Etapa de potencia para repetición de Display 7 segmentos

[Rodry56]

Hola compañeros del foro!
Necesito repetir la lectura de temperatura mostrada por el display 7 segmentos de este controlador en displays mucho más grandes:

Encontré que los diplays son de cátodo común y la distribución de pines que manejan los estados lógicos de los segmentos a,b,c,d,e,f,g,. y los common de cada dígito, 4 en total.

Ahora el problema: Desconectando el pin común de uno de los displays verifico que el micro aplica 5V a los displays, pero sin ninguna resistencia de por medio!! Por lo que la caída de tensión en los leds, de 2V, es lo que impone la tensión entre el micro y los leds, es decir que no puedo sacar 5V, sino 2V. A menos que desconecte los common de cada displays (que dejarían de visualizarse), lo cual no me parece una buena solución.
Hay que sacar la menor corriente posible del micro, menos de 1mA, entonces para obtener la señal de los segmentos pensaba usar ULN2003, o ULN2803, pero según el datasheet

Es decir que con los 2V no estoy ni cerca de activar la salida del driver.
¿Alguna idea?

Pido disculpas si me equivoqué de sección, ya que aquí trato señales analógicas y digitales. ...

 

[Romyggar]

Hola compañeros del foro!
Necesito repetir la lectura de temperatura mostrada por el display 7 segmentos de este controlador en displays mucho más grandes:
http://www.novusautomation.com/catalogos/Imagens/t2-n322.jpg
Encontré que los diplays son de cátodo común y la distribución de pines que manejan los estados lógicos de los segmentos a,b,c,d,e,f,g,. y los common de cada dígito, 4 en total.

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Pido disculpas si me equivoqué de sección, ya que aquí trato señales analógicas y digitales. ...

Hola Amigo Rodry56

¿Quieres repetir la salida de los LEDs del Display verdad?

Aquí hay un esquema de como debes conectar el ULN2803
Nota: Reemplaza los LED´s por los segmentos del display, y el puerto LPT por las I/O´s que controlan el display.

Aquí hay un hilo en el foro que trata el asunto. Si miras todo el hilo, verás que hay varios esquemas publicados, y muchas sugerencias y dudas de foristas.

Me queda por decir, que básicamente, con 1 solo UNL2803, puedes alimentar los 2 juegos de displays, si calculas/distribuyes bien las corrientes de cada juego. Según sé, este CI aguanta 500mA en total (no recuerdo, mira con detalle el datasheet.). Aunque no es tan costoso este CI. Así que puedes usar los que necesites, según el número de displays individuales... depende de tí y de tus requerimientos.

Espero y te sea de ayuda!

Salu2.

 

[chclau]

Si la tension de salida no es suficiente para excitar al ULN... usa transistores para cada segmento.

 

[Rodry56]

@romyggar el problema es que a las salidas del uC obtengo 2V en vez de 5V.. Ya que el display está conectado directamente a dichas salidas, sin resistencia de por medio. Y necesito como mínimo 3.5V para las entradas del ULN.. Fijate la siguiente captura de osciloscopio:

En esta imagen estoy midiendo uno de los segmentos respecto a masa.. Por supuesto los 4 display están multiplexados. Por eso aparecen 2V dos veces y en una 5V, para el diplay al cual le desconecté el pin común que lo comandaba. Es decir en los displays se vería esto (pero el dígito correspondiente al decimal totalmente apagado):

@chclau quiero probar con comparadores, como LM339 en configuración no inversora, amplificando la salida de 2 a 5V y luego conecto al ULN2803.. que les parece?

 

[chclau]

Si me preguntás a mí... me parece muy complicado para algo que con transistores sólos se puede hacer. Si pudieras usar el ULN sólo estaría bárbaro, pero ya que no podés... con un transiistor por cada pata de segmentos más otro por cada enable se termina el asunto.

Desde luego, lo que vos proponés también debería funcionar, así que, si así lo querés... hacelo así, con comparadores. Mal no está, solo innecesariamente complicado.

 

[Rodry56]

@chclau Es que la corriente que saque debe ser despreciable. Si uso transistores tendré que hacer darlington para cada segmento y cada enable. Y para esa cantidad de transistores ya no se que es menos complicado. Gracias!

 

[Romyggar]

@romyggar el problema es que a las salidas del uC obtengo 2V en vez de 5V.. Ya que el display está conectado directamente a dichas salidas, sin resistencia de por medio. Y necesito como mínimo 3.5V para las entradas del ULN.. Fijate la siguiente captura de osciloscopio:
http://www.subirimagenes.net/i/130706015830114195.jpg

En esta imagen estoy midiendo uno de los segmentos respecto a masa.. Por supuesto los 4 display están multiplexados. Por eso aparecen 2V dos veces y en una 5V, para el diplay al cual le desconecté el pin común que lo comandaba. Es decir en los displays se vería esto (pero el dígito correspondiente al decimal totalmente apagado):
http://www.subirimagenes.net/i/130706015753590364.jpg

@chclau quiero probar con comparadores, como LM339 en configuración no inversora, amplificando la salida de 2 a 5V y luego conecto al ULN2803.. que les parece?

Amigo Rodry56

Vuelvo y pregunto: ¿Necesitas "repetir" la salida de un grupo de displays? (modifiqué la pregunta hecha originalmente)

>>>>>>>>>>>>> Criterios <<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
=> Condiciones:
- Entrada I/O en estado "on", o "1" = 2V.
- Entrada I/O en estado "off", o "0" = 0V (o casi cero voltios).
- I/O´s no desconectables, sin circuitería de potencia, ni resistores.

=> Requerimientos:
- Salida en estado "on" o "1" = 5V (ó > a 3.3V)
- Salida en estado "off" 0 "0" = 0V (ó casi cero voltios).

- No especificas datos de corriente y potencia (se asume esto)

>>>>>>>>>>>>>Mis soluciones (hipotéticamente hablando)<<<<<<<<<<<<<<<<

Solución 1: Usar compuertas con Schmitt-Trigger (ST).
- Como ejemplos tienes la 74XX14, 74XX132

- Aquí un listado de dispositivos lógicos con ST. (NXP semiconductor, a modo de ejemplo uso este fabricante).

- Hice una simulación de rectificador de voltaje (usando el principio de histéresis), para evitar los voltajes que no se consideran "lógicos" en la familia TTL. Usé 2 compuertas NOT con ST (74LS14). Simulación hecha en circuitmaker2000. (mirar adjunto). En la imagen se aprecia la conversión de 2V a 3.6V, y de 0V a 0.2V (Creo que te sirve)...además cada CI trae 6 inversores...así que has las cuentas.

Solución 2: Usar transistores en corte-saturación, para convertir los 2V en 5V.

Solución 3; Usar amplificadores operacionales, en modo amplificador no inversor, o en modo comparador de voltaje.

Puedes mirar aquí información con respecto a los niveles de voltaje coherentes en la familia TTL y CMOS.



Mi criterio:
-opción 1 , si quieres una solución rápida (alguna vez la usé para salir de apuros).
- opción 3 , si quieres algo mas estable (es decir, con parámetros de control a tu gusto = diseñar).
- opción 2 , es más a media aún, pero toma mas tiempo de diseño, implementación y calibración...además de espacio si quieres fabricar un PCB con el montaje...

Finalmente, dependiendo de la opción que tomes (habrán mejores, pero me baso en las que hé planteado), puede que prescindas de usar el uln2803 (por ejemplo, con transistores puedes incluir ganancia de corriente). Depende del consumo de los nuevos displays ¿Eres tan amable y nos cuentas que corriente en mA consume 1 segmento de estos displays?, bueno, lo digo porque puede que se me ocurra una solución mas eficiente...o mas "cool".

Salu2

 

[Rodry56]

Hola de nuevo romyggar, muchas gracias por tu amabilidad

Vuelvo y pregunto: ¿Necesitas "repetir" la salida de un grupo de displays? (modifiqué la pregunta hecha originalmente)

Sí, si bien puedo desoldar los displays que maneja el uC, tendría 5V en lugar de 2V, no me parece buena solución porque la idea es que esta repetición se verá en dígitos del tamaño de una hoja A4 cada uno.

=> Condiciones:
- Entrada I/O en estado "on", o "1" = 2V.
- Entrada I/O en estado "off", o "0" = 0V (o casi cero voltios).
- I/O´s no desconectables, sin circuitería de potencia, ni resistores.

Exacto

=> Requerimientos:
- Salida en estado "on" o "1" = 5V (ó > a 3.3V)
- Salida en estado "off" 0 "0" = 0V (ó casi cero voltios).

- No especificas datos de corriente y potencia (se asume esto)

En "on" debe ser mayor a 3.5V si usara el ULN.
La corriente debe ser despreciable para el uC del Novus, ya que no puedo arriesgarme a dañarlo.

Solución 2: Usar transistores en corte-saturación, para convertir los 2V en 5V.

La utilicé para controlar el común del display
2 BC558 (PNP) en Darlington para controlar el común de un display ánodo común, teniendo en cuenta que la señal la obtengo de un display cátodo común, con el pnp hago la inversión necesaria para controlar el de ánodo común.

Solución 3; Usar amplificadores operacionales, en modo amplificador no inversor, o en modo comparador de voltaje.

Utilicé LM339 (comparadores), comparando la señal proveniente de los segmentos del Novus con 1.5V en la pata no inversora, de esta manera, también invierto la señal que controla los segmentos del Novus, y así manejo los segmentos del display ánodo común.

¿Eres tan amable y nos cuentas que corriente en mA consume 1 segmento de estos displays?

Está muy difícil medirlo, tengo sacar el estaño que une la placa principal con la de los displays para introducir el amperímetro. Sin embargo, debe haber por encima de 20mA, ya que no usan resistencia. Le aplican 5V directos durante 1.5ms, con un período de 12ms hasta la próxima vez que se prende, lo cual supongo será el motivo de que no se quemen los segmentos (y brillan muuuy bien).
En todo caso, yo utilicé resistencias para mi display ya que podría dañar el comparador, que puede sumir hasta 50mA (que es mucho igual) cuando enciendo un segmento.

Mirá la siguiente imagen, que corresponde a la medición de la salida del segmento "a" del uC cuando se aplican 5V a los segmentos, uno de ellos no se encendía porque corté el contacto entre el uC y ese display para entender que sucedía.

subir fotos a internet

Ahora el 1er resultado de hoy

subir foto

Creo que ya está bastante encaminada la cosa, cambiando los comunes voy encendiendo cada número por separado. Claro quedará más bonito cuando conecte los 4 displays pero no dispongo de tantos BC558 por el momento

De nuevo muchas gracias!