Las pantallas TFT controladas por el chip ST7789VI son una excelente opción para proyectos de Arduino y otros microcontroladores. Estas pantallas, pequeñas pero de alta resolución, permiten visualizar gráficos, texto e imágenes de una forma clara y precisa. Sin embargo, su integración puede ser un tanto desafiante para quienes no están familiarizados con protocolos como SPI o los requerimientos de alimentación y control. En esta guía, vamos a profundizar en todos los aspectos de la conexión, el uso de bibliotecas y la configuración de estas pantallas con tu Arduino.
Además, aprenderás a conectarlas con diferentes placas como el NodeMCU ESP8266 y el clásico Arduino Nano. De esta forma, podrás aprovechar al máximo las capacidades gráficas y técnicas de este tipo de displays, ya sea para proyectos de Internet de las Cosas (IoT) o para cualquier otro tipo de aplicación, sin depender de tarjetas SD ni de circuitos complejos.
¿Qué es una pantalla TFT con controlador ST7789VI?
Las pantallas TFT (Transistor de Película Delgada) se caracterizan por ofrecer una calidad de imagen muy superior a otros tipos de pantallas como los LCD normales o las OLED más pequeñas. El controlador ST7789VI es el cerebro de estas pantallas, encargado de procesar las señales que le envía un microcontrolador como el Arduino o el ESP8266, y convertir esas señales en imágenes, colores y gráficos complejos.
Una de las grandes ventajas de estas pantallas es que utilizan el bus de comunicación SPI, lo cual simplifica la conexión con la mayoría de los microcontroladores, utilizando solo cuatro pines de control (SDA, SCL, RES y DC). Esto permite reducir considerablemente el cableado y son perfectas para proyectos compactos.
Conexión de la pantalla TFT con el chip ST7789VI
Para poder trabajar con estas pantallas, es fundamental saber cómo conectarlas correctamente a tu Arduino o ESP8266. Dependiendo del microcontrolador que utilices, la alimentación y los pines de conexión pueden cambiar ligeramente. A continuación, detallamos las conexiones más importantes.
Conexiones básicas:
- VCC: Se conecta a la señal de alimentación, que generalmente es 3.3V (no 5V para evitar daño en la pantalla).
- GND: Va conectado a tierra.
- SCL (a veces marcado como CLK): Es el pin del reloj serial y va al pin D13 en una placa Arduino Uno o Nano.
- SDA (también etiquetado como MOSI): Es el pin que envía los datos y se conecta al D11.
- RES: Se conecta al pin encargado de realizar el reinicio de la pantalla; en este caso, al D8 del Arduino.
- DC: El pin de comando/datos, que se conecta al pin D9.
En cuanto a las placas ESP8266, notarás que estas funcionan a 3.3V, por lo que no necesitarás preocuparte por adecuar los niveles de voltaje, como sí ocurre con Arduino, donde es necesario usar divisores de voltaje con resistencias para proteger el controlador de la pantalla.
Uso de bibliotecas en Arduino
Una vez tengas todas las conexiones hechas correctamente, necesitarás instalar algunas bibliotecas en el Arduino IDE. Para trabajar con estas pantallas, la opción más utilizada es la biblioteca Adafruit ST7789, que es altamente compatible con el hardware de estas pantallas y podemos usarla junto con la biblioteca Adafruit GFX para crear gráficos avanzados.
Para instalar las bibliotecas sigue estos pasos:
- Ve a Sketch -> Include Library -> Manage Libraries.
- Escribe ST7789 en la barra de búsqueda y selecciona la opción de Adafruit.
- Haz lo mismo para la biblioteca Adafruit GFX.
Con estas dos bibliotecas ya instaladas, estarás listo para escribir tu primer código y visualizar imágenes, texto o cualquier gráfico que desees.
Código básico para «Hello, World!» en pantalla TFT
Un buen punto de partida para poner a prueba la pantalla es mostrar un simple «Hello, World!» en la pantalla. A continuación, te mostramos un código básico que puedes usar para este fin. Recuerda que este código está diseñado para Arduino Uno o Nano, pero si estás usando otras placas, es probable que debas adaptar los pines.
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_ST7789.h>
#include <SPI.h>
#define TFT_CS 10
#define TFT_RST 8
#define TFT_DC 9
Adafruit_ST7789 tft = Adafruit_ST7789(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST);
void setup() {
tft.init(240, 240);
tft.setRotation(1);
tft.fillScreen(ST77XX_BLACK);
tft.setTextColor(ST77XX_WHITE);
tft.setTextSize(2);
tft.setCursor(50, 120);
tft.println("Hello World!");
}
void loop() {
// Nada que hacer en el loop
}
Este pequeño código inicializa la pantalla, la pone en posición horizontal y muestra el texto «Hello World» en el centro de la misma. Puedes experimentar con diferentes tamaños de texto o colores utilizando los métodos setTextColor, setTextSize, entre otros.
Capacidades gráficas de la pantalla ST7789VI
Las capacidades gráficas de estas pantallas son bastante completas. Con la biblioteca Adafruit GFX, puedes dibujar líneas, rectángulos, círculos y mucho más con unos pocos comandos. A continuación, te enumeramos algunos de los más utilizados:
- drawLine(x0, y0, x1, y1, color): Dibuja una línea desde el punto (x0, y0) hasta (x1, y1).
- fillRect(x, y, w, h, color): Dibuja un rectángulo lleno en la pantalla.
- fillCircle(x, y, r, color): Dibuja un círculo sólido con radio r desde el punto (x, y).
Estos métodos básicos te permitirán darle vida a tu pantalla rápidamente, pero la biblioteca también permite importar imágenes en formato Bitmap, lo cual es muy útil si deseas mostrar gráficos complejos.
Para trabajar con imágenes, necesitarás convertirlas previamente en un formato entendible por el Arduino, como explicamos más adelante.
Importar imágenes a la pantalla sin usar una tarjeta SD
Generalmente, cargar imágenes en una pantalla TFT requiere de una tarjeta SD adjunta, que almacene la imagen y permita cargarla desde esta. Sin embargo, podemos evitar este paso convirtiendo las imágenes a código bitmap y almacenándolas directamente en la memoria del microcontrolador.
El proceso es más sencillo de lo que parece. Solo necesitas usar algún software para convertir tu imagen y luego integrarla en un archivo de cabecera. Aquí te mostramos los pasos a seguir:
- Elige una imagen, preferiblemente de tamaño 240×240 píxeles (el tamaño del display).
- Utiliza un programa como LCD Image Converter para convertir la imagen a un array de valores.
- Guarda el array generado y copia los datos dentro del archivo header (.h) de tu proyecto Arduino.
A continuación, con el uso de la función pushImage() de la biblioteca Adafruit ST7789, puedes cargar ese array y visualizar la imagen en cuestión.
Recuerda que este método es ideal para proyectos pequeños y medianos, ya que las limitaciones de memoria del microcontrolador pueden jugar en tu contra si intentas cargar muchas imágenes grandes a la vez.
Finalmente, trabajar con pantallas TFT con ST7789VI en tus proyectos de Arduino o ESP8266 te abre un mundo de posibilidades gráficas. Con una correcta configuración y las herramientas de software adecuadas, podrás implementar interfaces vistosas y funcionales sin demasiados contratiempos.