Cosa sono i display Nextion e come lavorare con essi?

Per l'implementazione di qualsiasi progetto, che si tratti di una casa intelligente, automazione industriale, un dispositivo per la produzione di sistemi informatici o un semplice orologio, sarà necessario un dispositivo di output. Un'opzione semplice sono gli indicatori LED a sette segmenti. Ma una tale implementazione sarebbe scomoda da usare.

Abbiamo già pubblicato articolo su display per arduino e altri microcontrollori, ma hanno anche uno svantaggio: sono adatti per dati di testo o grafica minima. Per rendere il sistema moderno e conveniente, è necessario utilizzare display LCD a tutti gli effetti. In questo articolo, parleremo dei display Nextion, di cosa si tratta, come e perché possono essere utilizzati.

Che cos'è Nextion

Il produttore posiziona il display Nextion touch come HMI - Interfaccia uomo-macchina, che in russo suona come "interfaccia uomo-macchina". Questo è il nome di qualsiasi dispositivo con l'aiuto del quale avvengono le interazioni uomo-macchina: monitoraggio dei parametri, controllo degli attuatori, immissione dei dati, ecc.

In pratica, questo non è solo un display, ma un dispositivo con un microcontrollore ARM a 32 bit sulla scheda, che "può" non solo visualizzare i dati, ma anche tutto ciò che il microcontrollore dovrebbe "essere in grado". La presenza di un potente microcontrollore comporta l'uso di alcune porte per connettersi ad esso - sulle schede della serie Enchanced c'è un GPIO con 8 pin, con metà di esse (da 4 a 7) supportare PWM.

Esiste un'API per la creazione del software Nextion (anche se ITEAD lo chiama IDE, non c'è molta differenza nella prima approssimazione). In parole povere, si ottiene un gioco di parole, ma è vero: per questi display esiste un programma per la creazione di programmi senza conoscenze di programmazione.

I dispositivi possono essere associati a piattaforme di sviluppo popolari Arduino, Raspberry Pi, Raspberry Pi A +, B +, così come Raspberry Pi 2/3, il supporto per Rpi Zero non è stato annunciato, ma molto probabilmente è possibile organizzare l'interazione attraverso un'interfaccia seriale.

Sono progettati e prodotti da ITEAD, è noto per un altro prodotto - Relè Wi-Fi SonOff per Smart Home, che è richiesto e di successo sia tra i laici, sia tra gli appassionati.

Lo studio ITEAD si trova a Shenzhen in Cina. Secondo le informazioni del sito Web ufficiale, l'ideologia dell'azienda consiste nel fornire alle persone i mezzi per sviluppare e costruire al fine di "facilitare l'innovazione".

Nel seguente video, l'autore ha spiegato chiaramente il vantaggio di Nextion sugli scudi con display per Arduino:

Quali sono i modelli e le loro specifiche

La gamma di display Nextion è divisa in due gruppi:

• Base: modelli base e semplici;

• Migliorati sono i modelli avanzati con alcune aggiunte.

La tabella seguente riassume gli attuali modelli BASIC.

La tabella seguente riassume gli attuali modelli ENHANCED.

Come puoi vedere, tutti i modelli hanno un display con 65k colori, a bordo c'è un nucleo con l'architettura di ARM 7, con FLASH, memoria RAM.

Le principali differenze tra Basic e Enhanced sono che queste ultime hanno a bordo:

• RTC - Orologio in tempo reale (chip orologio in tempo reale);

• EEPROM - memoria non volatile;

• L'allineamento ha 1 display con un sensore capacitivo;

• Una grande quantità di FLASH e memoria RAM;

• Ci sono 8 pin GPIO;

• Microcontrollore con una frequenza operativa superiore.

Le differenze si riflettono nel video ufficiale inglese:

dispositivo

Considerando che il dispositivo di ogni modello è inutile, ci sono "fogli dati" per questo, ma per chiarezza, analizzeremo il riempimento Nextion usando l'esempio del modello avanzato NX4832K035.

 

Analizziamo gli elementi del tabellone:

• GD32F103 è il cuore della scheda, il microcontrollore ARM CORTEX-M3 è un analogo con lo stesso marchio SMT32, ovvero ST32F103.

• PCF8563 è un chip orologio in tempo reale di NXP. Nell'angolo in alto a destra vedi lo slot della batteria CR1220, da cui sono alimentati in assenza di una fonte esterna.

• AT24C08BN è un chip di memoria EEPROM non volatile cancellabile elettricamente 1024 kb. Le ultime due posizioni "comunicano" con il microcontrollore tramite I2C.

• LR6209 è un controller lineare a bassa caduta (LDO), i suoi parametri sono 3,3 V e 250 mA, altri modelli di display possono utilizzare convertitori di impulsi.

• W25Q256FV - 32 MB di memoria flash di Winbond.

• XPT2046 - controller touchscreen.

• Lo slot della scheda SD è necessario per il firmware (caricare i file con estensione * .TFT nella radice della scheda). La scheda deve essere formattata in fat32, non deve avere dimensioni superiori a 32 GB. Dovrebbe esserci solo 1 file con firmware sulla scheda.

• Connettore GPIO per un anello con un passo di 1 mm, pettini 2,54 mm.

Una scheda di espansione è collegata al connettore GPIO tramite un cavo (in dotazione, ma specificare al momento dell'ordine, nel caso in cui il pacchetto venga cambiato). La scheda di espansione ha pulsanti, un emettitore piezoelettrico (il cosiddetto cicalino) e un LED.

 

 

Per comunicare con l'ambiente, i modelli BASIC utilizzano una porta seriale, mentre i modelli con GPIO possono comunicare direttamente attraverso di essa. Ciò consente di utilizzare il dispositivo in modo indipendente, senza moduli aggiuntivi. La figura seguente mostra la designazione degli elementi di visualizzazione senza GPIO, infatti, tutto è simile.

Schemi, connessione, comunicazione

Per collegare l'alimentazione al display Nextion, è disponibile un adattatore speciale per micro USB.

Con esso, è possibile fornire alimentazione al modulo, ad esempio, per eseguire la modalità demo o connettersi da una fonte di alimentazione separata, indipendente dal dispositivo collegato tramite la porta seriale.

Ci sono quattro connettori a pin sul tabellone e 4 fili escono dalla spina per collegarsi ad esso:

• Rosso - potenza "+";

• Blu - TX (uscita interfaccia seriale);

• Giallo - RX (ingresso interfaccia seriale);

• Nero - GND aka "-" potenza.

La porta seriale si collega a un computer, microcontrollori e altre cose, come al solito - da rx a tx e da tx a rx. Di seguito è riportato un esempio di uno schema di collegamento del display a Raspberry Pi attraverso la porta seriale.

La connessione ad Arduino non è diversa.

Per comunicare con un computer o visualizzare il firmware, è possibile utilizzare un adattatore USB-UART, come quello mostrato di seguito. Si noti che è anche possibile utilizzare le schede ARDUINO non per lo scopo previsto, ma come convertitore USB-UART, per collegare vari dispositivi a un computer e il loro firmware.

Editor di Nextion

Come già accennato, esiste un software speciale per lavorare con i display: Nextion Editor. Puoi scaricarlo dal sito ufficiale.

Dopo l'installazione e l'inclusione, vedrai quanto segue:

Per iniziare a lavorare, è necessario fare clic sul pulsante "nuovo", indicare dove salvare il nuovo documento e selezionare un modello di visualizzazione.

Nella figura, i numeri indicano:

1. Area degli strumenti (testo, numeri, pulsanti, campi di input, cursori, ecc.).

2. L'area in cui vengono visualizzati i caratteri e le immagini scaricati.

3. La finestra per l'output dei risultati della compilazione.

4. Finestra per la visualizzazione del codice di elementi ed eventi (mostrata nella figura seguente sull'esempio di un dispositivo di scorrimento).

5. Visualizzazione degli attributi degli elementi.

6. Elenco di pagine (una pagina è un gruppo di elementi che appaiono sul display.)

7. Area di visualizzazione dello schermo.

8. Avvio della compilazione del codice.

9. Scarica sul display UART

Per trovare un file per il firmware utilizzando una scheda micro SD, è necessario fare clic su Apri cartella build file, si aprirà una cartella con loro. Presta attenzione all'indirizzo. Il file .TFT verrà nominato allo stesso modo del file di progetto HMI.

Il programma ha la capacità di simulare per verificare il funzionamento del progetto, con il supporto per il collegamento di un controller esterno con cui funzionerà. Cioè, per progettare e interfacciarsi con controller esterni, non è nemmeno necessario acquistare un display: puoi provare gratuitamente se questo dispositivo è adatto alle tue attività.

Esempi di utilizzo

Considera una piccola selezione di progetti in cui questa visualizzazione è utile! Un eccellente esempio di utilizzo sarà l'automazione per una casa intelligente con temperatura, umidità, sensori di perdite e relè direzionali. Qui funziona il display Nextion con Arduino.

Orologio semplice con sveglia:

Un progetto di una stazione meteorologica che funziona tramite Wi-Fi usando ESP32:

Telefono cellulare da display e Arduino:

Formazione display NEXTION da semplice a complessa

Un totale di 76 lezioni con una durata totale di 25 ore. Il corso tratta una vasta gamma di problemi: collegamento del display, lampeggiamento, creazione di progetti, impostazione delle modalità operative, progettazione grafica dei progetti e gestione di dispositivi esterni direttamente dal display o utilizzo di un microcontrollore ausiliario.

Particolare enfasi è posta sullo studio delle modalità operative, dei comandi per la registrazione di script e la creazione di progetti di grafica. Il vantaggio del corso è un'analisi molto dettagliata di tutte le funzionalità dei display Nextion. Il corso sarà particolarmente interessante per i fan di Arduino.

conclusione

Come puoi vedere, i display Nextion non sono solo un dispositivo di output, ma un dispositivo funzionale completo. Quando si interfaccia con qualsiasi microcontrollore che utilizza la porta seriale, è possibile implementare progetti di applicazioni sia amatoriali che completamente industriali. Una mosca nell'unguento è il loro costo relativamente alto: la versione più economica della linea BASIC costa $ 16,4 e la più costosa ENHANCED $ 88-108. Sebbene, a seconda di cosa confrontare, dopo tutto, i pannelli operatore dei produttori di apparecchiature industriali sono un ordine di grandezza e un po 'più costosi.