Добавление емкостного сенсорного дисплея в BeagleBone Black
Разработчики и инженеры, которые хотят создавать интуитивно понятные интерфейсы для промышленной и домашней автоматизации, часто ищут ЖК-дисплеи с минимальным взаимодействием кнопок. Емкостные дисплеи устраняют необходимость любых кнопок при сохранении интерактивности. Кроме того, часто необходимо войти в систему или обновить системы удаленно. BeagleBone в сочетании с емкостным сенсорным ЖК-дисплеем является платформой для разработки небольших, экономичных решений.
BeagleBone Black - недорогая, поддерживаемая сообществом платформа разработки. Платы BeagleBone разработаны как альтернативы с открытым исходным кодом для других платформ разработки, что позволяет дизайнеру или инженеру начать разработку с помощью BeagleBone и продвигаться к собственным пользовательским системам с использованием того же оборудования. Доступны все схемы, файлы макета и спецификация материалов.
Плата основана на системе Texas Instruments Sitara AM335x на чипе Cortex A8 ARM-процессоре. Ядро процессора работает на частоте 1 ГГц, имеет графическое ядро PowerVR SGX 530 и подключено до 512 МБ маломощной памяти DDR3L с тактовой частотой 400 МГц. Периферийные устройства включают до 65 GPIO, один порт USB 2.0, 10/100 Ethernet-разъем, слот microSD для хранения и мини-разъем HDMI.
BeagleBones используют штабелируемые дочерние доски под названием «capes» для подключения широкого спектра платформ разработки на уровне сообщества, добавляющих функциональность от ЖК-дисплеев и драйверов двигателей до сотовых модемов и модулей GPS / GPRS. Пример ряда ЖК-дисплеев, разработанных специально для BeagleBone Black, относится к серии GEN4, выпускаемой 4D Systems. Их диапазон включает в себя 4, 3, 5, 0 или 7, 0-дюймовые первичные дисплеи для прямого взаимодействия с пользователем и отображения информации.
Эти дисплеи доступны как с резистивным касанием (GEN4-4DCAPE-xxT), емкостным касанием (GEN4-4DCAPE-xxCT), так и без касания (GEN4-4DCAPE-xx), где xx - 43, 50 и 70. Дополнительная внешняя кнопка плата доступна для таких действий, как вверх, вниз, влево, вправо, вводить / возвращать, подавать питание и перезагружать или в соответствии с требованиями пользователя.
Емкостный сенсорный дисплей оснащен профессионально выглядящей обложкой, которая представляет собой стеклянный фронт с нависающими краями, позволяя отображать дисплей непосредственно в панели с использованием специального клея на нависающем стекле.
Начиная
Чтобы встать и пойти с BeagleBone Black с 4D Systems LCD Cape, необходимы следующие пункты:
- BeagleBone Black
- 4D-системы 4.3 "ЖК-дисплеи
- 4D Systems 4.3 "Cape Adapter
- Карта MicroSD 4 ГБ
- USB-адаптер для микро SD-карты
- 5 В, 2 A блок питания
- Мини-USB-кабель USB
- Беспроводная клавиатура и мышь (опция)
- Кабель Ethernet RJ45 (дополнительно)
Одной из привлекательных особенностей BeagleBone является гамма опций для взаимодействия с устройством. Используя только мини-кабель USB, пользователь может подключить плату и использовать последовательный интерфейс, например Putty.exe или Terraterm, для входа в командную строку. Имя пользователя по умолчанию - «debian», а пароль - «temppwd».
В качестве альтернативы, BeagleBone будет регистрироваться как USB-устройство на хост-машине, после того, как будут установлены правильные драйверы USB-сети, пользователь сможет войти в систему BeagleBone через интерфейс веб-сервера, работающий на плате (Chrome или Firefox, Internet Explorer не поддерживается) на странице //192/168.7.2 - см. рис. 1. В этом интерфейсе веб-сервера можно писать сценарии в BoneScript в Cloud9 IDE, которая является библиотекой Node.js, оптимизированной для семейства Beagle, используя знакомые Вызов функции Arduino.
Рисунок 1. Интерфейс веб-сервера, работающий на BeagleBone Black
Сосредоточив внимание на использовании 4D Systems LCD Cape с отключением питания, подключите адаптер 4D cape к BeagleBone Black. Будьте осторожны с правильной ориентацией и не согните ни одного из контактов, так как это может повредить плащ. Затем присоедините либо конец прилагаемого 30-канального кабеля FFC к дисплею 4DCAPE. Экспонированный металл должен указывать вверх, а синий элемент жесткости должен стоять перед печатной платой, как показано на рисунке 2.
Рисунок 2. BeagleBone Black 4DCape Adapter для ЖК-дисплея
Подключите другую сторону кабеля FFC к плате адаптера, убедившись, что открытые металлические панели обращены вверх, как показано на рисунке 3. Если вы прикрепляете какие-либо другие накидки, убедитесь, что нет конфликтов контактов, проверяя схемы BeagleBone. На рисунке 3 EEPROM можно увидеть на обратной стороне ЖК-мыса, который имеет выбираемый адрес I2C через DIP-переключатель. Это можно использовать для разрешения конфликтов адресов I2C с любыми другими подключенными устройствами I2C.
Рисунок 3. Назад 4, 3-дюймового системного ЖК-дисплея
BeagleBone поставляется с Debian 3.8.13 на встроенной 4 ГБ eMMC NAND Flash, которая, к сожалению, не содержит правильных драйверов или наложений для этого дисплея. Можно обновить дистрибутив Linux, но это займет немного больше времени. Самый быстрый способ встать и пройти - пройти через этот учебник, чтобы загрузить последнюю версию Debian на 4-гигабайтную карту microSD (4.4.54 на момент написания). Загрузка дистрибутива Debian Linux может занять 30 минут и более, и запись на микро SD займет еще 20 минут. Другие дистрибутивы Linux, такие как Angstrom и Android, также поддерживают 4DCAPE, но требуют больше работы, чтобы встать и уйти.
Вставьте карту microSD в держатель на нижней стороне BeagleBone, а питание выключено. Удерживайте кнопку BOOT (см. Рис. 4) и вставьте вилку 5 VDC. Кнопка BOOT немного затруднена при подключении 4DCAPE, но должна быть установлена небольшая отвертка. 4DCAPE потребляет значительный ток (типичный 620 мА для GEN4-4DCAPE-43CT), который намного превосходит любой USB-порт, поэтому требуется внешний источник питания 5 В / 2 А. Разъем USB не будет подавать питание на мышь 4D, если перемычка для пайки на вершине платы адаптера 4DCAPE не будет разрезана и не разблокирована.
Рисунок 4. BeagleBone Черные периферийные устройства и расположение кнопок
Через минуту или две экран должен быть белым, затем можно увидеть мигающий курсор вверху в правом верхнем углу. Подключите мини-кабель USB к BeagleBone, когда он подключен, а другой конец - к компьютеру. Запустите последовательный сеанс с использованием Putty.exe или Terraterm со следующими настройками: 115200, 8, N, 1. По умолчанию имя пользователя - «debian», а пароль - «temppwd». Обратите внимание, что при подключенном ЖК-дисплее невозможно получить доступ к интерфейсу веб-сервера.
Включение графического интерфейса
Емкостный сенсорный экран не работает в командной строке, поэтому имеет смысл использовать графический интерфейс. Чтобы активировать графический интерфейс, необходимо внести небольшие изменения в файл /boot/uEnv.txt. Vi, Vim и Nano - все текстовые редакторы командной строки Linux, которые можно использовать для редактирования этого файла. Ознакомьтесь с руководством для новичков в текстовом редакторе командной строки Nano.
Следующая команда откроет файл для редактирования:
sudo nano /boot/uEnv.txt
Перед редактированием любых файлов рекомендуется сначала создать резервную копию файла. Это можно сделать, используя следующую команду;
sudo cp /boot/uEnv.txt /boot/uEnv-Backup.txt
Найдите в файле uEnv.txt следующие строки и измените их на следующие. Это отключает интерфейс HDMI, который конфликтует с некоторыми выводами на мысе LCD.
##Beaglebone Black/Green dtb's for v4.1.x (BeagleBone White just works..) ##Beaglebone Black: HDMI (Audio/Video) disabled: dtb=am335x-boneblack-emmc-overlay.dtb ##Beaglebone Black: eMMC disabled: dtb=am335x-boneblack-hdmi-overlay.dtb ##Beaglebone Black: HDMI Audio/eMMC disabled: dtb=am335x-boneblack-nhdmi-overlay.dtb ##Beaglebone Black: HDMI (Audio/Video)/eMMC disabled: dtb=am335x-boneblack-overlay.dtb ##Beaglebone Black: wl1835 #dtb=am335x-boneblack-wl1835mod.dtb ##Beaglebone Black: replicape #dtb=am335x-boneblack-replicape.dtb ##Beaglebone Green: eMMC disabled dtb=am335x-bonegreen-overlay.dtb
После внесения изменений сохраните файл и перезагрузите его; shutdown -r сейчас
Это может занять до нескольких минут. В качестве альтернативы нажмите кнопку сброса на плате.
Теперь экран должен загрузиться в графический интерфейс Openbox. Полезно иметь клавиатуру и мышь, чтобы полностью взаимодействовать с интерфейсом, но это не совсем необходимо. Доступен только один порт USB 2.0, поэтому можно использовать беспроводную клавиатуру и мышь или концентратор USB.
Присоедините Ethernet-кабель к сетевому маршрутизатору с поддержкой DHCP, а доступ в Интернет можно получить через Qupzilla или Chromium. На рисунке 5 показан веб-браузер Qupzilla, работающий на 4, 3-дюймовом ЖК-дисплее.
Рисунок 5. Веб-браузер Qupzilla, работающий на ЖК-дисплее 4.3 "4D Systems
Из-за размера экрана некоторые из программ показывают только часть окна.
Вывод
Настройка BeagleBone Black и 4D Systems LCD Cape достаточно проста, что означает, что пользователь может получить развитие как можно скорее. Удобно, что наложения на экране доступны в последнем дистрибутиве BeagleBone Debian. Общее время настройки должно занимать менее 90 минут, включая время загрузки. После запуска и запуска доступны многочисленные опции через оконный менеджер Openbox.
Отраслевые статьи - это форма контента, которая позволяет отраслевым партнерам делиться полезными новостями, сообщениями и технологиями с читателями All About Circuits таким образом, что редакционный контент не очень подходит. Все отраслевые статьи подчиняются строгим редакционным правилам с целью предоставления читателям полезных новостей, технических знаний или историй. Точки зрения и мнения, выраженные в отраслевых статьях, являются точками партнера, а не обязательно для All About Circuits или его авторов.