En éste artículo explicare como fabricar la pantalla visual del videojuego retro, realmente es algo fácil de hacer ya que básicamente trata de soldar unos leds a una placa y protegerlos mediante resistencias para limitar su corriente. Aunque en el primer artículo presenté el diseño con una matriz comercial 8x8 que se puede adquirir en tiendas de electrónica, existe la posibilidad de fabricar uno mismo la matriz de leds con leds rojos de 5mm.
Lo que se debe tener en cuenta para nuestra matriz es que tendrá 8 filas y 8 columnas de leds para limitar la corriente y proteger cada uno de los led. Llegados a éste punto del diseño, utilizaré una sola resistencia para proteger cada una de las 8 columnas, es decir podremos utilizar 8 resistencias individuales o comprar 8 resistencias en forma de integrado con encapsulado DIL en tal caso es equivalente.
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| Array de resistencias con encapsulado tipo DIL |
El motivo por el que protejo cada fila con una resistencia es porque la idea es minimizar al máximo el consumo energético de los leds, mediante lo que se llama “visualización dinámica” la idea es mantener en cada momento un solo led encendido, en ningún momento permanecerán dos leds al mismo tiempo. Para aplicar dicho concepto se realizará mediante programación en un artículo futuro, de momento no hace falta preocuparse por ello. Es importante tener en cuenta que no es lo mismo tener un led encendido que por ejemplo 5 encendidos ya que si se desea ahorrar energía es necesario en ésta fase de diseño empezar a pensar soluciones.
En resumen, al poner una sola resistencia por fila de leds y encenderse solamente uno, es en realidad como si protegiéramos un solo led. Generalmente los led de luz roja de 5mm se les limitan la corriente a 10mA, con lo que poniendo una resistencia en serie entre 220 a 330 ohms será suficiente.
Para el diseño de éste juego, he decidido que la matriz visual sea 8x8 por el hecho de que se pueden utilizar dos puertos del microcontrolador 18F4520 de Microchip para controlar los ánodos y cátodos de las filas y columnas y encender en cada momento el led que nos interese. En caso de utilizar matrizes de leds más numerosas, se puede utilizar un multiplexor para combinar los ánodos y cátodos, aunque en éste caso no nos vamos a complicar. Además se debe tener en cuenta que si utilizamos un multiplexor para ampliar las filas o columnas, solo se podrá encender un solo led a la vez, ya que los multiplexores solo activan una de sus salidas a la vez (Si alguien tiene interés puede consultar los datos técnicos de un multiplexor muy usado, el 74LS154 con 4 entradas, 2 de control y 16 salidas).
Con la explicación básica de lo que se debe tener en cuenta para la matriz de leds, pasamos a realizar una breve explicación de lo que es un led y cómo funciona, por si alguien no lo tiene demasiado claro. El led, se conforma de dos terminales conocidas como Ánodo y Cátodo, el sentido de la corriente desde ser de ánodo a cátodo, en caso de usar el sentido de la corriente al contrario el led no iluminará y además no permitirá la conducción de la corriente, por lo que equivaldrá a un circuito abierto.
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| Esquema interno de un Diodo de Luz |
La idea de la matriz, es que los ánodos que representarán las filas de la matriz, irán conectadas al puerto del microcontrolador, por otra parte, los cátodos representarán las columnas e irán conectadas a otro puerto del microcontrolador. La idea ahora no es centrarse en la conexión con del PIC, sino mas bien la de construir una matriz de led que como he dicho se podría comprar en una tienda de electrónica y serviría igual. A continuación pongo el esquema electrónico de cómo se debe conectar la matriz con sus resistencias, no es nada complicado pero se debe tener en cuenta que en su implementación en PCB se debe hacer los agujeros para soldar los led con una broca de 0,7mm, que se hace un poco pesado. El esquema está hecho con el programa PC WIZARD, un software para realizar PCB sencillas como es el caso y muy vistoso.
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| Diseño digitalizado de la PCB |
También dejo en PDF las imágenes de los fotolitos y el propio archivo del PCB Wizard por si se quiere hacer alguna modificación. La matriz de leds, la he diseñado pensando en usar tanto la capa inferior como la superior de la PCB, por eso hay dos hojas y es importante que si se hacen las placas en una isoladora casera se haga cuadrar bien las dos partes para que queden coincidentes.
Aquí acaba el artículo de la parte visual, no debería llevar ningún tipo de problema. Para dudas o consultas pueden escribir.
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