Co jsou displeje Nextion a jak s nimi pracovat?

Pro realizaci jakýchkoli projektů, ať už jde o inteligentní dům, průmyslovou automatizaci, zařízení pro výstup počítačových systémů nebo jednoduché hodiny, budete potřebovat výstupní zařízení. Jednoduchou možností jsou sedmisegmentové LED indikátory. Ale taková implementace by byla nevhodná pro použití.

Již jsme publikovali článek o displejích pro arduino a další mikrokontroléry, ale také mají nevýhodu - jsou vhodné pro textová data nebo minimální grafiku. Aby byl systém moderní a pohodlný, musíte použít plnohodnotné LCD displeje. V tomto článku si povíme o displejích Nextion, o čem to je, jak a proč je lze použít.

Co je Nextion

Výrobce umísťuje dotykové displeje Nextion jako rozhraní HMI - rozhraní člověk-stroj, což v ruštině zní jako „rozhraní člověk-stroj“. Toto je jméno jakéhokoli zařízení, pomocí kterého dochází k interakcím člověk-stroj: sledování parametrů, ovládání pohonů, zadávání dat atd.

V praxi se nejedná pouze o displej, ale o zařízení s 32bitovým mikrokontrolérem ARM na palubě, které „může“ nejen zobrazovat data, ale také vše, co by mikrokontrolér měl „být schopen“. Přítomnost výkonného mikrokontroléru zahrnuje použití některého portu pro připojení k němu - na deskách řady Enchanced je GPIO s 8 piny, s polovinou z nich (od 4 do 7) podpora PWM.

Existuje API pro vytváření softwaru Nextion (ačkoli to ITEAD nazývá IDE, v první aproximaci není velký rozdíl). Jednoduše řečeno, dostanete slovní hříčku, ale je to pravda: pro tyto displeje existuje program pro vytváření programů bez znalosti programování.

Zařízení lze spárovat s populárními vývojovými platformami Arduino, Raspberry Pi, Raspberry Pi A +, B +, stejně jako Raspberry Pi 2/3, nebyla podpora Rpi Zero oznámena, ale s největší pravděpodobností je možné zajistit interakci prostřednictvím sériového rozhraní.

Jsou navrženy a vyrobeny společností ITEAD, je známá pro jiný produkt - SonOff Wi-Fi relé pro inteligentní domácnost, což je požadavek a úspěch jak mezi laiky, tak mezi nadšenci.

ITEAD studio se nachází v Shenzhen v Číně. Podle informací z oficiálních webových stránek spočívá ideologie společnosti v tom, že lidem dává prostředky k vývoji a konstrukci, aby „usnadnila inovace“.

V následujícím videu autor jasně vysvětlil výhodu Nextion oproti štítům s displeji pro Arduino:

Jaké jsou modely a jejich specifikace

Rozsah zobrazení Nextion je rozdělen do dvou skupin:

• Základní - základní a jednoduché modely;

• Vylepšené jsou pokročilé modely s několika doplňky.

Následující tabulka shrnuje současné BASIC modely.

Následující tabulka shrnuje současné rozšířené modely.

Jak vidíte, všechny modely mají displej s 65k barvami, na desce je jádro s architekturou ARM 7, s FLASH, RAM pamětí.

Hlavní rozdíly mezi Basic a Enhanced jsou ty, které mají na palubě:

• RTC - hodiny reálného času (čip hodin reálného času);

• EEPROM - energeticky nezávislá paměť;

• Sestava má 1 displej s kapacitním senzorem;

• Velké množství paměti FLASH a RAM;

• K dispozici je 8 pinů GPIO;

• Mikrokontrolér s vyšší provozní frekvencí.

Rozdíly se projevují v oficiálním anglickém videu:

Zařízení

Vzhledem k tomu, že zařízení každého modelu je zbytečné, existují pro to „datové listy“, ale pro přehlednost budeme analyzovat plnění Nextion pomocí příkladu vylepšeného modelu NX4832K035.

 

Pojďme analyzovat prvky desky:

• Srdcem desky je GD32F103, mikrokontrolér ARM CORTEX-M3 je analog se stejným označením SMT32, konkrétně ST32F103.

• PCF8563 je hodinový čip v reálném čase od NXP. V pravém horním rohu je slot baterie CR1220, ze kterého jsou napájeny bez externího zdroje.

• AT24C08BN je 1024 kb elektricky vymazatelný energeticky nezávislý paměťový čip EEPROM. Poslední dvě pozice „komunikují“ s mikrokontrolérem přes I2C.

• LR6209 je lineární regulátor s nízkým poklesem (LDO), jeho parametry jsou 3,3 V a 250 mA, pulzní převodníky lze použít v jiných zobrazovacích modelech.

• W25Q256FV - 32 MB flash paměti od společnosti Winbond.

• XPT2046 - řadič dotykové obrazovky.

• Slot pro kartu SD je potřebný pro firmware (nahrajte soubory s příponou * .TFT do kořenového adresáře karty). Karta musí být naformátována na fat32, mít velikost nejvýše 32 Gb. Na kartě by měl být pouze jeden soubor s firmwarem.

• Konektor GPIO pro smyčku s krokem 1 mm, hřebeny 2,54 mm.

Rozšiřující karta je připojena ke konektoru GPIO pomocí kabelu (je součástí dodávky, ale uveďte při objednávce, v případě změny balíčku). Rozšiřující deska má tlačítka, piezo emitor (tzv. Bzučák) a LED.

 

 

Modely BASIC používají ke komunikaci s prostředím sériový port, zatímco modely s GPIO mohou komunikovat přímo skrze něj. Což umožňuje používat zařízení samostatně, bez dalších modulů. Obrázek níže ukazuje označení zobrazovacích prvků bez GPIO, ve skutečnosti je vše stejné.

Schémata, spojení, komunikace

Pro připojení napájení k displeji Nextion je k dispozici speciální adaptér pro micro USB.

S ním můžete například napájet modul, například pro spuštění demo režimu nebo se připojit ze samostatného zdroje napájení, nezávisle na zařízení připojeném přes sériový port.

Na desce displeje jsou čtyři kolíkové konektory a ze zástrčky pro připojení k němu vycházejí 4 dráty:

• Červená - „+“ síla;

• Modrý - TX (výstup sériového rozhraní);

• Žlutá - RX (vstup sériového rozhraní);

• Černá - GND neboli „-“ síla.

Sériový port se připojuje k počítači, mikrokontrolérům a dalším věcem jako obvykle - rx na tx a tx na rx. Níže je uveden příklad schématu připojení displeje na Raspberry Pi přes sériový port.

Připojení k Arduino se neliší.

Ke komunikaci s počítačem nebo zobrazovacím firmwarem můžete použít adaptér USB-UART, například ten, který je uveden níže. Mějte na paměti, že karty ARDUINO můžete použít také k zamýšlenému účelu, ale jako převodník USB-UART pro připojení různých zařízení k počítači a jejich firmwaru.

Editor Nextion

Jak již bylo zmíněno, existuje speciální software pro práci s displeji - Nextion Editor. Můžete si ji stáhnout z oficiálních stránek.

Po instalaci a zařazení se zobrazí následující:

Chcete-li začít pracovat, musíte kliknout na tlačítko „nový“, určit, kam se má nový dokument uložit, a vybrat model zobrazení.

Čísla na obrázku označují:

1. Oblast nástroje (text, čísla, tlačítka, vstupní pole, posuvníky atd.).

2. Oblast, kde se zobrazují stažená písma a obrázky.

3. Okno pro výstup výsledků kompilace.

4. Okno pro zobrazení kódu prvků a událostí (na obrázku níže na příkladu posuvníku).

5. Zobrazení atributů prvků.

6. Seznam stránek (stránka je skupina položek, které se zobrazují na displeji.)

7. Oblast zobrazení obrazovky.

8. Zahájení kompilace kódu.

9. Stáhnout na displej UART

Chcete-li najít soubor pro firmware pomocí karty micro SD, musíte kliknout na složku Vytvořit otevřenou složku, otevře se složka s nimi. Věnujte pozornost adrese. Soubor .TFT bude pojmenován stejným způsobem jako soubor projektu HMI.

Program má schopnost simulovat ověření činnosti projektu s podporou připojení externího kontroléru, se kterým bude pracovat. To znamená, že pro návrh a rozhraní s externími řadiči nemusíte ani kupovat displej - můžete vyzkoušet zdarma, zda je toto zařízení vhodné pro vaše úkoly.

Příklady použití

Zvažte malý výběr projektů, ve kterých je toto zobrazení užitečné! Vynikajícím příkladem použití bude automatizace inteligentního domu s teplotou, vlhkostí, čidly úniku a výkonnými relé. Zde funguje zobrazení Nextion s Arduino.

Jednoduché hodiny s budíkem:

Projekt meteorologické stanice, která pracuje přes Wi-fi pomocí ESP32:

Mobilní telefon z displeje a Arduino:

Jednoduché a komplexní školení NEXTION Display

Celkem 76 lekcí v celkové délce 25 hodin. Kurz zahrnuje velmi širokou škálu problémů: propojení displeje, blikání, vytváření projektů, nastavení provozních režimů, grafický návrh projektů a správa externích zařízení přímo z displeje nebo pomocí pomocného mikrokontroléru.

Zvláštní důraz je kladen na studium provozních režimů, příkazy pro zaznamenávání skriptů a vytváření projektů grafického designu. Výhodou kurzu je velmi podrobná analýza všech funkcí displejů Nextion. Kurz bude obzvláště zajímavý pro fanoušky Arduina.

Závěr

Jak vidíte, displeje Nextion nejsou jen výstupní zařízení, ale kompletní funkční zařízení. Při propojení s jakýmkoli mikrokontrolérem používajícím sériový port je možné realizovat projekty amatérských i zcela průmyslových aplikací. Moucha v masti je jejich relativně vysoká cena - nejlevnější verze linky BASIC stojí 16,4 $ a nejdražší VYŠŠÍ 88-108 $. Ačkoli, v závislosti na tom, co porovnat, jsou ovládací panely od výrobců průmyslového vybavení řádově a poněkud dražší.