Desenvolvimento de display utilizando o método de demultiplexação e persistência da visão

Resumo

Este trabalho foi desenvolvido com a metodologia PBL durante o 2º semestre do 2º ano do curso de Engenharia de Computação da Escola Politécnica da UNINTER, e aplica os conceitos de demultiplexação e persistência da visão para desenvolver um letreiro digital com três displays de 7 segmentos de LEDs, a partir de três circuitos integrados demultiplexadores (um circuito integrado para cada display de 7 segmentos) de oito saídas Texas Instruments CD74HC4051E, e o Arduino UNO R3 para controlar o sistema. Como este modelo de Arduino não tem portas suficientes para ativar simultaneamente três displays de sete segmentos sem o método da demultiplexação, recorreu-se à combinação dessas duas técnicas, cuja utilidade em um protótipo se comprovou pelo resultado positivo, através de estratégia de hardware que permitiu controlar três displays com a implementação, no firmware do Arduino, do controle de demultiplexação com a devida taxa de atualização para persistência visual da informação, além da decodificação para 7 segmentos. Porque o letreiro permite exibir apenas três caracteres simultaneamente, implementou-se a exibição de mensagens de forma que os caracteres alternassem sua posição entre os display em um movimento da direita para a esquerda, possibilitando visualizar mensagens com mais caracteres de maneira corrida.

Palavras-chave: Arduino; demultiplexador; display de 7 segmentos.

Abstract

This work was developed with the PBL methodology during the 2nd semester of the 2nd year of the Computer Engineering course at Escola Politécnica da UNINTER, and applies the concepts of demultiplexing and persistence of vision to develop a digital sign with three 7-segment LED displays, from three demultiplexer integrated circuits (one integrated circuit for each 7-segment display) of eight outputs Texas Instruments CD74HC4051E, and the Arduino UNO R3 to control the system. As this Arduino model does not have enough ports to simultaneously activate three 7-segment displays without the demultiplexing method, we resorted to the combination of these two techniques, whose usefulness in a prototype was proven by the positive result, through a hardware strategy that allowed controlling three displays with the implementation, in the Arduino firmware, of the demultiplexing control with the proper refresh rate for visual persistence of the information, besides the decoding for 7 segments. Because the sign allows displaying only three characters simultaneously, the message display was implemented in a way that the characters alternate their position between displays in a right-to-left movement, making it possible to visualize messages with more characters in a race.

Keywords: Arduino; demultiplexer; Seven-segment Display.

Resumen

Este trabajo se desarrolló con la metodología PBL, durante el segundo semestre del segundo año del curso de Ingeniería en Computación de la escuela Politécnica de la UNINTER y aplica los conceptos de demultiplexación y persistencia de visión para desarrollar un letrero digital con tres displays de 7 segmentos de LED, a partir de tres circuitos integrados demultiplexores (un circuito integrado para cada display de siete segmentos) de ocho salidas Texas Instruments CD74HC4051E, y el Arduino UNO R3 para controlar el sistema. Como ese modelo de Arduino no tiene entradas suficientes para activar simultáneamente tres displays de siete segmentos sin el método de demultiplexación, se recorrió a la combinación de esas dos técnicas, cuya utilidad en un prototipo fue comprobada con resultado positivo, por medio de estrategia de hardware que permitió controlar tres displays con el uso, en el firmware de Arduino, del control de demultiplexación con la debida tasa de actualización para persistencia visual de la información, además de la decodificación para siete segmentos. Una vez que el letrero permite exhibir apenas tres caracteres simultáneamente, se implementó la exhibición de mensajes de forma que los caracteres alternaran su posición entre los displays, en un movimiento de derecha a izquierda, permitiendo visualizar mensajes con más caracteres de manera corrida.

Palabras-clave: Arduino; demultiplexor; display de 7 segmentos.