Aliexpressで買った格安LCDとArduinoNANO互換を試す

積みボード消化中です

・１年ほど前に買ったAliexpressで買った格安LCDとArduinoNANOの動作確認を行いました。
・Aruduinoは書き込み失敗が続き、①ドライバや②IDEバージョン、③ブートローダを変更しました。
・最終的に①と③を変更することで、書き込めるようになりました。
・以下、備忘録として残します。

250925 追記

・ch340ですが、PC起動のたびに勝手に最新にアップデートされてしまい、再度3.14をダウングレードしないと書き込めないことがわかりました。かなり面倒です。
・MicrochipStdioでHEXを書き込む運用にするか、正規版を買ったほうが良さそうです
・I2Cモジュールなし(HD44780直接操作)も動作できました。最後に記載しています。

Aliexpressで購入したNANO互換品とLCD

液晶とNANOを合わせても３００円くらいで購入しました。

液晶はIC：HD44780 　I/Oエキスパンダ：PCF8574T

・定番の液晶モジュールのHD44780を、I/Oエキスパンダで制御する構成です。
・I2Cでマイコンとやり取りして、さすが線２本で通信できるのはお手頃でいいです。
・２本のバス(SDA,SCL)はプルアップ抵抗が必要です。速度にもよりますが10Kで問題なし。

・以下にモジュールの詳しいデータシートがありました。
https://mm.digikey.com/Volume0/opasdata/d220001/medias/docus/5773/CN0295D%20DATASHEET.pdf
・ドライバIDは「0x27」でした。上記リンク記載のサンプルコードをそのまま使いました。

#include <LiquidCrystal.h>

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
/**********************************************************/
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);  // set the LCD address to 0x27 for a 16 chars and 2 line display
/*********************************************************/
void setup() {
  lcd.init();       //initialize the lcd
  lcd.backlight();  //open the backlight
}
/*********************************************************/
void loop() {
  lcd.setCursor(2, 0);         // set the cursor to column 3, line 0
  lcd.print("YAKUN DEBUGS");     // Print a message to the LCD
  lcd.setCursor(2, 1);         // set the cursor to column 2, line 1
  lcd.print("Hello! WORLD!");  // Print a message to the LCD.
}
/************************************************************/

・ライブラリ(wire.h)にI2Cのポート設定が入っています。
・そのためA4をSDA,A5をSCLに接続する必要があります。

・使い方は、以下のノートもわかりやすくまとめておられます。
https://note.com/imashroom/n/n85011afb6f26

書き込み失敗が続く

・書き込もうとすると、シリアルポートが認識されていないとエラーが出ました。
・CH340のドライバは入れており、認識しています
・CH340の最新バージョンだと、互換NANOには認識されないようです。
・同じ症状について、以下のサイトに詳しく記載がありました
https://www.ja2ptq.jp/maintenance/2024/08/arduino14arduino_nano.html
・CH340のV3.14は以下からダウンロードできます
https://learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-install-ch340-drivers/all

CH340のデバイスドライバのダウングレードをしても変わらず...

・3.14(2017年)を入れ直しても、自分の環境では書きこめませんでした。。。
・しかしエラー文言は変わり、シリアルは認識されました。
・今度はマイコン(ATMEGA328P)と通信できないようです

IDEを変えてみる

・続いて最新の2.3.xのIDEをLEGACYの1.8.xに変更しました
・公式ホームページからLegacy IDE (1.8.x)を選択し、zipを落とします。
・任意のフォルダに環境を設定します。

・しかし、結局同じエラーで書き込めませんでした。

BOOTLOADER を変更する

・次にブートを書き換えてみました
・ブートは先ほどダウンロード1.8.xのフォルダの「optiboot/optiboot_atmega328.hex」を使います。

・AVRISP mkⅡをNANOと接続します。
・コネクタは逆でもささるので、向きに注意必要です。
・MicrochipStdioをインストールします。

Microchip Studio を使う

・Tools⇒Device programmingを選択します。

・interface settingsを選択します
・Interface「ISP」にて「apply」を押すと、デバイスが認識されれば、デバイス識別や電源電圧が表示されます。

・memoriesタブにて、「optiboot_atmega328.hex」を選択して書き込みます。

・Fusesでレジスターを確認します。
・EXTENDEDが「0xFD」HIGHが「0xDA」LOWが「0xFF」になっていたらOK。

長い道のりだった...

・BOOTを変更することで、正常に書き込むことができました。
・以下は詳細ログを出しています。

まとめ

・Aliexpressで買った格安LCDとArduinoNANOの動作確認を行いました。
・案の定書き込み失敗が続き、以下を実施しました。

1. CH340ドライバのダウングレード(3.14に戻す)

2. IDEバージョンの変更(少し古い1.8.xに戻す)

3. ブートローダの変更(optiboot_atmega328.hexを使用)

・2番は不要かもしれませんが、１と３は必要だと思います。
・Aliexpressの安い互換品は、安いだけの理由があります。
・回り道することで、色々知識は増えてくるので、そこが電子工作の面白みの一つかなとも思いました。

250925 追記

HD44780を直接操作することもできました。ピンアサインは以下の通りにしています。

ピンアサイン

LCD 機能 Nano（ピン名）
1 VSS GND
2 VDD 5V
3 VO 20kΩトリマ中央(0.6Vくらい)
4 RS D12
5 RW GND（固定）
6 E D11
11 D4 D5
12 D5 D4
13 D6 D3
14 D7 D2
15 A(LED+) 5V（100Ω制限）
16 K(LED−) GND

サンプルコード

・用意されているLiquidCrystal lcd関数を使うだけです。

#include <LiquidCrystal.h>

// LiquidCrystal(rs, enable, d4, d5, d6, d7)
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

void setup() {
  lcd.begin(16, 2);           // 16x2
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Yakun Debug");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("HELLO WORLD!");
}

void loop() {
  // 何もしない（表示維持）
}

以上