низкое потребление: 0.4 мА при включённой подсветке, <0.06 мА в спящем режиме. Интерфейс — последовательный (8 проводов). Подробный обзор дисплея доступен в прикреплённом видео. Цена ~$4.

Шаг 3: Ротационный энкодер

Электромеханическое устройство, преобразующее угловую позицию в цифровой код. Используется в промышленности, робототехнике, устройствах ввода. Наш дешёвый энкодер имеет встроенную кнопку и требует 5 проводов для подключения. Цена ~$1.5. Подробный урок по энкодерам прикреплён.

Шаг 4: Сборка проекта

Подключение дисплея:

• RST (Pin 1) → Arduino D3
• CE (Pin 2) → Arduino D4
• DC (Pin 3) → Arduino D5
• Din (Pin 4) → Arduino D11
• Clk (Pin 5) → Arduino D13
• VCC → 3.3V Arduino (через + шину макетной платы)
• BL (подсветка) → Arduino D7 (для программного управления)
• GND → GND Arduino (через - шину макетной платы)

Подключение энкодера:

• GND → - шина
• VCC → + шина
• SW (кнопка) → Arduino A2
• DT → Arduino A1
• CLK → Arduino A0

Схемотехнический диаграмм доступен в описании видео.

Шаг 5: Код проекта

Используются 4 библиотеки:

• Adafruit GFX: GitHub
• Nokia 5110 (PCD8544): GitHub
• Encoder Library: GitHub
• TimerOne: GitHub

Ключевая функция drawMenu() отвечает за отрисовку меню и вызывается каждые несколько миллисекунд.

Глобальные переменные:

int menuitem = 1;    // выбранный пункт меню
int frame = 1;       // видимый фрейм (какие 3 пункта на экране)
int page = 1;        // текущий экран: 1 — главное меню, 2 — редактирование
int lastMenuItem = 1;

Названия пунктов меню вынесены в переменные для лёгкой модификации:

String menuItem1 = "Contrast";
String menuItem2 = "Volume";
String menuItem3 = "Language";
String menuItem4 = "Difficulty";
String menuItem5 = "Light: ON";
String menuItem6 = "Reset";

boolean backlight = true;
int contrast = 60;
int volume = 50;
String language[3] = {"EN", "ES", "EL"};
int selectedLanguage = 0;
String difficulty[2] = {"EASY", "HARD"};
int selectedDifficulty = 0;

В loop() вызывается drawMenu(), затем считывается энкодер и кнопка. Логика навигации:

• На главном экране (page=1) вращение энкодера меняет menuitem, перерисовка подсвечивает выбранный пункт.
• Нажатие кнопки переходит на экран редактирования (page=2) для выбранного параметра.
• На экране редактирования вращение меняет значение параметра.
• Повторное нажатие возвращает в главное меню (page=1).

Код содержит ~400 строк, но структурирован для лёгкого понимания и модификации. Полный скетч прикреплён (файл Nokia5110MenuRotary.ino).

Шаг 6: Тестирование

После загрузки кода меню работает как ожидалось: навигация валом, выбор кнопкой. Проект можно улучшить: использовать прерывания вместо опроса кнопок — это снизит потребление и очистит код. Планируется отдельный урок по прерываниям.