【プログラミング自由研究】初心者キットで作る「LCDカウントダウンタイマー」｜数字が減っていくのを目で見る装置

LCDに数字が出るカウントダウンタイマーを作ろう

プログラミングで「数字を画面に表示する」みたいな作例ない? シリアルモニタじゃなくて、実物の画面が欲しいんだ。

じゃあ「LCDカウントダウンタイマー」を作ろう! LCD1602っていうキットに入ってる画面に数字を表示して、ボタンを押すと10秒のカウントダウンが始まるんだ。

今回は、プログラミング自由研究で画面表示にチャレンジしたいお子さんに向けて、初心者キットだけで作れる「LCDカウントダウンタイマー」を紹介します。

ELEGOOのキットに入っているLCD1602 (I2C接続) を使って、数字を表示する装置です。お料理タイマー、勉強の集中タイマー、ゲーム時間制限など、生活で使えるシーンが豊富です。

この記事で作るもの

LCDに残り秒数が表示される
ボタンを押すと10秒からスタート
毎秒数字が1ずつ減る
0になるとブザーが鳴る

使う部品

部品	役割	個数
Arduino UNO R3	頭脳	1
LCD1602 (I2C版)	数字表示	1
タクトスイッチ	スタート	1
パッシブブザー	終了音	1
ブレッドボード	配線	1
ジャンパーワイヤー	つなぐ	10本前後

配線図

        a b c d e
       +─────────+
[+]rail| . . . . . | ← 5V
[-]rail| . . . . . | ← GND
       +─────────+
row 5  | X . . . . | ← SW 片足 (D2)
row 7  | X . . . . | ← SW 反対 ([-])
row 11 | X . . . . | ← ブザー+ (D8)
row 12 | X . . . . | ← ブザー- ([-])
       +─────────+

LCD1602 (I2C版) はSDA/SCLでArduinoに直結:
  GND → GND
  VCC → 5V
  SDA → A4
  SCL → A5

プログラム

LCDを使うには「LiquidCrystal_I2C」というライブラリが必要です。Arduino IDEのライブラリマネージャからインストールしてください。

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

#define BTN_PIN 2
#define BUZZER 8

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
int countdown = 0;
bool running = false;
unsigned long lastTick = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(BTN_PIN, INPUT_PULLUP);
  pinMode(BUZZER, OUTPUT);
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Push to start");
}

void loop() {
  if (!running && digitalRead(BTN_PIN) == LOW) {
    countdown = 10;
    running = true;
    lastTick = millis();
    lcd.clear();
    showCount();
    delay(300);
  }

  if (running && millis() - lastTick >= 1000) {
    countdown--;
    showCount();
    lastTick = millis();

    if (countdown <= 0) {
      running = false;
      tone(BUZZER, 1500, 1000);
      lcd.clear();
      lcd.setCursor(0, 0);
      lcd.print("Time up!");
    }
  }
}

void showCount() {
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("Count: ");
  lcd.print(countdown);
  Serial.println(countdown);
}

プログラムの動き

flowchart TD A[起動] --> B["LCD
Push to start"] B --> C{"ボタン
押された?"} C -->|Yes| D[10からスタート] C -->|No| B D --> E[1秒待つ] E --> F[数字-1] F --> G{0以下?} G -->|No| H[LCD更新] H --> E G -->|Yes| I["Time up!
ブザー"]