Informática Industrial

Pantallas LED de 7-segmentos - Populares, eficaces y fáciles de implementar.

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En el mundo digitalizado actual, varios tipos de pantallas desempeñan un papel importante. Nos proporcionan información, nos ayudan a navegar, permiten la comunicación y proporcionan los datos necesarios. Entre estos dispositivos extremadamente útiles, las pantallas LED de 7-segmentos ocupan un lugar único debido a su simplicidad, legibilidad y amplia aplicación.


• Cómo se construye una pantalla LED
• Método de visualización de caracteres en pantallas de 7-segmentos.
• Pantallas con más segmentos
• Microcontroladores en el control de pantalla
En el artículo discutiremos en detalle las pantallas LED de 7-segmentos, veremos su construcción, aplicaciones, método de control e importancia en el mundo moderno de la electrónica. Desde indicadores simples hasta dispositivos avanzados, estos componentes pequeños pero versátiles desempeñan un papel clave en nuestras vidas, ayudándonos a comprender e interpretar la información generada por los dispositivos en forma digital. Prepárate para viajar alrededor del mundo con las pantallas LED y descubre cómo influyen en nuestra vida cotidiana y se desarrollan con el progreso tecnológico.

Construcción y operación de pantallas LED.



descripción de segmentos

Las pantallas de 7-segmentos LED son una parte integral de muchos dispositivos electrónicos y garantizan una visualización clara de números, letras y caracteres alfanuméricos. Su construcción es relativamente sencilla, lo que los hace extremadamente eficaces y fiables. Las pantallas de 7-segmentos se basan (como su nombre indica) en siete segmentos, que en realidad son diodos LED con una forma y color específicos. Cada uno de estos segmentos suele estar marcado con una letra de la "a" a la "g". Estos segmentos están dispuestos para formar una figura de 8, con tres segmentos horizontales (superior, medio e inferior) y cuatro segmentos verticales que forman los lados. Normalmente, también puede encontrar un segmento marcado como "dp" en la pantalla, que se interpreta como un punto o una coma.
Cada pantalla LED de "segmento" está formada por más o menos elementos semiconductores que emiten luz como resultado de la corriente eléctrica que fluye a través de ellos. Los segmentos están hechos de un material difusor de luz (normalmente de color lechoso) para garantizar una iluminación uniforme. Estos diodos están conectados de dos maneras: configuración con un ánodo común o un cátodo común. En las pantallas con un ánodo común, todos los pines positivos de los segmentos LED están conectados en un punto; de manera similar, las pantallas con un cátodo común tienen un solo pin para todos los patas negativas.
El funcionamiento de las pantallas de 7-segmentos es bastante sencillo e implica encender los segmentos adecuados para crear los caracteres deseados. Controlador, como un microcontrolador o sistema integrado, controla la corriente que fluye a través de los LED individuales, dependiendo del dígito o carácter que se va a mostrar. Por ejemplo, para mostrar el número "1", los segmentos "b" y "c" se activan y los segmentos restantes se desactivan.
Gracias a su estructura y control simples, las pantallas de 7-segmentos son extremadamente populares en dispositivos como calculadoras, relojes, medidores, termómetros y muchos otros que requieren mostrar números o caracteres básicos. Estas pantallas no sólo son eficaces y fiables, sino que también son perfectamente visibles tanto en habitaciones bien iluminadas como en la oscuridad, lo que las hace insustituibles en la electrónica cotidiana. La oferta de TME incluye pantallas de este tipo en muchos tamaños, desde miniaturas utilizadas en pequeños aparatos electrónicos hasta modelos enormes utilizados en estadios deportivos. Las pantallas también se pueden seleccionar en términos de color y brillo.


Codificación de caracteres
La codificación de caracteres en pantallas de 7-segmentos es un aspecto clave en el proceso de mostrar información de forma eficaz y legible. Existen varios métodos de codificación, los dos más populares son la codificación latina (también conocida como codificación decimal codificada en binario (BCD)) y la codificación hexadecimal. Además, el significado del punto en las pantallas de 7-segmentos es un elemento adicional importante para una visualización precisa de los datos.

Tabla de codificación BCD (https://www.electrical4u.com/bcd-to-seven-segment-decoder/)
La codificación latina, también conocida como BCD, es una de las formas más comunes de codificar dígitos en pantallas de 7-segmentos. Implica asignar un código binario único (normalmente de 4-bits) a cada dígito del 0 al 9 y algunos caracteres alfanuméricos, como las letras de la A a la F. Cada código binario está asociado a un conjunto específico de segmentos LED que deben encenderse para mostrar un número o carácter específico.

Tabla de codificación HEX (https://bcisnotes.com/secondsemester/digital-systems/hexadecimal-to-seven-segment/)
La codificación hexadecimal, también llamada codificación hexadecimal, se utiliza para mostrar caracteres alfanuméricos en el sistema hexadecimal (los dígitos 0-9 y las letras de la A a la F). En este caso, a cada dígito o letra se le asigna un código hexadecimal único (4-bit u 8-bit), que corresponde a la activación de los segmentos LED correspondientes. Esta codificación es particularmente útil en aplicaciones donde los datos se representan en hexadecimal, como la programación de microcontroladores o dispositivos que funcionan en modo de diagnóstico.

Todos los estados posibles de la pantalla de 7-segmentos (https://pl.wikipedia.org/wiki/Wyświetlacz_siedmiosegmentowy)
El punto en una pantalla de 7-segmentos desempeña un papel importante a la hora de mostrar datos específicos y precisos, especialmente en el caso de piezas fraccionarias. Habilitar el segmento "dp" junto a un dígito determinado permite que se muestre como un valor fraccionario. Por ejemplo, para mostrar el número 3.14 se incluirá el segmento "dp" junto al número 3, aunque vale la pena saber que hay diseños en los que el punto se coloca antes del carácter. En este caso, se iniciará el segmento "dp" en el dígito 1.
La codificación de caracteres y el control preciso de los segmentos, incluido el punto, en las pantallas de 7-segmentos son cruciales para mostrar información y datos diversos de una manera clara e intuitiva, lo que hace que estas pantallas sean irremplazables en muchas aplicaciones electrónicas.


Más segmentos – más posibilidades

Además de las pantallas populares de 7-segmentos, también hay pantallas con un mayor número de segmentos, como los de 8 y 9 segmentos,14-segmentos, 16-segmentos e incluso de 22-segmentos. Estos diseños más avanzados introducen nuevas capacidades de visualización de caracteres y se utilizan en aplicaciones específicas donde se requiere mayor flexibilidad y precisión. Obtenemos posibilidades aún mayores al utilizar matrices LED que nos permiten mostrar gráficos simples.Las pantallas de 8 y 9 segmentos agregan segmentos adicionales en comparación con los tradicionales 7-segmentos, lo que permite mostrar más caracteres alfanuméricos y símbolos especiales. A menudo se utilizan en paneles de control y dispositivos de medición donde se requiere mostrar información más extensa. Las pantallas de 14-segmentos, 16-segmentos y 22-segmentos son diseños aún más avanzados que pueden mostrar caracteres más complejos, incluidas muchas letras, números y caracteres especiales. Gracias al mayor número de segmentos, estas pantallas se utilizan en anuncios luminosos, paneles informativos, instrumentos musicales y dispositivos médicos, donde la visualización precisa de distintos contenidos es un elemento clave.
Las pantallas ampliadas con más segmentos de luz aumentan la capacidad de mostrar información más diversa y compleja, lo cual es importante en el mundo actual donde el público espera pantallas cada vez más avanzadas e interactivas. Sus aplicaciones cubren campos como la electrónica de consumo, la industria, la medicina, la publicidad y muchos otros. Otra solución que aporta mayores posibilidades es el uso de displays de 7-segmentos conectados por parejas, tres o incluso cuatro. Gracias a la vivienda común, las señales posteriores se adaptan perfectamente.

Control de pantalla LED
Controlar las pantallas de segmentos es un elemento clave del proceso de visualización de información. Hay varias formas de controlar pantallas de 7-segmentos, según la complejidad de la aplicación y la precisión de los datos mostrados. La solución tradicional es controlar la pantalla mediante circuitos digitales/lógica digital en código BCD. En este enfoque, cada dígito o carácter está controlado por un decodificador apropiado. Este tipo de sistemas son estructuras combinacionales, cuya entrada es el código BCD del carácter, y en base a él se activan salidas específicas del sistema conectado a la pantalla. Se trata de un método eficaz, pero que requiere algo de tiempo, cuya implementación es bastante compleja en comparación con las soluciones más modernas basadas en microcontroladores.
Hoy en día, una solución común es controlar pantallas de 7-segmentos mediante microcontroladores. Ofrecen mucha mayor flexibilidad y precisión en la visualización de datos. El circuito programable pasa datos a la pantalla y decide qué segmentos activar para mostrar números, letras o caracteres especiales. Este enfoque permite el control dinámico de la pantalla, lo que permite cambios suaves en el contenido mostrado. En los sistemas basados en microcontroladores, la técnica de multiplexación se utiliza a menudo, especialmente en diseños que incluyen más de una pantalla de 7-segmentos. Esto implica cambiar entre pantallas sucesivas de una manera muy rápida (a menudo invisible para el ojo humano), de modo que cada pantalla se activa durante un corto período de tiempo. Es decir, sólo se enciende una de las pantallas a la vez, el resto se apagan en ese momento. Esto le permite utilizar el mismo conjunto de pines del microcontrolador para controlar segmentos de todas las pantallas. Esta es una solución eficiente que ahorra recursos de CPU.
El control de pantallas de 7-segmentos es un aspecto clave del diseño de muchos dispositivos electrónicos y la selección del método apropiado depende de las necesidades de la aplicación y los recursos disponibles. Independientemente de la tecnología elegida, las pantallas de 7-segmentos siguen siendo elementos insustituibles en muchos ámbitos del mundo tecnológico.


Artículo cedido por Transfer Multisort Elektronik

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