¿Qué son las pantallas Nextion y cómo trabajar con ellas?

Para la implementación de cualquier proyecto, ya sea un hogar inteligente, automatización industrial, un dispositivo para generar sistemas informáticos o un reloj simple, necesitará un dispositivo de salida. Una opción simple son los indicadores LED de siete segmentos. Pero tal implementación sería inconveniente de usar.

Ya hemos publicado artículo sobre pantallas para arduino y otros microcontroladores, pero también tienen un inconveniente: son adecuados para datos de texto o gráficos mínimos. Para que el sistema sea moderno y conveniente, debe usar pantallas LCD completas. En este artículo, hablaremos sobre las pantallas Nextion, qué es, cómo y por qué se pueden usar.

¿Qué es nextion?

El fabricante posiciona las pantallas táctiles Nextion como HMI: interfaz hombre-máquina, que en ruso suena como una "interfaz hombre-máquina". Este es el nombre de cualquier dispositivo con la ayuda de la cual se producen interacciones hombre-máquina: monitoreo de parámetros, control de actuadores, entrada de datos, etc.

En la práctica, esto no es solo una pantalla, sino un dispositivo con un microcontrolador ARM de 32 bits incorporado, que "no puede" mostrar datos, sino también todo lo que el microcontrolador debería "poder". La presencia de un potente microcontrolador implica el uso de algún puerto para conectarse a él: en las placas de la serie Enchanced hay un GPIO con 8 pines, con la mitad de ellos (de 4 a 7) soporte PWM.

Hay una API para crear el software Nextion (aunque ITEAD lo llama IDE, no hay mucha diferencia en la primera aproximación). En términos simples, obtienes un juego de palabras, pero realmente lo es: para estas pantallas hay un programa para crear programas sin conocimientos de programación.

Los dispositivos se pueden emparejar con plataformas de desarrollo populares Arduino, Raspberry Pi, Raspberry Pi A +, B +, así como Raspberry Pi 2/3, no se ha anunciado el soporte para Rpi Zero, pero lo más probable es que sea posible organizar la interacción a través de una interfaz en serie.

Están diseñados y fabricados por ITEAD, es conocido por otro producto: Relés Wi-Fi SonOff para Smart Home, que tiene demanda y éxito tanto entre los legos como entre los entusiastas.

El estudio ITEAD se encuentra en Shenzhen, China. Según la información del sitio web oficial, la ideología de la empresa consiste en proporcionar a las personas los medios para desarrollar y construir con el fin de "facilitar la innovación".

En el siguiente video, el autor explicó claramente la ventaja de Nextion sobre los escudos con pantallas para Arduino:

¿Cuáles son los modelos y sus especificaciones?

El rango de pantallas Nextion se divide en dos grupos:

• Básico: modelos básicos y simples;

• Mejorados son los modelos avanzados con algunas adiciones.

La siguiente tabla resume los modelos BASIC actuales.

La siguiente tabla resume los modelos MEJORADOS actuales.

Como puede ver, todos los modelos tienen una pantalla con 65k colores, a bordo hay un núcleo con la arquitectura de ARM 7, con FLASH, memoria RAM.

Las principales diferencias entre Basic y Enhanced son que estas últimas tienen a bordo:

• RTC - Reloj en tiempo real (chip de reloj en tiempo real);

• EEPROM - memoria no volátil;

• La línea tiene 1 pantalla con un sensor capacitivo;

• Una gran cantidad de FLASH y memoria RAM;

• Hay 8 pines GPIO;

• Microcontrolador con mayor frecuencia de operación.

Las diferencias se reflejan en el video oficial en inglés:

Dispositivo

Teniendo en cuenta que el dispositivo de cada modelo no tiene sentido, existen "hojas de datos" para esto, pero para mayor claridad, analizaremos el relleno de Nextion utilizando el ejemplo del modelo mejorado NX4832K035.

 

Analicemos los elementos del tablero:

• GD32F103 es el corazón de la placa, el microcontrolador ARM CORTEX-M3 es un análogo con la misma marca SMT32, es decir, ST32F103.

• PCF8563 es un chip de reloj en tiempo real de NXP. En la esquina superior derecha, verá la ranura de la batería CR1220, desde la cual se alimentan en ausencia de una fuente externa.

• AT24C08BN es un chip de memoria EEPROM no volátil borrable eléctricamente de 1024 kb. Las dos últimas posiciones "se comunican" con el microcontrolador a través de I2C.

• LR6209 es un controlador lineal con baja caída (LDO), sus parámetros son 3.3V y 250mA, otros modelos de pantalla pueden usar convertidores de pulso.

• W25Q256FV - 32 MB de memoria flash de Winbond.

• XPT2046 - controlador de pantalla táctil.

• La ranura de la tarjeta SD es necesaria para el firmware (subir archivos con la extensión * .TFT a la raíz de la tarjeta). La tarjeta debe estar formateada en fat32, no debe tener más de 32 Gb de tamaño. Solo debe haber 1 archivo con firmware en la tarjeta.

• Conector GPIO para un bucle con un paso de 1 mm, peines de 2,54 mm.

Se conecta una tarjeta de expansión al conector GPIO mediante un cable (suministrado, pero especifique al realizar el pedido, en caso de que se cambie el paquete). La placa de expansión tiene botones, un emisor piezoeléctrico (el llamado zumbador) y un LED.

 

 

Para comunicarse con el entorno, los modelos BASIC usan un puerto serie, mientras que los modelos con GPIO pueden comunicarse directamente a través de él. Lo que permite utilizar el dispositivo de forma independiente, sin módulos adicionales. La siguiente figura muestra la designación de elementos de visualización sin GPIO, de hecho, todo es similar.

Esquemas, conexión, comunicación.

Para conectar la alimentación a la pantalla Nextion, hay un adaptador especial para micro USB.

Con él, puede suministrar energía al módulo, por ejemplo, para ejecutar el modo de demostración o conectarse desde una fuente de alimentación separada, independiente del dispositivo conectado a través del puerto serie.

Hay cuatro conectores de clavija en la placa de la pantalla, y 4 cables salen del enchufe para conectarse a ella:

• Rojo - potencia "+";

• Azul - TX (salida de interfaz en serie);

• Amarillo: RX (entrada de interfaz en serie);

• Negro - GND alias "-" poder.

El puerto serie se conecta a una computadora, microcontroladores y otras cosas, como de costumbre: rx a tx y tx a rx. A continuación se muestra un ejemplo de un diagrama de conexión de pantalla a Raspberry Pi a través del puerto serie.

Conectarse con Arduino no es diferente.

Para comunicarse con una computadora o mostrar el firmware, puede usar un adaptador USB-UART, como el que se muestra a continuación. Tenga en cuenta que también puede usar las tarjetas ARDUINO no para su propósito previsto, sino como un convertidor USB-UART, para conectar varios dispositivos a una computadora y su firmware.

Editor de Nextion

Como ya se mencionó, hay un software especial para trabajar con pantallas: Nextion Editor. Puedes descargarlo desde el sitio oficial.

Después de la instalación y la inclusión, verá lo siguiente:

Para comenzar a trabajar, debe hacer clic en el botón "nuevo", indicar dónde guardar el nuevo documento y seleccionar un modelo de visualización.

En la figura, los números indican:

1. Área de herramientas (texto, números, botones, campos de entrada, controles deslizantes, etc.).

2. El área donde se muestran las fuentes e imágenes descargadas.

3. La ventana para generar resultados de compilación.

4. Ventana para mostrar el código de elementos y eventos (que se muestra en la figura siguiente en el ejemplo de un control deslizante).

5. Visualización de los atributos de los elementos.

6. Lista de páginas (una página es un grupo de elementos que aparecen en la pantalla).

7. Área de visualización de la pantalla.

8. Iniciando la compilación de código.

9. Descargar a la pantalla UART

Para encontrar un archivo de firmware utilizando una tarjeta micro SD, debe hacer clic en Archivo-abrir carpeta de compilación, se abrirá una carpeta con ellos. Presta atención a la dirección. El archivo .TFT se nombrará de la misma manera que el archivo de proyecto HMI.

El programa tiene la capacidad de simular para verificar la operación del proyecto, con soporte para conectar un controlador externo con el que funcionará. Es decir, para diseñar y emparejar con controladores externos, ni siquiera necesita comprar una pantalla; puede probar de forma gratuita si este dispositivo es adecuado para sus tareas.

Ejemplos de uso

¡Considere una pequeña selección de proyectos en los que esta pantalla es útil! Un excelente ejemplo de uso será la automatización para un hogar inteligente con sensores de temperatura, humedad, fugas y relés ejecutivos. Aquí funciona la pantalla Nextion con Arduino.

Reloj simple con alarma:

Un proyecto de una estación meteorológica que funciona a través de Wi-Fi usando ESP32:

Teléfono móvil desde pantalla y Arduino:

Entrenamiento de pantalla NEXTION simple a complejo

Un total de 76 lecciones con una duración total de 25 horas. El curso cubre una amplia gama de temas: conectar la pantalla, flashear, crear proyectos, configurar modos de operación, diseño gráfico de proyectos y administrar dispositivos externos directamente desde la pantalla o usando un microcontrolador auxiliar.

En el curso se hace especial hincapié en el estudio de los modos de operación, comandos para grabar scripts y crear diseños gráficos de proyectos. La ventaja del curso es un análisis muy detallado de todas las características de las pantallas Nextion. El curso será especialmente interesante para los fanáticos de Arduino.

Conclusión

Como puede ver, las pantallas Nextion no son solo un dispositivo de salida, sino un dispositivo funcional completo. Al interactuar con cualquier microcontrolador que utiliza el puerto serie, es posible implementar proyectos de aplicaciones tanto de aficionados como completamente industriales. Una mosca en la pomada es su costo relativamente alto: la versión más barata de la línea BASIC cuesta $ 16.4 y la más cara MEJORADA $ 88-108. Aunque, dependiendo de qué comparar, después de todo, los paneles de operador de los fabricantes de equipos industriales son un orden de magnitud y algo más caros.