Schede di breakout di Arduino con display TFT IPS per la prototipazione rapida dell'interfaccia utente

I display di piccole dimensioni e di alta qualità sono spesso la parte più visibile di qualsiasi prodotto embedded, eppure testarli e perfezionarli può rivelarsi sorprendentemente complesso. Collegare piccoli display a transistor a film sottile (TFT) può essere complicato a causa dei requisiti di tensione, interfaccia e retroilluminazione. Newhaven Display offre schede di breakout che risolvono questi problemi con traslazione di livello logico incorporata, driver di retroilluminazione integrati e connettori standardizzati, in modo che i progettisti possano testare rapidamente grafica, input tattile e firmware senza dover progettare un circuito di interfaccia personalizzato.

In ambienti industriali o commerciali, un display che perda la sua leggibilità quando viene inclinato è inaccettabile. I tradizionali display TFT spesso presentano inversione della scala di grigi e di alterazione del colore ad angoli fuori asse. Le schede di breakout NHD-2.4 (2,4") e NHD-2.8 (2,8") di Newhaven Display (Figura 1) utilizzano la tecnologia IPS (In-Plane Switching) con una modalità trasmissiva "normalmente nero". Offrono una pratica piattaforma per sperimentare con grafica full-color, interfacce tattili e feedback in tempo reale su dispositivi palmari, controller IoT e strumenti industriali.

Figura 1: Le versioni da 2,4" e 2,8" dei moduli di breakout di Newhaven integrano display a colori per prototipazione e test più rapidi delle interfacce utente. Agli angoli sono presenti dei fori per il fissaggio della scheda di breakout mediante viti o distanziatori. (Immagine per gentile concessione di Newhaven Display)

I moduli offrono una risoluzione di 240 × 320 con output full-color e ampi angoli di visione, e includono retroilluminazione a LED incorporata. Incorporano un controller del display ST7789VI, che gestisce l'indirizzamento dei pixel e il controllo del display, semplificando l'integrazione con i microcontroller, insieme a uno slot microSD incorporato per la memorizzazione delle immagini (Figura 2).

Figura 2: Vista posteriore della scheda di breakout compatibile con Arduino di Newhaven, che mostra le basette, i traslatori di livello logico, il driver per la retroilluminazione, lo slot microSD e il controller in CI. (Immagine per gentile concessione di Newhaven Display)

Essendo compatibili con Arduino, i moduli di Newhaven possono interfacciarsi con una varietà di altri microcontroller (MCU), incluse famiglie di dispositivi molto utilizzate come STM32, ESP32, PIC e RP2040. Gli sviluppatori possono realizzare rapidamente prototipi collegando i moduli a MCU differenti utilizzando una basetta sperimentale per testare velocemente circuiti, interfacce e input tattili. Qualsiasi MCU che supporti la comunicazione standard SPI o parallela a 8/16 bit può pilotare i display.

I moduli sono dotati di fori per basette standard con passo di 2,54 mm, garantendo la compatibilità con basette sperimentali senza saldature e cavi IDC a 20 pin. Il supporto integrato per schede SD è implementato con pin di interfaccia dedicati per SD_SDO (Serial Data Out), SD_CS (Chip Select) e SD_CD (Card Detect), consentendo l'accesso rapido e affidabile alle risorse memorizzate, come ad esempio le immagini ad alta risoluzione.

Le schede di breakout includono la traslazione di livello logico incorporata per il funzionamento a 3,3 V o 5 V, quindi gli sviluppatori devono assicurarsi che i livelli di tensione di un MCU siano compatibili e che questo possa fornire la velocità dati necessaria per aggiornare il display in modo efficace.

Applicazioni embedded con display compatti

I moduli sono adatti a una vasta gamma di applicazioni embedded in cui è richiesto un display compatto. Alcune versioni sono dotate anche di pannelli tattili resistivi o capacitivi. Tutti i modelli condividono la risoluzione di 240 x 320 e offrono driver per la retroilluminazione incorporata e fori di montaggio per una più agevole integrazione durante i test.

Le versioni disponibili includono varie opzioni di schermo, quali:

• HD‑2.4‑CTXP‑BREAKOUT è una versione da 2,4" con pannello QVGA 240 × 320 con interfacce parallela e SPI e un controller per display ST7789VI.
• NHD‑2.4C‑CSXP‑BREAKOUT incorpora un touchscreen capacitivo che consente l'interazione diretta con il display tramite le dita.
• NHD‑2.4R‑CTXP‑BREAKOUT utilizza uno strato touchscreen resistivo che risponde all'input di pressione anziché al multi-touch.
• NHD‑2.8‑CSXP‑BREAKOUT è un modulo breakout TFT IPS non tattile da 2,8" con la stessa risoluzione QVGA di 240 x 320, che distribuisce lo stesso numero di pixel su un'area fisica più ampia per fornire una zona di visualizzazione maggiore per elementi dell'interfaccia, testo e grafica.
• NHD‑2.8C‑CSXP‑BREAKOUT fornisce un pannello tattile capacitivo per consentire l'interazione dell'utente direttamente sulla superficie del display, conservando al contempo le funzionalità principali del display e il tipo di controller.
• NHD-2.8R-CSXP-BREAKOUT è la versione con touchscreen resistivo del modulo da 28".

Conclusione

I moduli di breakout NHD-2x-CTXP e NHD-2x-CSXP di Newhaven Display consentono ai progettisti di testare in modo iterativo un'ampia gamma di funzionalità di input e di esperienza utente prima di scegliere il layout hardware finale. Gli ampi angoli di visione e la precisione dei colori dei pannelli IPS consentono una progettazione accurata dei display per le applicazioni embedded.