Primal Display: Raspberry Pi LCD-Temperaturmonitor mit DHT11 bauen

Primal Display: Raspberry Pi LCD-Temperaturmonitor mit DHT11 bauen

Diese Anleitung zeigt, wie Sie ein 16x2 HD44780-kompatibles LCD an einen Raspberry Pi 3 anschließen und live Temperatur- und Luftfeuchtigkeitswerte eines DHT11-Sensors anzeigen. Die Anleitung deckt Hardware-Auswahl, Verkabelung (sowohl 4-Bit- als auch 8-Bit-Modus), benötigte Bibliotheken und ein vollständiges Python-Skript ab.

Hintergrund

Einführung

Ein LCD-Display ist eine vielseitige Ergänzung für jedes Raspberry-Pi-Projekt. Durch direktes Verdrahten eines HD44780-kompatiblen Bildschirms an die GPIO-Pins können Sie Sensordaten oder benutzerdefinierte Nachrichten anzeigen, ohne I2C- oder SPI-Adapter zu benötigen.

Hardware

• HD44780-kompatibles 16x2 LCD (Kosten < 10 €)
• Raspberry Pi 3 (oder neuer)
• DHT11 Temperatur-/Luftfeuchtigkeitssensor
• Micro-SD-Karte mit Raspbian OS
• 1–2 Potentiometer à 10 kΩ (Kontrast/Helligkeit)
• Steckplatine, Jumper-Kabel und 5-V-Netzteil

Wir nutzen sechs GPIO-Pins für das LCD; diese direkte Methode hält den seriellen Port des Pi frei und eliminiert die Notwendigkeit von I2C-Treibern.

Verkabelung

Zwei Verkabelungsoptionen stehen zur Verfügung:

• 4-Bit-Modus – nutzt 4 Datenleitungen, ein Potentiometer für Kontrast.
• 8-Bit-Modus – nutzt 8 Datenleitungen, zwei Potentiometer (Kontrast und Helligkeit).

Im 4-Bit-Modus wird das 8-Bit-Befehlsbyte in zwei 4-Bit-Hälften aufgeteilt, sodass der Datenbus halb so breit ist. In der Praxis maskiert die interne Verarbeitungszeit des LCD jeden Geschwindigkeitsvorteil des 8-Bit-Modus, daher wählen Sie basierend auf verfügbaren Pins.

LCD-Pin-Belegung (4-Bit)

• Pin 1 (GND) – Masse
• Pin 2 (+5 V) – Stromversorgung
• Pin 3 (Vo) – Potentiometer-Schleifer (Kontrast)
• Pin 4 (RS) – GPIO 37
• Pin 5 (RW) – Masse (nur Schreiben)
• Pin 6 (EN) – GPIO 35
• Pin 7–10 – ungenutzt
• Pin 11 (D4) – GPIO 33
• Pin 12 (D5) – GPIO 31
• Pin 13 (D6) – GPIO 29
• Pin 14 (D7) – GPIO 23
• Pin 15 (LED+) – +5 V
• Pin 16 (LED−) – Masse

LCD-Pin-Belegung (8-Bit)

• Pin 1 – Masse
• Pin 2 – +5 V
• Pin 3 – Potentiometer-Schleifer (Kontrast)
• Pin 4 – GPIO 37 (RS)
• Pin 5 – Masse (RW)
• Pin 6 – GPIO 35 (EN)
• Pin 7 (D0) – GPIO 40
• Pin 8 (D1) – GPIO 38
• Pin 9 (D2) – GPIO 36
• Pin 10 (D3) – GPIO 32
• Pin 11 (D4) – GPIO 33
• Pin 12 (D5) – GPIO 31
• Pin 13 (D6) – GPIO 29
• Pin 14 (D7) – GPIO 23
• Pin 15 – +5 V
• Pin 16 – Masse

DHT11-Sensor-Verkabelung

Der DHT11 nutzt drei Pins: VCC, Data, GND. VCC an 3,3 V (Pin 1) anschließen; bei instabilen Messwerten auf 5 V (Pin 2) wechseln. Data-Pin an GPIO 18 (physikalischer Pin 12) verdrahten. Ein Pull-Up-Widerstand (4,7 kΩ) zwischen VCC und Data wird empfohlen.

Benötigte Bibliotheken

Stellen Sie sicher, dass Build-Tools und Python-Header vorhanden sind:

sudo apt-get update
sudo apt-get install build-essential python-dev

RPLCD für LCD-Steuerung installieren:

sudo apt-get install python-pip
sudo pip install RPLCD

Adafruit DHT11 Library von GitHub installieren:

sudo apt-get install git
git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_DHT.git
cd Adafruit_Python_DHT
sudo python setup.py install

Python-Skript (8-Bit)

Datei temperature.py mit Ihrem bevorzugten Editor (z. B. nano) erstellen:

#!/usr/bin/env python3
import RPi.GPIO as GPIO
import time
import Adafruit_DHT
from RPLCD import CharLCD

GPIO.cleanup()

# LCD-Konfiguration – 8-Bit-Modus
lcd = CharLCD(
    numbering_mode=GPIO.BOARD,
    cols=16,
    rows=2,
    pin_rs=37,
    pin_e=35,
    pins_data=[40, 38, 36, 32, 33, 31, 29, 23]
)

while True:
    humidity, temperature = Adafruit_DHT.read_retry(11, 18)
    if humidity is None or temperature is None:
        print('Failed to retrieve data from sensor')
        continue
    print(f'Temp: {temperature:.1f} C Humidity: {humidity:.1f} %')
    lcd.clear()
    lcd.cursor_pos = (0, 0)
    lcd.write_string(f'Temp: {int(temperature)} C')
    lcd.cursor_pos = (1, 0)
    lcd.write_string(f'Humidity: {int(humidity)} %')
    time.sleep(5)

Skript ausführbar machen und ausführen:

chmod +x temperature.py
./temperature.py

4-Bit-Modus Alternative

Ersetzen Sie die pins_data-Liste durch vier GPIO-Pins (z. B. [33, 31, 29, 23]) und passen Sie die LCD-Initialisierung entsprechend an.

Zusammenfassung

Mit diesen Schritten haben Sie ein voll funktionsfähiges LCD-Display, das Echtzeit-Temperatur und Luftfeuchtigkeit anzeigt – perfekt für Wetterstationen, IoT-Dashboards oder Bildungsprojekte.

Weiterführende Informationen

Für tiefere Einblicke in LCD-Treiber und erweiterte Konfiguration erkunden Sie das Adafruit DHT Repository und die RPLCD Dokumentation.