Modulo BIG7SEG 2Display: Modulo para control de displays 7 segmentos 1.8 pulgadas (anodo y catodo comun)

Saludos! Hace tiempo ayude a un colega a controlar este tipo diplays de 7 segmentos y me ha regalado un par de ellos para hacer algun proyecto, especificamente un reloj digital (el cual veremos mas adelante en otro post). Lo primero fue revisar algun metodo para controlar varios displays de 7 segmentos (considerando usar algun microcontrolador para control principal) y lo mas comun serian los siguientes:

Hacer una multiplexacion con transistores en los comunes del displays y conectar los segmentos a algun puerto, considerando algun integrado o transistores para acoplar cada segmento por la corriente y voltaje que sonsumen.
Usar el driver MAX7219/MAX7221, el cual es un integrado especifico para el control de displays de 7 segmentos, dando la posibilidad de controlar hasta 8 digitos con una comunicacion serial (SPI) con el MCU, aunque la limitante que le veo es el costo del integrado (unos 13 dolares en Mouser).
Usar el 74HC595, comparado con el anterior el costo es mas accesible (unos 2 dolares en Mouser) y tambien nos permite comunicarnos de forma serial usando pocos pines del MCU.

Sponsor: PCBWay

Empresa manufacturera de PCBs y ensambles ubicada en China, con ya varios años en el mercado. Esta empresa nos permite realizar prototipos rápidos para nuestros desarrollos a medida., pero también permite realizar grandes producciones para proyectos comerciales. A continuación algunas características, si deseas saber mas o adquirir un servicio te recomiendo revisar su página.

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Bueno me he decidido usar el 74HC595, las razones pricipales bajo costo y tenia unos en casa, que me sobraron de otro proyecto, ademas habia visto esta pusblicacion en SETTOREZERO hacia tiempo y me habia parecido muy interesante, asi que decidi basarme en el modulo que el presenta para hacer mi version.

Circuito

Como dije anteriormente, el circuito esta basado en el modulo que usa Settorezero, la primera diferencia sera el tamaño de los displays, ya que yo estare majeando unos de 1.8 pulgadas, ademas que mi version soportara displays tanto de catodo como de anodo comun simplemente modificando los jumpers con los que cuenta la PCB, tambien esta pensado para usar solo dos digitos, aunque la idea es que puedas colocar mas en serie para poder tener 6 digitos (necesario, si es que queremos hacer un reloj con el formato HH:MM:SS, pero eso sera otra historia). Sin mas que decir aca el circuito que he utilizado (para apreciar adecuadamente reviso checar la seccion de descargas al final de post).

Notas:

El voltaje de alimentacion "VALIM" va a depender de los valores de voltajes de la hoja de datos del display, los displays que use dicen que esta entre 5.5V y 8V y como mi displays es rojo, yo he utilizado 5.5V.
Importante, los datos de control "SER, SRCLK, RCLK, SRCLR, OE" deben de ser de 5V para que funcione correctamente, esto se debe al voltaje que se usa en VALIM (tal vez en alguna version futura agregare algunos optoacopladores o transistores para poder usar voltajes de control de 3.3V).
El jumper SJ10 debe de colocarse para que funsione adecuadamente el circuito.
El jumper SJ1 es el encargado de seleccionar si se va a utilizar displays de anodo comun o catodo comun, importante mensionar que los dos displays tiene que ser del mismo tipo.
El pin VCC de "SV1, SV2 y SV3" NO se ocupa para esta version.
Los jumpers JP(2:9) se soldaran dependiendo de la pocicion del display LED1 pero esto se detallara mas adelante.

Diseño de la PCB

Con respecto al diseño, se ha utilizado Eagle para hacerlo, nada complejo ni tampoco formas especiales simplemente un pcb del rectangular del tamaño de dos displays de 7 segmentos de 1.8 pulgadas con perforaciones para fijarla en alguna carcasa.

Un punto importante que debo mencionar es que la PCB esta pensado para usar el integrado 74HC595 en encampsulado SSOP10 o TSSOP16, las resitencias y capacitores son de encapsulado 0805. Otro punto a considerar en la PCB es que podemos soldar el displays de decena "LED1" de dos formas diferente, la primera es de forma normal y la segunda es rotando el display 180 grados (reversa), para ello se ocupan los jumpers JP(2:9).

Recibiendo las PCBs:

Recalcar los agradecimientos a mi sponsor por patrocinar este proyecto y recomendarles sus servicios, arriva el enlace para mas informacion, con respecto a los PCBs me los he pedido en color amarillo ¿por que? simplemente para probar el color, llegando note un detalle en la calidad de mi logo (pero eso por un detalle en kicad al momento de importar mi imagen ya que tenia mucha resolucion), tambien me percate de un error en la serigrafia ya que en los jumpers coloque DN (Display Normal) y DA (Display Reverse, por lo tanto debio ser DR) y tambien las coloque al reves pero de eso se hablara mas adelante.

Soldar un display en modo normal:

En la siguiente vemos una foto del PCB con los displays soldados de forma normal, en donde se aprecia el punto de ellos esta del lado derecho.

La tarjeta con sus componetes soldados ha quedado de la siguiente forma, SV1 no se ha colocado ya que de momento no se usa, importante mensionar que debemos soldar el jumer JP10.

Para usar este modo es necesario configurar los jumpers JP(2:9) de la siguiente forma (rectangulos morados), debido a que se cometio un error en la serigrafia los jumpers SJ(6:9) estan al reves, por lo tanto las soldaduras entan invetertidas (en teoria deberian de soldarse del lado que dicen DN - Display normal, esto se corregira en la version 2.0 de la board).

Tambien es importante mensionar que SJ1 debe de soldarse el puente del lado correcto, en la serigrafia tenemos AC y CC (anodo comun y catodo comun respectivamente), asi se soldara dependiendo del display que vayamos a utilizar, en mi caso seran de anodo comun.

Soldar un display en modo reversa:

En la siguiente vemos una foto del PCB con los displays soldados de forma normal, en donde se aprecia el punto del primer displays del lado izquierdo (se ha rotado 180 grados) y el segundo esta de forma normal.

La tarjeta con sus componetes soldados ha quedado de la siguiente forma, SV1 no se ha colocado ya que de momento no se usa.

Para usar este modo es necesario configurar los jumpers JP(2:9) de la siguiente forma, si notamos nos daremos cuenta que SJ(2:5) estan del lado DA y SJ(6:9) estan del lado DN por lo que ya se habia mencionado antes.

¿Para que me sirve poder rotar un display?

Bueno la idea principal de esta board es hacer un reloj y justo para eso necesitamos tener mas modulos y poder hacer las uniones como se muestra en la siguiente foto. Con esta configuracion no tenemos que hacer cosas raras con el codigo, simplemente es mandar la señal como al resto de los displays y activas los puntos, si agregara un tercer modulo tendria el formato del reloj de la siguiente forma HH:MM:SS, de momento solo podriamos mostrar horas y minutos, pero ese tema lo platicaremos en otro post.

Practicas/ejemplos usando esta board:

Para probar todas y cada una de las configurariones soportadas por este board, hare un par de publicaciones con fotos de conexiones y codigo para que quede mejor comprendido estos puntos, asi que aca tenemos una lista de material disponible.

Proyectos usando esta board:

Como esta board es para poder usarse en algun proyecto donde se requiera tener displays de 7 segmentos de este tamaño, por mencionar algunos tendriamos algun rejojes, contadores, basculas, etc. asi que aca tenemos una lista de proyectos.

¿Donde puedo adquirir una PCB?

Como he mensionado antes, este proyecto esta patrocinado por PCBWay asi que como primera opción puedes mandar a pedir un par de PCBs desde este enlace, de esta forma me ayudas a que ellos puedan seguirme patrocidando con mas servicios. La segunda opcion es escargarte los Gerbers desde mi repositorio de GitHub.

Descargas:

Aquí el enlace directo para DESCARGAR los archivos disponibles, también puedes revisar o descargar la información desde mi repositorio en GitHub, si no sabes como descargarlo puedes checar aquí, bueno por el momento es todo si tienes dudas, comentarios, sugerencias, inquietudes, traumas, etc. dejarlas y tratare de responder lo mas pronto posible.

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