Vad är Nextion-skärmar och hur man arbetar med dem?

För implementering av projekt, oavsett om det är ett smart hem, industriell automatisering, en enhet för att mata ut datorsystem eller en enkel klocka, behöver du en utgångsenhet. Ett enkelt alternativ är sju-segment LED-indikatorer. Men en sådan implementering skulle vara obekväm att använda.

Vi har redan publicerat artikel om skärmar för arduino och andra mikrokontroller, men de har också en nackdel - de är lämpliga för textdata eller minimal grafik. För att göra systemet modernt och bekvämt måste du använda fullfjädrada LCD-skärmar. I den här artikeln kommer vi att prata om Nextion-skärmar, vad det är, hur och varför de kan användas.

Vad är Nextion

Tillverkaren placerar Nextion-touchskärmarna som HMI - gränssnitt för mänskliga maskiner, som på ryska låter som ett "gränssnitt för mänskliga maskiner." Detta är namnet på alla enheter med hjälp av vilken människa-maskin-interaktioner äger rum: parameterövervakning, kontroll av ställdon, datainmatning etc.

I praktiken är detta inte bara en skärm, utan en enhet med en 32-bitars ARM-mikrokontroller ombord, som "kan" inte bara visa data, utan också allt som mikrokontrollern ska "kunna". Närvaron av en kraftfull mikrokontroller innefattar användning av någon port för att ansluta till den - på korten i Enchanced-serien finns en GPIO med 8 stift, med hälften av dem (från 4 till 7) stödja PWM.

Det finns ett API för att skapa Nextion-programvara (även om ITEAD kallar det en IDE, det är inte mycket skillnad i den första tillnärmningen). Enkelt uttryckt får du ett ordspel, men det är sant: för dessa skärmar finns det ett program för att skapa program utan programmeringskunskap.

Enheter kan kopplas ihop med populära utvecklingsplattformar Arduino, Raspberry Pi, Raspberry Pi A +, B +, samt Raspberry Pi 2/3, har stöd för Rpi Zero inte tillkännagivits, men det är troligt att det är möjligt att ordna interaktion via ett seriellt gränssnitt.

De är designade och tillverkade av ITEAD, det är känt för en annan produkt - SonOff Wi-Fi-reläer för smarta hem, som är efterfrågad och framgång både bland lekman och bland entusiaster.

ITEAD studio ligger i Shenzhen i Kina. Enligt information från den officiella webbplatsen består företagets ideologi i att ge människor möjligheter att utveckla och konstruera för att ”underlätta innovation”.

I följande video förklarade författaren tydligt fördelen med Nextion framför sköldar med skärmar för Arduino:

Vilka är modellerna och deras specifikationer

Området för Nextion-skärmar är indelat i två grupper:

• Grundläggande - enkla och enkla modeller;

• Förbättrade är avancerade modeller med några tillägg.

Tabellen nedan sammanfattar de nuvarande BASIC-modellerna.

Tabellen nedan sammanfattar de nuvarande Förstärkta modellerna.

Som ni ser har alla modeller en skärm med 65k färger, ombord finns en kärna med ARM 7-arkitekturen, med FLASH, RAM-minne.

De viktigaste skillnaderna mellan Basic och Enhanced är att de senare har ombord:

• RTC - Realtidsklocka (realtidsklockakip);

• EEPROM - icke-flyktigt minne;

• Sortimentet har 1 skärm med en kapacitiv sensor;

• En stor mängd FLASH- och RAM-minne;

• Det finns 8 GPIO-stift;

• Mikrokontroller med högre driftsfrekvens.

Skillnaderna återspeglas i den officiella engelska videon:

anordning

Att betrakta enheten för varje modell är meningslös, det finns "datablad" för detta, men för tydlighetens skull analyserar vi Nextion-fyllningen med exemplet med Enhanced-modellen NX4832K035.

 

Låt oss analysera styrelsens delar:

• GD32F103 är kortets hjärta, ARM CORTEX-M3 mikrokontroller är en analog med samma märkning SMT32, nämligen ST32F103.

• PCF8563 är ett realtidsklockchip från NXP. I det övre högra hörnet ser du CR1220-batterifacket, från vilket de drivs i frånvaro av en extern källa.

• AT24C08BN är ett 1024 kb elektriskt raderbart icke-flyktigt EEPROM-minneskip. De två sista positionerna "kommunicerar" med mikrokontrollern via I2C.

• LR6209 är en linjär styrenhet med låg droppe (LDO), dess parametrar är 3,3V och 250mA, andra skärmmodeller kan använda pulsomvandlare.

• W25Q256FV - 32 MB flashminne från Winbond.

• XPT2046 - pekskärmkontroller.

• SD-kortplatsen behövs för firmware (ladda upp filer med * .TFT-förlängning till kortets rot). Kortet måste formateras i fat32, vara högst 32 Gb. Det bör bara finnas en fil med firmware på kortet.

• GPIO-kontakt för en slinga med ett steg på 1 mm, kammar 2,54 mm.

Ett expansionskort är anslutet till GPIO-kontakten med en kabel (medföljer, men ange när du beställer, om paketet byts ut). Expansionskortet har knappar, en piezo-emitter (den så kallade summern) och en LED.

 

 

För att kommunicera med miljön använder BASIC-modeller en serieport, medan modeller med GPIO kan kommunicera direkt genom den. Vilket gör det möjligt att använda enheten oberoende utan ytterligare moduler. Figuren nedan visar beteckningen på displayelement utan GPIO, i själva verket är allt liknande.

Scheman, anslutning, kommunikation

För att ansluta ström till Nextion-skärmen finns det en speciell adapter för mikro-USB.

Med den kan du tillhandahålla ström till modulen, till exempel för att köra demoläge eller ansluta från en separat strömkälla, oberoende av enheten som är ansluten via serieporten.

Det finns fyra stiftkontaktar på displaykortet och fyra trådar kommer ut från kontakten för att ansluta till det:

• Röd - "+" kraft;

• Blå - TX (seriell gränssnittsutgång);

• Gul - RX (ingång av seriellt gränssnitt);

• Svart - GND alias “-” kraft.

Seriell port ansluts till en dator, mikrokontroller och andra saker, som vanligt - rx till tx, och tx till rx. Nedan följer ett exempel på ett visningsanslutningsdiagram till Raspberry Pi genom serieporten.

Att ansluta till Arduino är inte annorlunda.

Om du vill kommunicera med en dator eller visa firmware kan du använda en USB-UART-adapter, till exempel den som visas nedan. Observera att du också kan använda ARDUINO-kort inte för det avsedda syftet, utan som en USB-UART-omvandlare för att ansluta olika enheter till en dator och deras firmware.

Nextion-redaktör

Som redan nämnts finns det speciell programvara för att arbeta med skärmar - Nextion Editor. Du kan ladda ner den från den officiella sajten.

Efter installation och inkludering ser du följande:

För att börja arbeta måste du klicka på knappen "ny", ange var det nya dokumentet ska sparas och välj en visningsmodell.

I figuren indikerar siffrorna:

1. Verktygsområde (text, siffror, knappar, inmatningsfält, reglage etc.).

2. Området där nedladdade teckensnitt och bilder visas.

3. Fönstret för att mata ut sammanställningsresultat.

4. Fönster för att visa koden för element och händelser (visas i bilden nedan på exemplet med en reglage).

5. Visning av elementens attribut.

6. Lista över sidor (en sida är en grupp av objekt som visas på displayen.)

7. Skärmens visningsområde.

8. Börja kompilering av kod.

9. Ladda ner till UART-skärmen

För att hitta filen för firmware med ett micro SD-kort måste du klicka på File-open build-mappen, en mapp med dem öppnas. Var uppmärksam på adressen. .TFT-filen kommer att namnges på samma sätt som HMI-projektfilen.

Programmet har möjlighet att simulera för att verifiera hur projektet fungerar, med stöd för att ansluta en extern styrenhet som det kommer att fungera med. Det vill säga, för att designa och koppla ihop med externa styrenheter behöver du inte ens köpa en skärm - du kan prova gratis om den här enheten är lämplig för dina uppgifter.

Exempel på användning

Tänk på ett litet urval av projekt där den här skärmen är användbar! Ett utmärkt exempel på användning är automatisering för ett smart hem med temperatur, luftfuktighet, läckagesensorer och körreläer. Här fungerar Nextion-displayen med Arduino.

Enkel klocka med larm:

Ett projekt av en väderstation som fungerar via Wi-fi med ESP32:

Mobiltelefon från skärm och Arduino:

Enkel till komplex NEXTION Displayträning

Totalt 76 lektioner med en total varaktighet på 25 timmar. Kursen täcker ett mycket brett spektrum av frågor: ansluta skärmen, blinka, skapa projekt, ställa in driftsätt, grafisk design av projekt och hantera externa enheter direkt från skärmen eller använda en hjälpmikrokontroller.

Särskild tonvikt i kursen läggs på att studera driftsätt, kommandon för inspelning av manus och skapa grafisk design av projekt. Fördelen med kursen är en mycket detaljerad analys av alla funktioner i Nextion-skärmar. Kursen kommer att vara särskilt intressant för fans av Arduino.

slutsats

Som ni ser är Nextion-skärmar inte bara en utgångsenhet, utan en komplett funktionell enhet. När du gränssnittar med någon mikrokontroller som använder seriell port är det möjligt att implementera projekt av både amatör- och helt industriella applikationer. En fluga i salvan är deras relativt höga kostnad - den billigaste versionen av BASIC-linjen kostar $ 16,4, och den dyraste förbättrade $ 88-108. Även om operatörspaneler från tillverkare av industriell utrustning trots allt är jämförbara är en storleksordning och något dyrare.