Primal Display: Construa Monitor de Temperatura LCD com Raspberry Pi

Este guia mostra como conectar LCD 16x2 compatível HD44780 a um Raspberry Pi 3 e exibir leituras ao vivo de temperatura e umidade de sensor DHT11. Instruções cobrem seleção de hardware, fiação (modos 4-bit e 8-bit), bibliotecas necessárias, e script Python completo.

História

Introdução

Display LCD é add-on versátil para qualquer projeto Raspberry Pi. Fiação de tela HD44780-compatível diretamente aos pinos GPIO permite apresentar dados de sensores ou mensagens personalizadas sem precisar de adaptadores I2C ou SPI.

Hardware

LCD 16x2 compatível HD44780 (custo <$10)
Raspberry Pi 3 (ou mais novo)
Sensor de temperatura/umidade DHT11
Cartão Micro-SD com Raspbian OS
1–2 Potenciômetros 10 kΩ (contraste/brilho)
Protoboard, jumpers, e fonte 5 V

Usaremos seis pinos GPIO para o LCD; este método direto mantém porta serial do Pi livre e elimina necessidade de drivers I2C.

Fazendo a Fiação

Duas opções de fiação disponíveis:

Modo 4-bit — usa 4 linhas de dados, um potenciômetro para contraste.
Modo 8-bit — usa 8 linhas de dados, dois potenciômetros (contraste e brilho).

No modo 4-bit o byte de comando de 8 bits é dividido em duas metades de 4 bits, então barramento de dados tem metade da largura. Na prática, tempo de processamento interno do LCD mascara qualquer vantagem de velocidade do modo 8-bit, então escolha baseado em pinos disponíveis.

Conexões LCD (Modo 4-bit)

Pino 1 (GND) — Terra
Pino 2 (+5 V) — Alimentação
Pino 3 (Vo) — Cursor do potenciômetro (contraste)
Pino 4 (RS) — GPIO 37
Pino 5 (RW) — Terra (somente escrita)
Pino 6 (EN) — GPIO 35
Pinos 7–10 — não usados
Pino 11 (D4) — GPIO 33
Pino 12 (D5) — GPIO 31
Pino 13 (D6) — GPIO 29
Pino 14 (D7) — GPIO 23
Pino 15 (LED+) — +5 V
Pino 16 (LED−) — Terra

Conexões LCD (Modo 8-bit)

Pino 1 — Terra
Pino 2 — +5 V
Pino 3 — Cursor do potenciômetro (contraste)
Pino 4 — GPIO 37 (RS)
Pino 5 — Terra (RW)
Pino 6 — GPIO 35 (EN)
Pino 7 (D0) — GPIO 40
Pino 8 (D1) — GPIO 38
Pino 9 (D2) — GPIO 36
Pino 10 (D3) — GPIO 32
Pino 11 (D4) — GPIO 33
Pino 12 (D5) — GPIO 31
Pino 13 (D6) — GPIO 29
Pino 14 (D7) — GPIO 23
Pino 15 — +5 V
Pino 16 — Terra

Fiação do Sensor DHT11

O DHT11 usa três pinos: VCC, Data, GND. Conecte VCC a 3,3 V (pino 1); se leituras instáveis, mude para 5 V (pino 2). Ligue pino Data ao GPIO 18 (pino físico 12). Resistor pull-up (4,7 kΩ) recomendado entre VCC e Data.

Bibliotecas Necessárias

Garanta que sistema tem ferramentas de build e headers Python:

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

Instale RPLCD para controle do LCD:

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

Instale biblioteca Adafruit DHT11 do GitHub:

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

Script Python (Modo 8-bit)

Crie temperature.py usando editor preferido (ex.: nano):

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

GPIO.cleanup()

# Configuração LCD – modo 8-bit
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('Falha ao obter dados do sensor')
        continue
    print(f'Temp: {temperature:.1f} C Umidade: {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'Umidade: {int(humidity)} %')
    time.sleep(5)

Torne script executável e execute:

chmod +x temperature.py
./temperature.py

Alternativa Modo 4-bit

Substitua lista pins_data com quatro pinos GPIO (ex.: [33, 31, 29, 23]) e ajuste inicialização do LCD conforme necessário.

Resumo

Seguindo estes passos, você terá display LCD totalmente funcional mostrando temperatura e umidade em tempo real, perfeito para estações meteorológicas, dashboards IoT ou projetos educacionais.