Čo sú displeje Nextion a ako s nimi pracovať?

Na realizáciu akýchkoľvek projektov, či už ide o inteligentný dom, priemyselnú automatizáciu, zariadenie na výstup počítačových systémov alebo jednoduché hodiny, budete potrebovať výstupné zariadenie. Jednoduchou možnosťou sú sedemsegmentové LED indikátory. Takáto implementácia by však bola nevhodná na použitie.

Už sme publikovali článok o displejoch pre arduino a ďalšie mikrokontroléry, ale majú aj nevýhodu - sú vhodné pre textové dáta alebo minimálnu grafiku. Aby bol systém moderný a pohodlný, musíte používať plnohodnotné LCD displeje. V tomto článku budeme hovoriť o displejoch Nextion, o čom to je, ako a prečo ich možno použiť.

Čo je Nextion

Výrobca umiestňuje dotykové displeje Nextion ako rozhranie HMI - rozhranie človek-stroj, ktoré v ruštine znie ako „rozhranie človek-stroj“. Toto je názov akéhokoľvek zariadenia, pomocou ktorého dochádza k interakciám človek-stroj: monitorovanie parametrov, riadenie pohonov, zadávanie údajov atď.

V praxi nejde iba o displej, ale o zariadenie s 32-bitovým mikroprocesorom ARM na palube, ktorý „dokáže“ nielen zobrazovať údaje, ale aj všetko, čo by mikrokontrolér mal „byť schopný“. Prítomnosť výkonného mikrokontroléra zahŕňa použitie nejakého portu na pripojenie k nemu - na doskách série Enchanced je GPIO s 8 pinmi, s polovicou z nich (od 4 do 7) podpora PWM.

Existuje API na vytváranie softvéru Nextion (hoci ITEAD ho nazýva IDE, v prvej aproximácii nie je veľký rozdiel). Jednoducho povedané, dostanete slovnú hračku, ale skutočne je to: pre tieto displeje existuje program na vytváranie programov bez znalosti programovania.

Zariadenia môžu byť spárované s populárnymi vývojovými platformami Arduino, Raspberry Pi, Raspberry Pi A +, B +, ako aj Raspberry Pi 2/3, nebola podpora Rpi Zero oznámená, ale pravdepodobne je možné zabezpečiť interakciu prostredníctvom sériového rozhrania.

Sú navrhnuté a vyrobené spoločnosťou ITEAD, je známe pre iný produkt - SonOff Wi-Fi relé pre inteligentnú domácnosť, čo je dopyt a úspech tak medzi laikmi, ako aj medzi nadšencami.

Štúdio ITEAD sa nachádza v meste Shenzhen v Číne. Podľa informácií z oficiálnych webových stránok ideológia spoločnosti spočíva v tom, že ľuďom poskytuje prostriedky na vývoj a konštrukciu s cieľom „uľahčiť inováciu“.

V nasledujúcom videu autor jasne vysvetlil výhodu Nextion oproti štítom so zobrazením pre Arduino:

Aké sú modely a ich špecifikácie

Rozsah obrazoviek Nextion je rozdelený do dvoch skupín:

• Základné - základné a jednoduché modely;

• Vylepšené sú pokročilé modely s niekoľkými doplnkami.

V nasledujúcej tabuľke sú zhrnuté súčasné modely BASIC.

V nasledujúcej tabuľke sú zhrnuté súčasné vylepšené modely.

Ako vidíte, všetky modely majú displej s farbami 65 000, na palube je jadro s architektúrou ARM 7, s pamäťou FLASH a RAM.

Hlavné rozdiely medzi Basic a Enhanced sú tie, ktoré majú na palube:

• RTC - Hodiny v reálnom čase (hodinový čip v reálnom čase);

• EEPROM - energeticky nezávislá pamäť;

• Zostava má 1 displej s kapacitným snímačom;

• Veľké množstvo pamäte FLASH a RAM;

• K dispozícii je 8 pinov GPIO;

• Mikrokontrolér s vyššou prevádzkovou frekvenciou.

Rozdiely sa odrážajú v oficiálnom anglickom videu:

zariadenie

Vzhľadom na to, že zariadenie každého modelu je zbytočné, existujú „datasheety“ na tento účel, ale kvôli prehľadnosti budeme analyzovať plnenie Nextion pomocou príkladu vylepšeného modelu NX4832K035.

 

Poďme analyzovať prvky rady:

• Srdcom dosky je GD32F103, mikrokontrolér ARM CORTEX-M3 je analóg s rovnakým označením SMT32, konkrétne ST32F103.

• PCF8563 je hodinový čip v reálnom čase od NXP. V pravom hornom rohu je otvor na batériu CR1220, z ktorého sú napájané bez externého zdroja.

• AT24C08BN je 1024 kb elektricky vymazateľný energeticky nezávislý pamäťový čip EEPROM. Posledné dve polohy „komunikujú“ s mikrokontrolérom cez I2C.

• LR6209 je lineárny regulátor s nízkym poklesom (LDO), jeho parametre sú 3,3 V a 250 mA, iné modely displeja môžu používať pulzné prevodníky.

• W25Q256FV - 32 MB flash pamäte od spoločnosti Winbond.

• XPT2046 - radič dotykovej obrazovky.

• Slot na kartu SD je potrebný pre firmvér (odovzdajte súbory s príponou * .TFT do koreňového adresára karty). Karta musí byť naformátovaná na formát tuku32, nesmie mať veľkosť väčšiu ako 32 Gb. Na karte by mal byť iba jeden súbor s firmvérom.

• Konektor GPIO pre slučku s krokom 1 mm, hrebene 2,54 mm.

Rozširovacia karta je pripojená ku konektoru GPIO pomocou kábla (dodáva sa, ale špecifikujte pri objednávaní, v prípade výmeny balenia). Rozširujúca doska má tlačidlá, piezo emitor (tzv. Bzučiak) a LED.

 

 

Modely BASIC používajú na komunikáciu s prostredím sériový port, zatiaľ čo modely s GPIO môžu komunikovať priamo cez toto rozhranie. Vďaka tomu je možné zariadenie používať samostatne, bez ďalších modulov. Obrázok nižšie zobrazuje označenie zobrazovacích prvkov bez GPIO, v skutočnosti je všetko rovnaké.

Schémy, spojenie, komunikácia

Na pripojenie displeja Nextion je k dispozícii špeciálny adaptér pre micro USB.

Pomocou neho môžete napájať modul napríklad na spustenie demonštračného režimu alebo na pripojenie zo samostatného zdroja napájania, nezávisle od zariadenia pripojeného cez sériový port.

Na doske displeja sú štyri kolíkové konektory a zo zástrčky vychádzajú 4 vodiče, aby sa k nej pripojili:

• Červená - „+“ sila;

• Modrý - TX (výstup sériového rozhrania);

• Žltá - RX (vstup sériového rozhrania);

• Čierna - GND známa ako sila „-“.

Sériový port sa pripája k počítaču, mikrokontrolérom a ďalším veciam ako obvykle - rx do tx a tx do rx. Nižšie je uvedený príklad schémy pripojenia displeja na Raspberry Pi cez sériový port.

Pripojenie k Arduino sa nijako nelíši.

Na komunikáciu s počítačom alebo firmvérom displeja môžete použiť adaptér USB-UART, ako je uvedený nižšie. Pamätajte, že karty ARDUINO môžete používať aj na určený účel, ale ako prevodník USB-UART na pripojenie rôznych zariadení k počítaču a ich firmvéru.

Editor Nextion

Ako už bolo spomenuté, pre prácu s displejmi existuje špeciálny softvér - Nextion Editor. Môžete si ho stiahnuť z oficiálnych stránok.

Po inštalácii a zahrnutí sa zobrazí nasledujúce:

Ak chcete začať pracovať, musíte kliknúť na tlačidlo „nový“, určiť, kam sa má nový dokument uložiť a vybrať model zobrazenia.

Čísla na obrázku označujú:

1. Oblasť nástroja (text, čísla, tlačidlá, vstupné polia, posuvníky atď.).

2. Oblasť, kde sa zobrazujú stiahnuté písma a obrázky.

3. Okno na výstup výsledkov kompilácie.

4. Okno na zobrazenie kódu prvkov a udalostí (na obrázku nižšie na príklade posúvača).

5. Zobrazenie atribútov prvkov.

6. Zoznam stránok (stránka je skupina položiek, ktoré sa zobrazujú na displeji.)

7. Oblasť zobrazenia obrazovky.

8. Spustenie kompilácie kódu.

9. Stiahnite si na displej UART

Ak chcete nájsť súbor s firmvérom pomocou karty micro SD, musíte kliknúť na položku Vytvoriť otvorenú zložku, otvorí sa zložka s nimi. Venujte pozornosť adrese. Súbor .TFT bude pomenovaný rovnakým spôsobom ako súbor projektu HMI.

Program má schopnosť simulovať overenie fungovania projektu s podporou pripojenia externého kontroléra, s ktorým bude pracovať. To znamená, že na navrhovanie a spárovanie s externými ovládačmi nemusíte kupovať displej - môžete vyskúšať zadarmo, či je toto zariadenie vhodné pre vaše úlohy.

Príklady použitia

Zvážte malý výber projektov, v ktorých je toto zobrazenie užitočné! Vynikajúcim príkladom použitia bude automatizácia inteligentného domu s teplotami, vlhkosťou, senzormi úniku a výkonnými relé. Tu funguje displej Nextion s Arduino.

Jednoduché hodiny s budíkom:

Projekt meteorologickej stanice, ktorá pracuje cez Wi-Fi pomocou ESP32:

Mobilný telefón z displeja a Arduino:

Jednoduché a komplexné školenie NEXTION Display

Celkom 76 hodín s celkovým trvaním 25 hodín. Kurz pokrýva veľmi široké spektrum problémov: pripojenie displeja, blikanie, vytváranie projektov, nastavovanie prevádzkových režimov, grafický dizajn projektov a správa externých zariadení priamo z displeja alebo pomocou pomocného mikrokontroléra.

Zvláštny dôraz sa kladie na štúdium prevádzkových režimov, príkazov na zaznamenávanie skriptov a vytváranie grafických návrhov projektov. Výhodou kurzu je veľmi podrobná analýza všetkých funkcií displejov Nextion. Kurz bude obzvlášť zaujímavý pre fanúšikov Arduina.

záver

Ako vidíte, displeje Nextion nie sú iba výstupným zariadením, ale úplným funkčným zariadením. Pri prepojení s akýmkoľvek mikropočítačom využívajúcim sériový port je možné realizovať projekty amatérskych aj úplne priemyselných aplikácií. Muchy v masti sú ich relatívne vysoké náklady - najlacnejšia verzia linky BASIC stojí 16,4 dolárov a najdrahšia 88 ROZŠÍRENÁ 88-108 dolárov. Aj keď v závislosti od toho, čo treba porovnávať, sú panely operátorov od výrobcov priemyselného vybavenia rádovo o niečo vyššie a o niečo drahšie.