O que são os displays Nextion e como trabalhar com eles?

Para a implementação de qualquer projeto, seja uma casa inteligente, automação industrial, um dispositivo para gerar sistemas de computador ou um relógio simples, você precisará de um dispositivo de saída. Uma opção simples são os indicadores LED de sete segmentos. Mas tal implementação seria inconveniente de usar.

Nós já publicamos artigo sobre monitores para arduino e outros microcontroladores, mas eles também têm uma desvantagem - eles são adequados para dados de texto ou gráficos mínimos. Para tornar o sistema moderno e conveniente, você precisa usar monitores LCD completos. Neste artigo, falaremos sobre os displays do Nextion, o que é, como e por que eles podem ser usados.

O que é Nextion

O fabricante posiciona as telas de toque do Nextion como IHM - interface homem-máquina, que em russo soa como uma "interface homem-máquina". Este é o nome de qualquer dispositivo com o qual as interações homem-máquina ocorrem: monitoramento de parâmetros, controle de atuadores, entrada de dados, etc.

Na prática, isso não é apenas um monitor, mas um dispositivo com um microcontrolador ARM de 32 bits a bordo, que "pode" não apenas exibir dados, mas também tudo o que o microcontrolador deve "poder". A presença de um microcontrolador poderoso envolve o uso de alguma porta para conectar-se a ele - nas placas da série Enchanced existe um GPIO com 8 pinos, com metade deles (de 4 a 7) suporte PWM.

Existe uma API para criar o software Nextion (embora o ITEAD o chame de IDE, não há muita diferença na primeira aproximação). Em termos simples, você recebe um trocadilho, mas é realmente: para esses monitores, existe um programa para criar programas sem conhecimento de programação.

Os dispositivos podem ser emparelhados com plataformas de desenvolvimento populares Arduino, Raspberry Pi, Raspberry Pi A +, B + e Raspberry Pi 2/3, o suporte ao Rpi Zero não foi anunciado, mas é mais provável que seja possível organizar a interação por meio de uma interface serial.

Eles são projetados e fabricados pela ITEAD, é conhecido por outro produto - Relés Wi-Fi SonOff para Smart Home, que está em demanda e sucesso tanto entre os leigos quanto entre os entusiastas.

O estúdio ITEAD está localizado em Shenzhen, na China. Segundo informações do site oficial, a ideologia da empresa consiste em dar às pessoas os meios para desenvolver e construir para “facilitar a inovação”.

No vídeo a seguir, o autor explicou claramente a vantagem do Nextion sobre os escudos com displays para o Arduino:

Quais são os modelos e suas especificações

O intervalo de exibições do Nextion é dividido em dois grupos:

• Básico - modelos básicos e simples;

• Melhorado são modelos avançados com algumas adições.

A tabela abaixo resume os modelos BASIC atuais.

A tabela abaixo resume os atuais modelos AUMENTADOS.

Como você pode ver, todos os modelos possuem uma tela com 65k cores; a bordo, existe um núcleo com a arquitetura do ARM 7, com FLASH, memória RAM.

As principais diferenças entre Básico e Aprimorado são que estes últimos têm a bordo:

• RTC - relógio em tempo real (chip de relógio em tempo real);

• EEPROM - memória não volátil;

• A programação possui 1 display com sensor capacitivo;

• Uma grande quantidade de memória FLASH e RAM;

• Existem 8 pinos GPIO;

• Microcontrolador com uma frequência operacional mais alta.

As diferenças são refletidas no vídeo oficial em inglês:

Dispositivo

Considerando que o dispositivo de cada modelo é inútil, existem "folhas de dados" para isso, mas para maior clareza, analisaremos o preenchimento do Nextion usando o exemplo do modelo aprimorado NX4832K035.

 

Vamos analisar os elementos do quadro:

• GD32F103 é o coração da placa, o microcontrolador ARM CORTEX-M3 é um analógico com a mesma marcação SMT32, a saber ST32F103.

• PCF8563 é um chip de relógio em tempo real da NXP. No canto superior direito, você vê o slot de bateria CR1220, do qual são alimentados na ausência de uma fonte externa.

• AT24C08BN é um chip de memória EEPROM não volátil, apagável eletricamente, com 1024 kb. As duas últimas posições "comunicam" com o microcontrolador via I2C.

• O LR6209 é um controlador linear com queda baixa (LDO), seus parâmetros são 3,3V e 250mA, conversores de pulso podem ser usados ​​em outros modelos de exibição.

• W25Q256FV - 32 MB de memória flash do Winbond.

• XPT2046 - controlador de tela de toque.

• O slot do cartão SD é necessário para o firmware (faça upload de arquivos com extensão * .TFT na raiz do cartão). O cartão deve ser formatado em fat32, ter no máximo 32 GB de tamanho. Deve haver apenas 1 arquivo com firmware no cartão.

• Conector GPIO para um loop com um passo de 1 mm, pentes de 2,54 mm.

Uma placa de expansão é conectada ao conector GPIO usando um cabo (fornecido, mas especifique ao fazer o pedido, caso a embalagem seja alterada). A placa de expansão possui botões, um emissor piezo (a chamada campainha) e um LED.

 

 

Para se comunicar com o ambiente, os modelos BASIC usam uma porta serial, enquanto os modelos com GPIO podem se comunicar diretamente através dela. O que torna possível usar o dispositivo de forma independente, sem módulos adicionais. A figura abaixo mostra a designação dos elementos de exibição sem um GPIO; de fato, tudo é semelhante.

Esquemas, conexão, comunicação

Para conectar a energia ao monitor Nextion, existe um adaptador especial para micro USB.

Com ele, você pode fornecer energia ao módulo, por exemplo, para executar o modo de demonstração ou conectar-se a partir de uma fonte de energia separada, independentemente do dispositivo conectado via porta serial.

Existem quatro conectores de pinos na placa de vídeo e quatro fios saem do plugue para conectar-se a ele:

• Vermelho - poder "+";

• Azul - TX (saída de interface serial);

• Amarelo - RX (entrada de interface serial);

• Preto - GND, também conhecido como "-" poder.

A porta serial se conecta a um computador, microcontroladores e outras coisas, como de costume - rx para tx e tx para rx. Abaixo está um exemplo de um diagrama de conexão do monitor para Raspberry Pi através da porta serial.

Conectar-se ao Arduino não é diferente.

Para se comunicar com um computador ou exibir firmware, você pode usar um adaptador USB-UART, como o mostrado abaixo. Observe que você também pode usar as placas ARDUINO não para a finalidade pretendida, mas como um conversor USB-UART, para conectar vários dispositivos a um computador e seu firmware.

Editor de Nextion

Como já mencionado, existe um software especial para trabalhar com monitores - Nextion Editor. Você pode baixá-lo no site oficial.

Após a instalação e inclusão, você verá o seguinte:

Para começar a trabalhar, você precisa clicar no botão "novo", indicar onde salvar o novo documento e selecionar um modelo de exibição.

Na figura, os números indicam:

1. Área da ferramenta (texto, números, botões, campos de entrada, controles deslizantes, etc.).

2. A área em que as fontes e imagens baixadas são exibidas.

3. A janela para saída dos resultados da compilação.

4. Janela para exibir o código de elementos e eventos (mostrado na figura abaixo no exemplo de um controle deslizante).

5. Exibição dos atributos dos elementos.

6. Lista de páginas (uma página é um grupo de itens que aparecem no visor).

7. Área de exibição da tela.

8. Iniciando a compilação do código.

9. Faça o download para a exibição UART

Para encontrar um arquivo para firmware usando um cartão micro SD, você precisa clicar em Pasta de criação aberta por arquivo, uma pasta com eles será aberta. Preste atenção ao endereço. O arquivo .TFT será nomeado da mesma maneira que o arquivo de projeto da IHM.

O programa tem a capacidade de simular para verificar a operação do projeto, com suporte para conectar um controlador externo com o qual ele trabalhará. Ou seja, para projetar e interagir com controladores externos, você nem precisa comprar um monitor. Você pode tentar gratuitamente se esse dispositivo é adequado para suas tarefas.

Exemplos de uso

Considere uma pequena seleção de projetos nos quais essa exibição é útil! Um excelente exemplo de uso será a automação para uma casa inteligente com temperatura, umidade, sensores de vazamento e relés executivos. Aqui a exibição do Nextion funciona com Arduino.

Relógio simples com alarme:

Um projeto de uma estação meteorológica que funciona por Wi-fi usando o ESP32:

Telefone celular a partir do display e Arduino:

Simples a complexo NEXTION Display Training

Um total de 76 aulas com uma duração total de 25 horas. O curso cobre uma ampla gama de questões: conexão do monitor, intermitência, criação de projetos, configuração de modos operacionais, design gráfico de projetos e gerenciamento de dispositivos externos diretamente do monitor ou uso de um microcontrolador auxiliar.

Ênfase particular é dada ao estudo de modos operacionais, comandos para gravar scripts e criar projetos de design gráfico. A vantagem do curso é uma análise muito detalhada de todos os recursos dos displays Nextion. O curso será especialmente interessante para os fãs do Arduino.

Conclusão

Como você pode ver, os displays Nextion não são apenas um dispositivo de saída, mas um dispositivo funcional completo. Ao fazer interface com qualquer microcontrolador usando a porta serial, é possível implementar projetos de aplicações amadoras e completamente industriais. Uma mosca na pomada é seu custo relativamente alto - a versão mais barata da linha BASIC custa US $ 16,4 e a mais cara US $ 88-108. Embora, dependendo do que comparar, os painéis do operador dos fabricantes de equipamentos industriais custem uma ordem de grandeza e sejam um pouco mais caros.