Co to są wyświetlacze Nextion i jak z nimi pracować?

Do realizacji dowolnych projektów, niezależnie od tego, czy jest to inteligentny dom, automatyka przemysłowa, urządzenie do wyprowadzania systemów komputerowych, czy zwykły zegar, potrzebujesz urządzenia wyjściowego. Prostą opcją są siedmiosegmentowe wskaźniki LED. Ale taka implementacja byłaby niewygodna w użyciu.

Już opublikowaliśmy artykuł na temat wyświetlaczy dla arduino i innych mikrokontrolerów, ale mają też wadę - nadają się do danych tekstowych lub minimalnej grafiki. Aby system był nowoczesny i wygodny, musisz używać pełnowartościowych wyświetlaczy LCD. W tym artykule omówimy wyświetlacze Nextion, co to jest, jak i dlaczego można ich używać.

Co to jest Nextion

Producent pozycjonuje wyświetlacze dotykowe Nextion jako HMI - interfejs człowiek-maszyna, co po rosyjsku brzmi jak „interfejs człowiek-maszyna”. Jest to nazwa dowolnego urządzenia, za pomocą którego zachodzą interakcje człowiek-maszyna: monitorowanie parametrów, sterowanie siłownikami, wprowadzanie danych itp.

W praktyce nie jest to tylko wyświetlacz, ale urządzenie z 32-bitowym mikrokontrolerem ARM na pokładzie, który „może” nie tylko wyświetlać dane, ale także wszystko, co mikrokontroler powinien „móc”. Obecność potężnego mikrokontrolera wymaga użycia jakiegoś portu, aby się z nim połączyć - na płytkach serii Enchanced znajduje się GPIO z 8 pinami, z których połowa to (od 4 do 7) wsparcie PWM.

Istnieje interfejs API do tworzenia oprogramowania Nextion (chociaż ITEAD nazywa to IDE, w pierwszym przybliżeniu nie ma dużej różnicy). Mówiąc najprościej, dostajesz kalambur, ale tak naprawdę jest: dla tych wyświetlaczy istnieje program do tworzenia programów bez wiedzy programistycznej.

Urządzenia można sparować z popularnymi platformami programistycznymi Arduino, Raspberry Pi, Raspberry Pi A +, B +, a także Raspberry Pi 2/3, obsługa Rpi Zero nie została ogłoszona, ale najprawdopodobniej możliwe jest zorganizowanie interakcji za pośrednictwem interfejsu szeregowego.

Zostały zaprojektowane i wyprodukowane przez ITEAD, znany jest z innego produktu - Przekaźniki SonOff Wi-Fi dla inteligentnego domu, który jest poszukiwany i odnosi sukcesy zarówno wśród laików, jak i entuzjastów.

Studio ITEAD znajduje się w Shenzhen w Chinach. Według informacji z oficjalnej strony internetowej ideologia firmy polega na zapewnianiu ludziom środków do rozwoju i budowy w celu „ułatwienia innowacji”.

W poniższym filmie autor wyraźnie wyjaśnił przewagę Nextion nad tarczami z wyświetlaczami dla Arduino:

Jakie są modele i ich specyfikacje

Zakres wyświetlaczy Nextion jest podzielony na dwie grupy:

• Basic - podstawowe i proste modele;

• Ulepszono zaawansowane modele z pewnymi dodatkami.

Poniższa tabela zawiera podsumowanie aktualnych modeli BASIC.

Poniższa tabela zawiera podsumowanie aktualnych modeli ULEPSZONYCH.

Jak widać, wszystkie modele mają wyświetlacz w 65k kolorów, na pokładzie znajduje się rdzeń z architekturą ARM 7, z pamięcią FLASH, RAM.

Główne różnice między Basic a Enhanced to to, że te ostatnie mają na pokładzie:

• RTC - Zegar czasu rzeczywistego (układ zegara czasu rzeczywistego);

• EEPROM - pamięć nieulotna;

• Skład ma 1 wyświetlacz z czujnikiem pojemnościowym;

• Duża ilość pamięci FLASH i RAM;

• Jest 8 pinów GPIO;

• Mikrokontroler o wyższej częstotliwości roboczej.

Różnice znajdują odzwierciedlenie w oficjalnym angielskim filmie:

Urządzenie

Biorąc pod uwagę, że urządzenie każdego modelu jest bezcelowe, istnieją do tego „arkusze danych”, ale dla jasności przeanalizujemy wypełnienie Nextion na przykładzie ulepszonego modelu NX4832K035.

 

Przeanalizujmy elementy tablicy:

• GD32F103 jest sercem płyty, mikrokontroler ARM CORTEX-M3 jest analogiem z tym samym oznaczeniem SMT32, a mianowicie ST32F103.

• PCF8563 to układ zegara czasu rzeczywistego firmy NXP. W prawym górnym rogu widać gniazdo baterii CR1220, z którego są zasilane przy braku zewnętrznego źródła.

• AT24C08BN to usuwalny elektrycznie nieulotny układ pamięci EEPROM o wielkości 1024 kb. Dwie ostatnie pozycje „komunikują się” z mikrokontrolerem poprzez I2C.

• LR6209 jest kontrolerem liniowym o niskim spadku (LDO), jego parametry wynoszą 3,3 V i 250 mA, inne modele wyświetlaczy mogą wykorzystywać przetworniki impulsów.

• W25Q256FV - 32 MB pamięci flash od Winbond.

• XPT2046 - kontroler ekranu dotykowego.

• Gniazdo karty SD jest potrzebne do oprogramowania układowego (przesyłanie plików z rozszerzeniem * .TFT do katalogu głównego karty). Karta musi być sformatowana w formacie fat32, nie więcej niż 32 Gb. Na karcie powinien znajdować się tylko 1 plik z oprogramowaniem układowym.

• Złącze GPIO do pętli z krokiem 1 mm, grzebienie 2,54 mm.

Karta rozszerzeń jest podłączona do złącza GPIO za pomocą kabla (w zestawie, ale określ przy zamówieniu, w przypadku zmiany pakietu). Karta rozszerzeń ma przyciski, nadajnik piezoelektryczny (tzw. Brzęczyk) i diodę LED.

 

 

Aby komunikować się ze środowiskiem, modele BASIC używają portu szeregowego, podczas gdy modele z GPIO mogą komunikować się bezpośrednio przez to. Dzięki temu można korzystać z urządzenia niezależnie, bez dodatkowych modułów. Poniższy rysunek pokazuje oznaczenie elementów wyświetlających bez GPIO, w rzeczywistości wszystko jest podobne.

Schematy, połączenie, komunikacja

Aby podłączyć zasilanie do wyświetlacza Nextion, istnieje specjalny adapter do micro USB.

Dzięki niemu możesz zasilać moduł, na przykład, aby uruchomić tryb demonstracyjny lub podłączyć z osobnego źródła zasilania, niezależnie od urządzenia podłączonego przez port szeregowy.

Na płycie wyświetlacza znajdują się cztery złącza pinowe i 4 przewody wychodzą z wtyczki, aby się z nią połączyć:

• Czerwony - moc „+”;

• Niebieski - TX (wyjście interfejsu szeregowego);

• Żółty - RX (wejście interfejsu szeregowego);

• Czarny - GND aka „-” power.

Port szeregowy łączy się jak zwykle z komputerem, mikrokontrolerami i innymi rzeczami - rx do tx i tx do rx. Poniżej znajduje się przykład schematu połączeń wyświetlacza do Raspberry Pi przez port szeregowy.

Połączenie z Arduino nie różni się.

Aby komunikować się z komputerem lub wyświetlać oprogramowanie układowe, możesz użyć adaptera USB-UART, takiego jak pokazany poniżej. Pamiętaj, że kart ARDUINO można również używać nie zgodnie z ich przeznaczeniem, ale jako konwerter USB-UART do podłączania różnych urządzeń do komputera i ich oprogramowania układowego.

Edytor Nextion

Jak już wspomniano, istnieje specjalne oprogramowanie do pracy z wyświetlaczami - Nextion Editor. Możesz pobrać go z oficjalnej strony.

Po instalacji i włączeniu zobaczysz:

Aby rozpocząć pracę, kliknij przycisk „nowy”, określ miejsce zapisania nowego dokumentu i wybierz model wyświetlania.

Na rysunku liczby wskazują:

1. Obszar narzędzi (tekst, liczby, przyciski, pola wprowadzania, suwaki itp.).

2. Obszar, w którym wyświetlane są pobrane czcionki i zdjęcia.

3. Okno wyświetlania wyników kompilacji.

4. Okno wyświetlania kodu elementów i zdarzeń (pokazane na poniższym rysunku na przykładzie suwaka).

5. Wyświetlanie atrybutów elementów.

6. Lista stron (strona to grupa elementów pojawiających się na wyświetlaczu).

7. Obszar wyświetlania ekranu.

8. Rozpoczęcie kompilacji kodu.

9. Pobierz na wyświetlacz UART

Aby znaleźć plik oprogramowania układowego za pomocą karty micro SD, musisz kliknąć folder kompilacji Otwórz plik, otworzy się folder z nimi. Zwróć uwagę na adres. Plik .TFT zostanie nazwany w taki sam sposób, jak plik projektu HMI.

Program ma możliwość symulacji w celu weryfikacji działania projektu, ze wsparciem dla podłączenia zewnętrznego kontrolera, z którym będzie działał. Oznacza to, że do projektowania i parowania z kontrolerami zewnętrznymi nie trzeba nawet kupować wyświetlacza - możesz wypróbować za darmo, czy to urządzenie jest odpowiednie do twoich zadań.

Przykłady użycia

Rozważ niewielki wybór projektów, w których ten ekran jest przydatny! Doskonałym przykładem zastosowania będzie automatyzacja inteligentnego domu z czujnikami temperatury, wilgotności, czujników wycieków i przekaźnikami wykonawczymi. Tutaj działa wyświetlacz Nextion z Arduino.

Prosty zegar z budzikiem:

Projekt stacji pogodowej działającej przez Wi-Fi przy użyciu ESP32:

Telefon komórkowy z wyświetlacza i Arduino:

Prosty do kompleksowego treningu wyświetlacza NEXTION

W sumie 76 lekcji o łącznej długości 25 godzin. Kurs obejmuje bardzo szeroki zakres zagadnień: podłączanie wyświetlacza, flashowanie, tworzenie projektów, konfigurowanie trybów pracy, projektowanie graficzne projektów i zarządzanie urządzeniami zewnętrznymi bezpośrednio z wyświetlacza lub za pomocą pomocniczego mikrokontrolera.

W trakcie zajęć szczególny nacisk kładziony jest na badanie trybów pracy, poleceń do nagrywania skryptów i tworzenia projektów graficznych projektów. Zaletą kursu jest bardzo szczegółowa analiza wszystkich funkcji wyświetlaczy Nextion. Kurs będzie szczególnie interesujący dla fanów Arduino.

Wniosek

Jak widać, wyświetlacze Nextion to nie tylko urządzenie wyjściowe, ale kompletne urządzenie funkcjonalne. Podczas współpracy z dowolnym mikrokontrolerem korzystającym z portu szeregowego możliwe jest wdrażanie projektów zarówno amatorskich, jak i całkowicie przemysłowych. Mucha w maści to ich stosunkowo wysoki koszt - najtańsza wersja linii BASIC kosztuje 16,4 USD, a najdroższa WZMOCNIONA 88-108 USD. Chociaż w zależności od tego, co porównać, panele operatorskie od producentów urządzeń przemysłowych są rzędu wielkości i nieco droższe.