Los display LED de 7 segmentos son componentes electrónicos omnipresentes en el mundo de la electrónica, utilizados para mostrar información numérica de manera clara y precisa. Su simplicidad, bajo costo y versatilidad los convierten en una opción popular para una amplia gama de aplicaciones, entre ellas unas de las mas conocidas una gran variedad de electrodomésticos de gama blanca como hornos microondas, hoyas de cocción lenta, robots de cocina, hornos convencionales, vitrocerámicas, etc.
Estos displays son también comunes en aplicaciones donde se requiere mostrar información numérica de manera clara y fácilmente legible, como en relojes digitales, temporizadores, termostatos, paneles de instrumentos automotrices, entre otros.
Los displays LED de 7 segmentos destacan por varias razones:
- Simplicidad: Su diseño básico, compuesto por siete segmentos individuales, los hace fáciles de entender y utilizar. Cada segmento representa un dígito numérico o una letra, lo que simplifica su programación y control.
- Bajo costo: Estos displays son componentes electrónicos relativamente económicos, lo que los convierte en una opción atractiva en proyectos de bajo presupuesto. Su fabricación en masa y la disponibilidad de modelos estándar contribuyen a su asequibilidad.
- Facilidad de uso: La conexión y el control de los displays de 7 segmentos son relativamente sencillos. Pueden ser activados mediante señales eléctricas simples, como voltajes específicos aplicados a los ánodos o cátodos de los segmentos, dependiendo del tipo de display (ánodo común o cátodo común).
- Alta visibilidad: Los LED brillantes utilizados en estos displays garantizan una buena legibilidad en diversas condiciones de iluminación. Esto los hace ideales para aplicaciones donde la visibilidad es crucial, como en paneles de instrumentos automotrices, temporizadores o sistemas de visualización en entornos exteriores.
Estructura y Funcionamiento
Cada display LED de 7 segmentos está compuesto por siete segmentos individuales de LED dispuestos en forma de «8» o «H». Estos segmentos, al encenderse o apagarse en combinaciones específicas, reproducen la forma de los números del 0 al 9, así como algunos caracteres alfanuméricos simples. En la imagen podemos ver el desmontaje de la estructura interna de un display led de 4 cifras , apreciándose unos puntos minúsculos que en realidad son leds SMD (lo demás es un plástico difusor que se coloca encima).
Los displays de 7 segmentos pueden ser de dos tipos principales: ánodo común y cátodo común. En un display de ánodo común, todos los ánodos de los segmentos están conectados juntos y cada segmento se activa encendiendo el cátodo correspondiente. En un display de cátodo común, todos los cátodos están conectados juntos (es decir el positivo) y cada segmento se activa encendiendo el ánodo correspondiente (o negativo). La elección entre estos tipos depende del diseño del circuito y las preferencias del diseñador, pero es obvio que sólo no son compatibles unos modelos con otros especialmente en el aspecto de que sean de cátodo o ánodo común.
En la siguiente imagen mostramos un display muy conocido ( el 5643BS) de ánodo común y que usaremos en la reparación de una olla de cocción lenta. Claramente lo importante es destacar la correspondencia de los pines : los 7 segmentos A,B,C,D,E, F (que se conectan a negativo) y las 4 cifras: D1,D2,D3 y D4 ( que se conectan al positivo común de cada cifra ).
Existen dos diferentes métodos para controlar los displays de 7 segmentos:
- Multiplexación: Esta técnica implica alternar rápidamente los dígitos mostrados, creando la ilusión de visualización simultánea de múltiples dígitos. Esta técnica es la mas comúnmente utilizada en casi todos los electrodomésticos serie blanca. Es especialmente habitual cuando usamos microcontroladores pues se necesitan mucha menos electrónica para su control (normalmente 7 segmentos mas 1 línea más por cada cifra) .
- Decodificadores BCD: Los decodificadores BCD convierten datos binarios en señales de control específicas para activar los segmentos individuales, representando así el número deseado.
Reparación del display de un olla de cocción lenta
Es muy habitual que muchos electrodomésticos serie blanca cuenten con un display de leds de 7 segmentos pues se ven muy bien en una ambiente como es una cocina mostrando la información que normalmente suele ser de naturaleza temporal.
En esta ocasión vamos a ver una olla de cocción lenta muy fácil de usar: ponemos los ingredientes, encendemos la olla, seleccionamos el tiempo de cocción y nos despreocupamos hasta la hora de comer pudiendo preparad recetas de carne, pescado, verduras, legumbres, postres, bizcochos, yogur, pan, etc.
Como todos los equipos eléctricos, no estan libres de fallos , y en esta ocasión no esta libre del problemas especialmente por el efecto del calor sobre el propio display, lo cual suele ser muy habitual que se estropeen ciertos segmentos con el paso del tiempo mostrando información indescifrable.
Cuando tenemos este problema con la pantalla , lo primero es desmontar el controlador, el cual lleva normalmente las siguientes conexiones:
- 2 cables para el sensor de temperatura (NTC), cables que en nuestro caso los dos cables blancos del centro.
- Alimentación de red c.a. de 220v ( son los dos cables negros: uno el directo y otro el que va directo a la resistencia de la olla).
- Salida de control de c.a. ( cable rojo) el cual va directo a la resistencia.
En la siguiente imagen podemos ver en detalle las 5 conexiones:
En la siguiente imagen, una vez desconectaremos el controlador de la olla, y lo alimentamos aparte. Una vez con corriente alterna tendremos cuidado con conectar los cables, que en el ejemplo serian el blanco y el negro gruesos (no los blancos finos de la ntc) y podremos ver el módulo de control frontalmente de la olla , en el que comprobaremos como se han averiado bastantes segmentos mostrando información bastante confusa.
Lo mas obvio para reparar esta placa seria desoldar el display y cambiarlo por uno nuevo y problema resuelto,… pero desgraciadamente son modelos muy difíciles de conseguir ya que suelen ser series limitadas realizadas a medida para cada fabricante ( en nuestra olla es un ZLWG3408B).
Bueno ¿si no podemos conseguir el modelo exacto como podemos solucionar el problema? .. Pues básicamente nos tocar averiguar el conexionado interno del display para lo cual desoldaremos este, lo probaremos aislado e intentaremos buscar un display generalista adaptando las conexiones (por ejemplo el mencionado 5643BS) .
El trabajo pues empieza desoldando el display con una bomba de desoldar de la placa de control con mucho cuidado de no estropear las pistas.
Es interesante destacar los cuatro transistores SMD que se conectaran a los cátodos de cada cifra. También destacar las resistencias limitadoras de los 7 segmentos que en la imagen se ven todas alineadas.
Una vez desoldado el display averiado nos toca pincharlo en una placa protoboard y con dos pilas AAA y una resistencia limitadora, iremos probando todas las combinaciones, teniendo en cuenta que por la posición que ocupa en la placa porque las salidas de los cuatro transistores SMD se conectaran a los cátodos de cada cifra y las resistencias limitadoras van a los 7 segmentos.
Bueno, a base de probar todos las combinaciones de segmentos y cifras así como teniendo en cuenta las conexiones de la placa (los transistores y las resistencias de los segmentos), por ingeniería inversa podemos deducir el cableado de este display ZLW6340B es el siguiente:
Una ver averigüemos el conexionado del Display original de la olla , teniendo en cuenta que todos los segmentos estan unidos, nos toca seleccionar una nuevo Display generalista: el 5643BS de cátodo común. Como sabemos los pines del antiguo averiado y del nuevo, ya sabemos las conexiones a realizar para la interconexión entre la placa y el nuevo displayel cual podemos hacer con cablecillo flexible.
En primer lugar soldamos las cablecillos a la placa en los mismo pines donde estaba el original , es decir los pines A, B, C, D, E, F,G, DP , DO, D1, D2, D3 Y D4, tal y como podemos ver en la imagen.
Ahora es el turno de realizar el cableado final del cableado con el display nuevo y comprobar que funcionan todos los segmentos.
Comprobados todas las posibilidades es momento de encapsular la controladora con el nuevo display en su carcasa. Como el display es bastante mayor y además conviene separarlo de la fuente de calor para que no se vuelva a estropear. Colocaremos media caja de plástico sobre el display (se ha reciclado una pequeña caja de las típicas usadas para vender joyas partiendo por la mitad la parte superior) en la que hemos practicado el orificio para el display pegándolo con cianoclirato a la carcasa.
También cerraremos la parte superior con otra tapa y ya procederemos a colocarlo en la olla usando eso si termo retráctil para aislar bien las conexiones usando una pistola de calor.
Es momento de colocar todos los tornillos que faltan y disfrutar de la reparación por ejemplo preparando una riquísima fabada asturiana, unas lentejas a la riojana, un pollo al limón o !quien sabe que manjar!.
