Control de pantallas LED.

Durante varios años he tenido una profunda participación en el diseño del proyecto Sistema Modulable para Fabricar Pantallas LED a Medida. En el que tuve la oportunidad de desarrollar todo el hardware. Desde las controladoras capaces de interpretar hipertexto y animaciones en tiempo real hasta un conjunto de placas de LED que lo visualizan.

Estas tarjetas controladoras han resultado ser muy versátiles. Re-programando su firmware han servido y continúan sirviendo para una gran cantidad de aplicaciones, tales como: gestión de tráfico, marcadores deportivos, indicadores LED de tarifas de carburantes, etc… Pero para lo que realmente fueron diseñadas es para pantallas electrónicas de información y señalización, tanto en display matricial o como en rótulos en forma de cruz.

En esta entrada del portafolio os muestro dos de los modelos de controladora desarrollados, el modelo PCP Alfa y el modelo Biznaga.

Tarjeta modelo PCP ALFA.

Este fue el primer modelo de controladora. De entre algunas de sus características destacan: dos puertos serie RS-232, 4MB de memoria flash, reloj en tiempo real, un micro de 8MHz y un puerto de expansión. La información que se transfiere a la pantalla LED se hace de forma paralela. Por eso tiene dos conectores de cable plano capaces de soportar un gran fan-out. En la siguiente fotografía se muestra la PCB de una primera pre-serie (auto-enrutada) utilizada para poder desarrollar tanto el firmware como el software.

PCB prototipo de la tarjeta de control de pantallas LED y cruces de farmacia.

PCB prototipo de la tarjeta de control de pantallas LED y cruces de farmacia.

Una vez desarrollados el firmware y el software y con un know how maduro se diseñó la placa de circuito impreso para la serie final. En la que el conector de expansión tiene una mejor accesibilidad ya que en él se conecta un sensor de temperatura. (La temperatura ambiente, entre otras, es una magnitud que se suele mostrar en pantallas electrónicas). Las tarjetas de este modelo de controladora cuentan con una borna de alimentación exclusiva para la memoria flash. Esta alimentación extra se utiliza en fabrica para poder programar los contenidos en memoria más rápidamente.

Tarjeta de control de display LED modelo alfa. Vista desde el reloj de tiempo real.

Tarjeta de control de display LED modelo alfa. Vista desde el reloj de tiempo real.

Estas tarjetas controladoras deben ser lo más robustas posible. Normalmente están instaladas en la intemperie soportando grandes cambios de temperatura, viento y humedad. En estas circunstancias las descargas ESD son habituales. Además en zonas de costa le puede afectar gravemente el óxido. Terminar la tarjeta con un proceso de tropicalizado se vuelve esencial. Además se optó por un acabado de la PCB en flash de oro electrolítico. En la imagen siguiente se muestran un scan de una porción del panel.

Porción del panelizado del la PCB de control modelo Alfa. (Ambas caras).

Porción del panelizado del la PCB de control modelo Alfa. (Ambas caras).

Esta es la placa de control pcp alfa.

Tarjeta de control de display LED modelo Alfa. Vista desde los puertos.

Tarjeta de control de display LED modelo Alfa. Vista desde los puertos.

Tarjeta modelo Biznaga.

Desarrollé unas nuevas placas de LED con un driver más moderno que utiliza una comuniación síncrona. Y con estas nuevas placas de LED llegó el último modelo de tarjeta de control llamado Biznaga. Tiene cuatro conexiones para display LED aumentando así el número de placas de LED que puede controlar.

Tarjeta de control de display LED modelo Biznaga. Vista desde los puertos.

Tarjeta de control de display LED modelo Biznaga. Vista desde los puertos.

La nueva conexión serie para display permite controlar el brillo de las tres componentes RGB de manera independiente. Dando la posibilidad de ajustar el balance del blánco a cada pantalla a color según el beam del LED utilizado.

Al transmitir la información al los display en serie, se pudo hacer un uso masivo de los periféricos USART (SPI) y DMA. Esto permite procesar nuevos fotogramas mientras se transmiten los antiguos automáticamente. De esta manera se puede optener muy buenos resultados para pantallas LED gigantes.

Porción del panelizado del la PCB de control modelo Biznaga. (Ambas caras).

Porción del panelizado del la PCB de control modelo Biznaga. (Ambas caras).

Los footprints del microcontrolador y de la flash en la PCB permiten poner varias opciones. Se puede optar por un microcontrolador de 8MHz y una flash de 4MB como en modelos anteriores para poder reutilizar el código de productos consolidados. O se puede optar por montar un nuevo microcontrolador de 16MHz y una memoria flash de 16MB para nuevas aplicaciones. En las fotografías se muestra una tarjeta Biznaga con una memoria flash de 4MB. Por eso se puede apreciar que quedan dos isletas SMD sin utilizar en cada esquina del CI.

Tarjeta de control de display LED modelo Biznaga. Vista desde el reloj en tiempo real.

Tarjeta de control de display LED modelo Biznaga. Vista desde el reloj en tiempo real.

Esta nueva tarjeta tiene conexión para el sensor de temperatura y una nueva para poder instalarle un senor de humedad relativa o un sensor de índice ultravioleta. Se quedó con un único conector DB9 con capacidad de alimentar a través de él un módulo bluetooth. Podéis ver estas tarjetas controladoras en acción en el canal youtube de la empresa.

Tarjeta de control de display LED modelo Biznaga con testigométricos.

Tarjeta de control de display LED modelo Biznaga con testigométricos.

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