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觸控屏

觸控屏不只是顯示器。它是顯示器加用戶輸入。它必須不僅顯示溫度或按鈕，還要告訴設備你在哪裡觸摸。

正因為如此，觸控屏幾乎總是比 OLED 更複雜。你需要選擇不僅大小和解析度，還要理解誰繪製介面、誰處理觸摸、使用什麼介面以及所選韌體是否支援它。

觸控屏何時有用

觸控屏在設備需要完整本地介面時是有意義的：

  • 選擇烘乾模式；
  • 設定溫度和時間；
  • 材料配置檔案列表；
  • 確認錯誤；
  • 手動風扇、照明或擋板控制；
  • Wi-Fi 設定；
  • 在不使用電話或電腦的情況下查看狀態。

如果你只需要顯示溫度、錯誤和模式，通常 OLED、幾個按鈕、編碼器或網路介面就足夠了。觸控屏增加成本、電源、外殼空間、韌體、電纜和另一個故障點。

主要問題：誰繪製介面

購買前，回答主要問題：用戶介面在哪裡。

有幾個不同的屏幕類別：

觸控屏類別和誰繪製介面

原始 TFT 是一個簡單的屏幕，帶有控制器如 ILI9341、ILI9488、ST7789，加上單獨的觸摸控制器如 XPT2046 或 FT5x06。你的微控制器或韌體繪製介面。這很靈活但需要代碼、記憶體、驅動程式和校準。

智能 UART/HMI 顯示器是帶有自己韌體和介面編輯器的屏幕，例如 Nextion。微控制器透過 UART 發送命令，屏幕顯示頁面和元素。這減少了 MCU 負載，但將你的專案綁定到該屏幕的工具和協定。

印表機 TFT（如 BTT TFT35）通常透過 UART 有自己的觸控屏模式，並通過 EXP 連接器進行經典 12864 LCD 模擬。此屏幕對 Marlin/3D 印表機主板很方便，但它不是任何 DIY 設備的通用面板。

Linux 主機的 HDMI/DSI/USB 屏幕就像 Raspberry Pi 或其他 Linux 電腦的常規監視器和觸摸設備。這適合 KlipperScreen，但不直接連接到小型 ESP32 作為簡單模組。

連接介面

觸控屏使用不同的介面。

常見的選項：

  • SPI - 通常在 ESP32/Arduino 的小型 TFT 上；
  • I2C - 通常在電容觸摸控制器上，有時在觸摸控制器上；
  • UART - 在智能顯示器和某些 3D 印表機 TFT 上；
  • EXP1/EXP2/EXP3 - 在與 3D 印表機主板相容的屏幕上；
  • HDMI + USB - 在 Raspberry Pi 的 Linux 屏幕上；
  • DSI - 在某些 Raspberry Pi 屏幕上；
  • 並行 RGB/8080 - 在更快的 TFT 上，但更多線路和要求。

你不能僅按對角線選擇屏幕。兩個 3.5" 屏幕可能完全不同：一個 SPI 模組用於 ESP32，第二個 UART 面板有自己的韌體，第三個 HDMI 屏幕用於 Raspberry Pi。

電阻和電容觸摸

觸摸部分也不同。

電阻觸摸：

  • 對手指、手寫筆或指甲按壓有反應；
  • 通常需要校準；
  • 通常對手勢不太好；
  • 可以更便宜；
  • 搭配控制器如 XPT2046 的應用。

電容觸摸：

  • 對手指有反應；
  • 通常使用更舒適；
  • 可以支援多個觸摸；
  • 通常有單獨的控制器如 FT5x06、GT911 系列；
  • 在厚手套和某些保護套下工作更差。

對於車間設備，電阻觸摸有時更實用，因為你可以用指甲或手寫筆按下它。對於外殼上的漂亮面板，電容通常感覺更現代。

電源、背光和電流

TFT 屏幕比小型 OLED 吸取更多電源。主要的功耗是背光。

連接前，檢查：

  • 屏幕電源電壓；
  • 背光電流；
  • 你是否需要單獨的 5V 電源；
  • 背光亮度是否可調；
  • 邏輯等級是否相容；
  • 屏幕是否過載主板穩壓器；
  • 背光開啟時電源是否下降。

如果屏幕變白、閃爍、重新啟動控制器或丟失觸摸事件，首先檢查電源和接地，而不是介面代碼。

對於有加熱器的設備，屏幕不應該從隨意的弱腳位供電。它應該是清晰裕度的適當電源方案的一部分。

韌體和相容性

如果所選韌體不支援漂亮的屏幕是無用的。

對於 ESP32/Arduino 方法，你需要檢查：

  • 是否有顯示驅動程式；
  • 是否有觸摸控制器驅動程式；
  • 是否有足夠的 GPIO；
  • 緩衝區是否有足夠的 RAM/PSRAM；
  • 使用什麼圖形框架；
  • 誰將編寫菜單。

對於 ESPHome，檢查對特定顯示驅動程式和觸控屏元件的支援。例如，ILI9xxx 顯示器和 XPT2046 觸摸需要 SPI 和單獨的配置，電阻觸摸需要校準。

對於 Klipper，通常有兩個不同的世界：

  • 連接到 MCU 並在 Klipper 配置中描述的小型顯示器；
  • Linux 主機上的 KlipperScreen，屏幕作為監視器和觸摸設備工作。

KlipperScreen 通常需要一個 Linux 可以顯示桌面或控制台的屏幕。這與連接到印表機主板的小型 UART TFT 不同。

對於 Marlin/印表機主板，檢查特定屏幕是否支援所需的模式：UART 觸摸模式、12864 模擬、EXP1/EXP2/EXP3、韌體配置中的特定控制器類型。

智能顯示和 Nextion 類屏幕

智能顯示是方便的，因為屏幕存儲頁面、按鈕、字體和圖像。控制器通過 UART 發送命令並獲得觸摸事件。

優點：

  • 減少了微控制器的負載；
  • 主韌體中的圖形代碼較少；
  • 你可以在屏幕編輯器中繪製介面；
  • 只需要 UART 和電源。

缺點：

  • 你需要學習單獨的編輯器和協定；
  • 介面通常存儲在屏幕中；
  • 更難讓 UI 和設備韌體版本保持同步；
  • 並非所有元素的行為都像普通應用程式；
  • 更換屏幕可能需要重新設計。

對於簡單的設備，如果你需要一個好面板而不是 Linux 主機，智能顯示可能是一個好的解決方案。但它不是「正常的監視器」：它是一個帶有自己邏輯的單獨模組。

外殼、電纜和維護

觸控屏是用戶用手觸摸的東西。所以機械很重要，而不只是線路。

提前檢查：

  • 屏幕不在熱區；
  • 有框架或保護性安裝；
  • 開蓋時電纜不急劇彎曲；
  • 電纜可以斷開進行維護；
  • 連接器無法向後進入；
  • 外殼不按屏幕；
  • 如果需要，可以訪問 SD 卡或 USB 進行更新；
  • 用戶在使用屏幕時不接觸電源零件；
  • 觸摸/顯示線路與加熱器線路分開。

對於有加熱器的設備，最好將屏幕移到用戶區，遠離熱空氣和電源零件。

購買前要檢查的事項

購買觸控屏前，檢查：

  • 對角線和解析度；
  • 顯示類型：原始 TFT、智能 UART、印表機 TFT、HDMI/DSI；
  • 顯示介面；
  • 觸摸介面；
  • 顯示控制器：例如 ILI9341、ILI9488、ST7789；
  • 觸摸控制器：例如 XPT2046、FT5x06、GT911；
  • 電源和背光電流；
  • 邏輯等級；
  • 韌體中的支援；
  • 文件和示例的可用性；
  • 程式庫的可用性；
  • RAM/PSRAM 要求；
  • 主板尺寸、孔和電纜；
  • 工作溫度；
  • 韌體/介面更新方法。

如果產品描述缺少顯示控制器、介面、電源和連接示例，最好不要將這樣的屏幕用於你的第一個專案。

常見錯誤

  • 購買了「適用於 Arduino」的屏幕，但專案是 Linux 上的 KlipperScreen；
  • 購買了 HDMI 屏幕並嘗試直接連接到 ESP32；
  • 購買了 UART 智能顯示但期望它像普通 TFT 工作；
  • 選擇了原始 TFT 但沒有計畫時間用於菜單和圖形代碼；
  • SPI 顯示器和觸摸控制器的 GPIO 不足；
  • 屏幕緩衝區的 RAM 不足；
  • 未檢查觸摸控制器；
  • 未校準電阻觸摸；
  • 屏幕由於背光電源弱而閃爍；
  • 電纜靠近加熱器電源線運行；
  • 屏幕安裝在熱區；
  • 介面看起來不錯，但主要錯誤很難看到。

要點

按建築而不是對角線選擇觸控屏。首先決定誰繪製介面：微控制器、屏幕本身、印表機韌體或 Linux 主機。然後檢查介面、電源、觸摸控制器、韌體支援和外殼機械。

對於簡單的加熱器、烘乾機或過濾器，通常 OLED、按鈕或網路介面就足夠了。當用戶真正需要本地介面時才使用觸控屏。

參考資料