LCD1602 mit Arduino ansteuern (I2C): Text, Sonderzeichen & Live-Sensoranzeige

Warum LCD1602 – und warum per I2C?

Ein LCD1602 zeigt 16 Zeichen in 2 Zeilen – daher der Name. Es ist kein Grafikdisplay, sondern ein reines Zeichendisplay: perfekt fuer Messwerte, Statusmeldungen, Menuetexte oder eine kleine Uhr. Gegenueber einem OLED-Display punktet das LCD1602 mit groesseren, aus mehreren Metern ablesbaren Zeichen und einem sehr guenstigen Preis – dafuer kann es keine Grafiken und keine frei positionierten Pixel.

Das nackte HD44780-Display braucht im Parallelbetrieb bis zu zehn Datenleitungen. Genau hier setzt der I2C-Backpack an: Der aufgeloetete PCF8574-Chip wandelt den I2C-Bus in die parallelen Steuersignale um. Fuer dich heisst das: nur noch vier Kabel (VCC, GND, SDA, SCL) statt sechzehn – und die beiden Datenpins SDA/SCL kannst du dir sogar mit anderen I2C-Sensoren teilen.

Das brauchst du

1Verkabelung: vier Kabel und fertig

Der I2C-Backpack hat genau vier Anschluesse. Am UNO liegen die I2C-Pins fest: SDA auf A4 und SCL auf A5 (beim UNO gibt es zusaetzlich die beschrifteten SDA/SCL-Pins neben AREF – sie sind intern mit A4/A5 verbunden).

Kontrast einstellen

Auf der Rueckseite des Backpacks sitzt ein kleines blaues Potentiometer. Zeigt das Display nach dem Hochladen nur schwarze Kaestchen oder gar nichts, drehe dieses Poti langsam mit einem Schraubendreher – irgendwo dazwischen wird der Text scharf und gut lesbar. Das ist der haeufigste "Fehler", der gar keiner ist.

2Bibliothek installieren und I2C-Adresse finden

Fuer die I2C-Ansteuerung nutzen wir die verbreitete Bibliothek LiquidCrystal_I2C. Oeffne in der Arduino IDE den Bibliotheksverwalter (Werkzeuge → Bibliotheken verwalten), suche nach LiquidCrystal I2C (z. B. von Frank de Brabander) und installiere sie.

Jetzt der Knackpunkt: Der Konstruktor braucht die I2C-Adresse des Backpacks. Ueblich sind 0x27 oder 0x3F – aber verlass dich nicht auf Raten, sondern scanne den Bus. Dieser Mini-Sketch verraet dir jede angeschlossene Adresse:

#include <Wire.h>

void setup() {
  Wire.begin();
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("I2C-Scanner startet...");
}

void loop() {
  byte gefunden = 0;
  for (byte adr = 1; adr < 127; adr++) {
    Wire.beginTransmission(adr);
    if (Wire.endTransmission() == 0) {
      Serial.print("Geraet gefunden auf 0x");
      if (adr < 16) Serial.print("0");
      Serial.println(adr, HEX);
      gefunden++;
    }
  }
  if (gefunden == 0) Serial.println("Nichts gefunden - Verkabelung pruefen!");
  delay(3000);
}

Der Serielle Monitor zeigt dir z. B. Geraet gefunden auf 0x27. Merke dir diese Adresse – sie kommt gleich in den Konstruktor. Ausfuehrlicher ist der Scanner im I2C-Bus-Tutorial erklaert.

Hallo Welt auf dem LCD

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

// Adresse aus dem Scanner, 16 Spalten, 2 Zeilen
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

void setup() {
  lcd.init();          // Display initialisieren
  lcd.backlight();     // Hintergrundbeleuchtung an

  lcd.setCursor(0, 0); // Spalte 0, Zeile 0
  lcd.print("Hallo MAKEROO!");

  lcd.setCursor(0, 1); // Spalte 0, Zeile 1
  lcd.print("LCD1602 laeuft");
}

void loop() {
  // nichts noetig - Text bleibt stehen
}

Wichtig ist die Zaehlweise: setCursor(spalte, zeile) beginnt bei 0. Die erste Zeile ist also Zeile 0, das erste Zeichen Spalte 0. Steht dein Text an der falschen Stelle, ist fast immer die Reihenfolge der Argumente vertauscht.

3Live-Sensorwerte anzeigen (DHT22)

Ein Display wird erst spannend, wenn sich etwas bewegt. Wir haengen den DHT22 an Pin D2 und zeigen Temperatur und Luftfeuchte an. Installiere dafuer die Bibliotheken DHT sensor library und Adafruit Unified Sensor.

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <DHT.h>

#define DHTPIN 2
#define DHTTYPE DHT22

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE);

void setup() {
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  dht.begin();

  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Wetterstation");
  delay(1500);
  lcd.clear();
}

void loop() {
  float temp = dht.readTemperature();
  float feuchte = dht.readHumidity();

  if (isnan(temp) || isnan(feuchte)) {
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("Sensor-Fehler   ");
    delay(2000);
    return;
  }

  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Temp:  ");
  lcd.print(temp, 1);      // eine Nachkommastelle
  lcd.print(" C   ");      // Leerzeichen ueberschreiben Reste

  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Feuchte: ");
  lcd.print(feuchte, 0);
  lcd.print(" %  ");

  delay(2000);
}

Dieses Grundgeruest laesst sich mit jedem Sensor kombinieren – etwa dem BMP280 fuer den Luftdruck oder dem wasserdichten DS18B20. Weil das LCD am I2C-Bus haengt, kannst du einen weiteren I2C-Sensor einfach parallel an dieselben SDA/SCL-Pins klemmen.

4Eigene Sonderzeichen: Grad-Symbol & Icons

Der Zeichensatz des HD44780 kennt kein sauberes Grad-Zeichen und keine Umlaute. Aber du darfst bis zu acht eigene Zeichen selbst definieren – als 5x8-Pixel-Muster. Jedes Zeichen ist ein Array aus acht Bytes, wobei die unteren fuenf Bits jeweils eine Pixelzeile bilden.

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

// Grad-Symbol als 5x8-Muster (1 = Pixel an)
byte grad[8] = {
  0b00110,
  0b01001,
  0b01001,
  0b00110,
  0b00000,
  0b00000,
  0b00000,
  0b00000
};

// kleines Herz
byte herz[8] = {
  0b00000,
  0b01010,
  0b11111,
  0b11111,
  0b01110,
  0b00100,
  0b00000,
  0b00000
};

void setup() {
  lcd.init();
  lcd.backlight();

  lcd.createChar(0, grad);   // Speicherplatz 0-7
  lcd.createChar(1, herz);

  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Temp: 25.3");
  lcd.write(byte(0));        // eigenes Zeichen 0 = Grad
  lcd.print("C");

  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("MAKEROO ");
  lcd.write(byte(1));        // Herz
}

void loop() {}

Mit lcd.createChar(nummer, muster) laedst du das Zeichen in den Speicher (0 bis 7), mit lcd.write(byte(nummer)) gibst du es aus. So baust du dir Batterie-Symbole, Pfeile fuer ein Menue, WLAN-Icons oder Balkenanzeigen. Am schnellsten entwirfst du die Muster mit einem der kostenlosen "LCD Custom Character Generator" im Web – die spucken die fertigen Byte-Arrays aus.

5Laufschrift: Text laenger als 16 Zeichen

Sechzehn Zeichen sind schnell voll. Fuer laengere Meldungen laesst du den Text durchlaufen. Am flexibelsten geht das nicht mit den eingebauten scrollDisplayLeft()-Funktionen (die schieben beide Zeilen zugleich), sondern mit einem eigenen Ausschnitt-Fenster ueber einen langen String – und dank millis() ganz ohne blockierendes delay():

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

String laufText = "MAKEROO - alles fuer deine Maker-Projekte! ";
int fenster = 16;          // sichtbare Breite
int position = 0;
unsigned long letzterSchritt = 0;
const int tempo = 350;     // ms pro Schritt

void setup() {
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Laufschrift:");
}

void loop() {
  if (millis() - letzterSchritt >= tempo) {
    letzterSchritt = millis();

    // Ausschnitt der Laenge 'fenster' ab 'position'
    String ausschnitt = laufText.substring(position, position + fenster);
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print(ausschnitt);

    position++;
    if (position > (int)laufText.length() - fenster) {
      position = 0;        // von vorne
    }
  }
}

Weil die Anzeige ueber millis() statt delay() laeuft, bleibt der Rest deines Programms ansprechbar – du koenntest parallel Sensoren abfragen oder Tasten auswerten. Das Prinzip dahinter erklaert der Guide millis() statt delay().

Troubleshooting