Arduino UNOで作るLCDアニメーション＆ゲーム入門

必要な部品

部品	数量
Arduino UNO	1
アルファベット数字LCD 16×2文字	1

使用ソフトウェア

• Arduino IDE

プロジェクト概要

Arduinoと16×2キャラクタLCDを使ったアニメーションの基礎から、簡単なゲーム制作までをステップバイステップで解説します。他のサイズのLCDにも応用可能です。

Step 1: LCDの配線

電源・コントラスト・制御ピン（まずはここだけ接続）

LCDピン	機能	接続先
1	VSS (GND)	ブレッドボードのマイナスレール（Arduino GNDもこちら）
2	VDD (VCC)	ブレッドボードのプラスレール（Arduino 5Vもこちら）
3	VO (コントラスト)	ポテンショメータのワイパー（両端をプラス/マイナスレールへ）
4	RS (レジスタ選択)	Arduino D12
5	R/W (読/書)	マイナスレール（GND固定＝書き込み専用）
6	E (イネーブル)	Arduino D11
15	A (バックライトアノード)	プラスレール（220Ω抵抗経由）
16	K (バックライトカソード)	マイナスレール

この状態で電源を入れ、下段（2行目）が光ればLCD自体は正常です。光らない場合ははんだ付け・配線を見直し、それでもダメならLCD不良の可能性があります。

データピン（4ビットモード）

LCDピン	機能	接続先
11	D4	Arduino D4
12	D5	Arduino D5
13	D6	Arduino D6
14	D7	Arduino D7

動作確認スケッチ

#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(12, 11, 4, 5, 6, 7); // rs, e, d4, d5, d6, d7

void setup() {
  lcd.begin(16, 2);
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Working");
}

void loop() {}

「Working」と表示されれば配線成功です。文字化けや無表示の場合はコントラスト調整、データピンのはんだブリッジ、ピン番号の一致を確認してください。

Step 2: コード解説

LiquidCrystal lcd(12, 11, 4, 5, 6, 7);

LCDオブジェクトを生成。引数は (RS, E, D4, D5, D6, D7) の順。

lcd.begin(16, 2);

16桁×2行のLCDとして初期化。他サイズの場合は数値を変更。

lcd.setCursor(0, 1);

カーソル位置を設定（列0、行1＝2行目）。C++は0始まり。

lcd.print("Welcome");

カーソル位置に文字列を出力。

Step 3: スクロールテキスト

広告看板のように右から左へ文字を流すアニメーション。

void setup() {
  lcd.begin(16, 2);
}

void loop() {
  int n = 15;
  char message[] = "scrolling text!";
  char* ptr = message;
  while (n != -14) {
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(n, 1);
    if (n < 0) ptr++;
    lcd.print(ptr);
    n--;
    delay(250);
  }
}

ポインタ操作で文字列の表示開始位置をずらし、スクロールを実現。delay(250)で速度調整可能。

Step 4: カスタムキャラクタ（自作文字）

8×5ドットのパターンを定義して独自の絵文字を作成。

byte dino[] = {
  B01110,
  B01110,
  B01100,
  B01111,
  B11101,
  B01010,
  B01010,
  B01010
};

作成支援ツール：LCD Character Creator

表示方法

void setup() {
  lcd.createChar(0, dino); // スロット0に登録
  lcd.begin(16, 2);
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.write(byte(0));      // 登録済みキャラクタを出力
}

lcd.print()では出力できず、lcd.write(byte(スロット番号))を使用します。

Step 5: 矢印アニメーション（シューティング）

3つのカスタムキャラクタ（矢尻・矢身・矢尻）を組み合わせて矢を飛ばすアニメーション。

byte arrowhead[] = { B00001, B00011, B00111, B01111, B00111, B00011, B00001, B00000 };
byte arrowbody[] = { B00000, B00000, B00000, B11111, B11111, B00000, B00000, B00000 };
byte arrowtail[] = { B00011, B00111, B11111, B11111, B11111, B00111, B00011, B00000 };

void setup() {
  lcd.createChar(0, arrowhead);
  lcd.createChar(1, arrowbody);
  lcd.createChar(2, arrowtail);
  lcd.begin(16, 2);
}

void loop() {
  int n = 15;
  while (n != -1) {
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.write(byte(0));
    lcd.write(byte(1));
    lcd.write(byte(2));
    n--;
    delay(50);
  }
}

残像で矢が長く見えることがありますが仕様です。

Step 6: LCDゲーム「矢よけ」

ゲームルール

• プレイヤー（人型キャラ）は通常2行目（行1）に待機
• 右から矢が飛んでくる
• ボタン押下で1行目（行0）へジャンプ回避
• ボタン離すと2行目へ戻る
• 矢に当たるとゲームオーバー、スコア表示

キーポイント：割り込みと乱数

attachInterrupt(0, buttonin, CHANGE); // D2ピンの変化で割り込み
randomSeed(analogRead(A0));           // A0未接続のノイズをシードに真の乱数生成

割り込みにより、メインループのどこにいてもボタン入力を即座に検知。CHANGEはHIGH↔LOW両エッジで発火。

完全なゲームコード

元記事の「Code」セクションに全文掲載。主要構成：

• キャラクタ定義（矢3種＋人型）
• setup()で割り込み登録・乱数シード設定
• loop()で矢を右から左へ移動、衝突判定、スコア更新
• drawman()でプレイヤー描画（行切替）
• buttonin()割り込みハンドラで行切替
• stopgame()でゲームオーバー処理

回路図

発展のヒント

• ボタンを複数にして上下移動や攻撃アクションを追加
• 複数行LCD（20×4等）でより複雑なゲームを実装
• サウンド用ブザーを追加して効果音をつける
• ハイスコアをEEPROMに保存