Que sont les écrans Nextion et comment les utiliser?

Pour la mise en œuvre de tout projet, qu'il s'agisse d'une maison intelligente, de l'automatisation industrielle, d'un appareil de sortie de systèmes informatiques ou d'une simple horloge, vous aurez besoin d'un appareil de sortie. Une option simple est les indicateurs LED à sept segments. Mais une telle mise en œuvre serait peu pratique à utiliser.

Nous avons déjà publié article sur les écrans pour arduino et autres microcontrôleurs, mais ils ont aussi un inconvénient - ils conviennent aux données de texte ou aux graphiques minimaux. Pour rendre le système moderne et pratique, vous devez utiliser des écrans LCD à part entière. Dans cet article, nous parlerons des écrans Nextion, de quoi il s'agit, comment et pourquoi ils peuvent être utilisés.

Qu'est-ce que Nextion

Le fabricant positionne les écrans tactiles Nextion comme HMI - Interface homme-machine, ce qui en russe ressemble à une "interface homme-machine". C'est le nom de tout appareil à l'aide duquel interviennent des interactions homme-machine: surveillance des paramètres, contrôle des actionneurs, saisie des données, etc.

En pratique, il ne s'agit pas seulement d'un écran, mais d'un appareil avec un microcontrôleur ARM 32 bits embarqué, qui «peut» non seulement afficher les données, mais aussi tout ce que le microcontrôleur devrait «pouvoir». La présence d'un puissant microcontrôleur implique l'utilisation d'un port pour s'y connecter - sur les cartes de la série Enchanced il y a un GPIO à 8 broches, avec la moitié d'entre elles (de 4 à 7) soutien PWM.

Il existe une API pour créer le logiciel Nextion (bien que ITEAD l'appelle un IDE, il n'y a pas beaucoup de différence dans la première approximation). En termes simples, vous obtenez un jeu de mots, mais c'est vraiment le cas: pour ces écrans, il existe un programme pour créer des programmes sans connaissances en programmation.

Les appareils peuvent être associés à des plates-formes de développement populaires Arduino, Raspberry Pi, Raspberry Pi A +, B +, ainsi que Raspberry Pi 2/3, la prise en charge de Rpi Zero n'a pas été annoncée, mais il est très probable qu'il soit possible d'organiser l'interaction via une interface série.

Ils sont conçus et fabriqués par ITEAD, il est connu pour un autre produit - Relais Wi-Fi SonOff pour Smart Home, qui est en demande et en succès tant chez le profane que chez les passionnés.

Le studio ITEAD est situé à Shenzhen en Chine. Selon les informations du site officiel, l'idéologie de l'entreprise consiste à donner aux gens les moyens de se développer et de construire afin de «faciliter l'innovation».

Dans la vidéo suivante, l'auteur a clairement expliqué l'avantage de Nextion sur les écrans avec écrans pour Arduino:

Quels sont les modèles et leurs spécifications

La gamme d'écrans Nextion est divisée en deux groupes:

• Basic - modèles basiques et simples;

• Amélioré sont des modèles avancés avec quelques ajouts.

Le tableau ci-dessous résume les modèles BASIC actuels.

Le tableau ci-dessous résume les modèles ENHANCED actuels.

Comme vous pouvez le voir, tous les modèles ont un écran avec 65k couleurs, à bord il y a un noyau avec une architecture ARM 7, avec FLASH, RAM-mémoire.

Les principales différences entre Basic et Enhanced sont que ces derniers ont à bord:

• RTC - Horloge en temps réel (puce d'horloge en temps réel);

• EEPROM - mémoire non volatile;

• La gamme comprend 1 écran avec un capteur capacitif;

• Une grande quantité de mémoire FLASH et RAM;

• Il y a 8 broches GPIO;

• Microcontrôleur avec une fréquence de fonctionnement plus élevée.

Les différences se reflètent dans la vidéo officielle en anglais:

Périphérique

Étant donné que le périphérique de chaque modèle est inutile, il existe des "fiches techniques" pour cela, mais pour plus de clarté, nous analyserons le remplissage Nextion en utilisant l'exemple du modèle amélioré NX4832K035.

 

Analysons les éléments du tableau:

• GD32F103 est le cœur de la carte, le microcontrôleur ARM CORTEX-M3 est un analogue avec le même marquage SMT32, à savoir ST32F103.

• PCF8563 est une puce d'horloge en temps réel de NXP. Dans le coin supérieur droit, vous voyez l'emplacement pour batterie CR1220, à partir duquel ils sont alimentés en l'absence d'une source externe.

• AT24C08BN est une puce de mémoire EEPROM non volatile effaçable électriquement de 1024 kb. Les deux dernières positions "communiquent" avec le microcontrôleur via I2C.

• Le LR6209 est un contrôleur linéaire à faible chute (LDO), ses paramètres sont 3,3 V et 250 mA, les convertisseurs d'impulsions peuvent être utilisés dans d'autres modèles d'affichage.

• W25Q256FV - Mémoire flash 32 Mo de Winbond.

• XPT2046 - contrôleur à écran tactile.

• L'emplacement pour carte SD est nécessaire pour le firmware (télécharger des fichiers avec l'extension * .TFT à la racine de la carte). La carte doit être formatée en fat32, ne pas dépasser 32 Go. Il ne doit y avoir qu'un seul fichier avec firmware sur la carte.

• Connecteur GPIO pour une boucle avec un pas de 1 mm, des peignes de 2,54 mm.

Une carte d'extension est connectée au connecteur GPIO à l'aide d'un câble (fourni, mais à préciser lors de la commande, en cas de changement de pack). La carte d'extension a des boutons, un émetteur piézo (le soi-disant buzzer) et une LED.

 

 

Pour communiquer avec l'environnement, les modèles BASIC utilisent un port série, tandis que les modèles avec GPIO peuvent communiquer directement via celui-ci. Ce qui permet d'utiliser l'appareil indépendamment, sans modules supplémentaires. La figure ci-dessous montre la désignation des éléments d'affichage sans GPIO, en fait, tout est similaire.

Schémas, connexion, communication

Pour connecter l'alimentation à l'écran Nextion, il existe un adaptateur spécial pour micro USB.

Avec lui, vous pouvez alimenter le module, par exemple, pour exécuter le mode démo ou vous connecter à partir d'une source d'alimentation distincte, indépendamment de l'appareil connecté via le port série.

Il y a quatre connecteurs à broches sur la carte d'affichage et 4 fils sortent de la prise pour s'y connecter:

• Rouge - puissance "+";

• Bleu - TX (sortie d'interface série);

• Jaune - RX (entrée d'interface série);

• Noir - GND alias «-» puissance.

Le port série se connecte à un ordinateur, à des microcontrôleurs et à d'autres choses, comme d'habitude - rx à tx et tx à rx. Voici un exemple de schéma de connexion d'affichage à Raspberry Pi via le port série.

La connexion à Arduino n'est pas différente.

Pour communiquer avec un ordinateur ou afficher le micrologiciel, vous pouvez utiliser un adaptateur USB-UART, tel que celui illustré ci-dessous. Notez que vous pouvez également utiliser les cartes ARDUINO non pas pour leur destination, mais comme convertisseur USB-UART, pour connecter divers appareils à un ordinateur et leur micrologiciel.

Éditeur Nextion

Comme déjà mentionné, il existe un logiciel spécial pour travailler avec les écrans - Nextion Editor. Vous pouvez le télécharger sur le site officiel.

Après l'installation et l'inclusion, vous verrez ce qui suit:

Pour commencer à travailler, vous devez cliquer sur le bouton "nouveau", indiquer où enregistrer le nouveau document et sélectionner un modèle d'affichage.

Dans la figure, les chiffres indiquent:

1. Zone d'outils (texte, chiffres, boutons, champs de saisie, curseurs, etc.).

2. La zone où les polices et les images téléchargées sont affichées.

3. La fenêtre de sortie des résultats de compilation.

4. Fenêtre d'affichage du code des éléments et des événements (illustré dans la figure ci-dessous sur l'exemple d'un curseur).

5. Affichage des attributs des éléments.

6. Liste des pages (une page est un groupe d'éléments qui apparaissent à l'écran.)

7. Zone d'affichage de l'écran.

8. Démarrage de la compilation du code.

9. Télécharger sur l'écran UART

Pour trouver un fichier pour le micrologiciel à l'aide d'une carte micro SD, vous devez cliquer sur le dossier de construction Ouvrir un fichier, un dossier avec eux s'ouvrira. Faites attention à l'adresse. Le fichier .TFT sera nommé de la même manière que le fichier de projet IHM.

Le programme a la capacité de simuler pour vérifier le fonctionnement du projet, avec un support pour connecter un contrôleur externe avec lequel il fonctionnera. Autrement dit, pour concevoir et interfacer avec des contrôleurs externes, vous n'avez même pas besoin d'acheter un écran - vous pouvez essayer gratuitement si cet appareil convient à vos tâches.

Exemples d'utilisation

Considérez une petite sélection de projets dans lesquels cet affichage est utile! Un excellent exemple d'utilisation sera l'automatisation d'une maison intelligente avec température, humidité, capteurs de fuite et relais exécutifs. Ici, l'affichage Nextion fonctionne avec Arduino.

Horloge simple avec alarme:

Un projet de station météo fonctionnant en Wi-Fi avec ESP32:

Téléphone portable depuis l'écran et Arduino:

Formation sur l'affichage NEXTION simple à complexe

Un total de 76 leçons avec une durée totale de 25 heures. Le cours couvre un très large éventail de questions: connexion de l'écran, clignotement, création de projets, configuration des modes de fonctionnement, conception graphique des projets et gestion des appareils externes directement à partir de l'écran ou à l'aide d'un microcontrôleur auxiliaire.

Un accent particulier est mis sur l'étude des modes de fonctionnement, les commandes d'enregistrement des scripts et la création graphique des projets. L'avantage du cours est une analyse très détaillée de toutes les fonctionnalités des écrans Nextion. Le cours sera particulièrement intéressant pour les fans d'Arduino.

Conclusion

Comme vous pouvez le voir, les écrans Nextion ne sont pas seulement un périphérique de sortie, mais un périphérique fonctionnel complet. Lors de l'interfaçage avec n'importe quel microcontrôleur utilisant le port série, il est possible de mettre en œuvre des projets d'applications à la fois amateurs et entièrement industriels. Une mouche dans la pommade est leur coût relativement élevé - la version la moins chère de la ligne BASIC coûte 16,4 $ et la version la plus chère ENHANCED 88-108 $. Bien que, selon ce qu'il faut comparer, après tout, les pupitres opérateurs des fabricants d'équipements industriels sont d'un ordre de grandeur et un peu plus chers.