Hola controleros y controleras en esta entrada aprenderemos a programar los displays 7 segmentos usando MicroPython en nuesto microcontrolador Raspberry Pi Pico y también en el NodeMCU ESP8266.
Antes de comenzar te invito a que le des un vistazo a nuestro curso de MicroPython con enfoque en la Raspberry Pi Pico.
Y que te suscríbas al canal si te interesa la programación de microcontroladores y la teoría del control.
Display 7 Segmentos
Un display 7 segmentos es un dispositivo que internamente posee 7 leds para representar un número y adicionalmente un octavo led para representar un punto decimal.
Estos dispositivos son usados para poder mostrar en nuestros proyectos determinados valores númericos.
En el mercado existen dos tipos de Displays de 7 Segmentos: Ánodo y Catodo común y dependiendo del display que poseas la conexión y su programación van a diferir ligeramente.
Si quieres entrar en mayor detalla sobre los displays de 7 segmentos, te invito a que veas nuestras entradas pasadas donde usamos un Display para el Arduino o un Display para el PIC.
Aquí nos vamos a centrar en la implementación con Micropython.
Números en Display 7 Segmentos
Para mostrar los números en un display de 7 segmentos, debemos programar la tabla de verdad de los displays de Cátodo o Ánodo común:
Para mostrar los dígitos en nuestra Raspberry Pi Pico o en la NodeMCU vamos a colocar en Micropython los valores en hexadecimal almacenados en una Tupla, para mayor facilidad.
#Display Cátodo Común
catodo = (int('3f',16),int('06',16),int('5b',16),int('4f',16),int('66',16),int('6d',16),int('7d',16),int('07',16),int('7f',16),int('67',16))
#Display Ánodo Común
Anodo = (int('40',16),int('79',16),int('24',16),int('30',16),int('19',16),int('12',16),int('02',16),int('78',16),int('00',16),int('18',16))
Display 7 Segmentos Micropython ejemplo
Vamos a programar un único display 7 segmentos en nuestra Raspberry Pi PICO o en nuestra NodeMCU8266 donde hagamos un conteo de forma ascendente de 0-9 y nos devolvamos con un conteo descendente de 9-0.
Materiales
- Raspberry pi pico / ESP
- Display de 7 segmentos cátodo común
- 7 Resistencias de 220ohms
- cables
- protoboard
Circuito
Inicialmente recordemos el Pinout para facilitar nuestra programación:
Código
El código es el siguiente:
"""
Display 7 Segmentos usando MicroPython
by: Sergio Andres Castaño Giraldo
Referencia: https://controlautomaticoeducacion.com/
"""
from machine import Pin
import utime
def show(digito, display):
"""
Muestra el digito en el display 7 segmentos
llamado de la función:
show(digito, display)
Parametros de entrada:
digito -> Digito a mostrar
display -> Lista con los pines del display (Pin.OUT)
by: Sergio Andres Castaño Giraldo
controlautomaticoeducacion.com/
"""
#Tupla con los números de un display 7 segmentos catodo común
catodo = (int('3f',16),int('06',16),int('5b',16),int('4f',16),int('66',16),int('6d',16),int('7d',16),int('07',16),int('7f',16),int('67',16))
bit = 1;
for i in range(7):
if (catodo[digito] & bit) == 0:
display[i].off()
else:
display[i].on()
bit = bit << 1
def main():
#Configura los pines del display 7 segmentos
display_pins = (19, 18, 13, 15, 14, 16, 17) #Raspberry Pi Pico
#display_pins = (16, 5, 4, 0, 2, 14, 12) #NodeMCU8266
display = list()
for i in range(7):
display.append( Pin( display_pins[i], Pin.OUT ) )
#Inicia las variables
contador = 0
sentido = True
while True:
#Muestra el valor del contador en el display
show(contador, display)
#Verifica si incrementa o decrementa el contador
if sentido:
contador += 1
else:
contador -= 1
#Si contador es nueve coloque el sentido del contador a decrementar
if contador == 9:
sentido = False
#Si contador es cero coloque el sentido del contador a incrementar
if contador == 0:
sentido = True
#Esperar por 1 segundo
utime.sleep(1)
#Entry Point
if __name__ == '__main__':
main()
En el código anterior, usamos una función show para mostrar los digitos en un display de 7 segmentos de cátodo común. Vamos a crear nuestro propio módulo creando una nueva clase, con el objetivo de poder hacer importaciones de módulos propios y que además sea genérico para displays de cátodo y ánodo común.
Crear Módulos en MicroPython – Raspberry Pi Pico ESP8266
En un nuevo archivo de micropython vamos a crear la siguiente clase y la vamos a grabar dentro del dispositivo (Raspberry Pi Pico o NodeMCU8266) con el nombre display7seg.py
"""
Clase de Display 7 Segmentos usando MicroPython
by: Sergio Andres Castaño Giraldo
Referencia: https://controlautomaticoeducacion.com/
"""
from machine import Pin
class Display:
def __init__(self, Pins, kind = 'C'):
self.kind = kind
display = list()
for i in range(7):
display.append( Pin(Pins[i], Pin.OUT) )
#Tupla con las posiciones del display
self.display = display
def show(self, digit):
bit = 1;
#Display Cátodo Común
if self.kind.upper() == 'C':
numbers = (int('3f',16),int('06',16),int('5b',16),int('4f',16),int('66',16),int('6d',16),int('7d',16),int('07',16),int('7f',16),int('67',16))
#Display Ánodo Común
elif self.kind.upper() == 'A':
numbers = (int('40',16),int('79',16),int('24',16),int('30',16),int('19',16),int('12',16),int('02',16),int('78',16),int('00',16),int('18',16))
else:
return
for i in range(7):
if (numbers[digit] & bit) == 0:
self.display[i].off()
else:
self.display[i].on()
bit = bit << 1
Ahora podemos volver a realizar nuestro ejemplo, pero importando esa nuevo módulo que hemos creado. Colocando al inicio la instrucción:
import display7seg
Finalmente nuestro código queda así:
"""
Display 7 Segmentos usando MicroPython
Importación de nuestro propio módulo display7seg
by: Sergio Andres Castaño Giraldo
Referencia: https://controlautomaticoeducacion.com/
"""
from machine import Pin
import utime
import display7seg
def main():
display_pins = (16, 5, 4, 0, 2, 14, 12)
display7 = display7seg.Display(display_pins, 'A')
#Inicia las variables
contador = 0
sentido = True
while True:
#Muestra el valor del contador en el display
#mostrar_display(numeros[contador], display)
display7.show(contador)
#Verifica si incrementa o decrementa el contador
if sentido:
contador += 1
else:
contador -= 1
#Si contador es nueve coloque el sentido del contador a decrementar
if contador == 9:
sentido = False
#Si contador es cero coloque el sentido del contador a incrementar
if contador == 0:
sentido = True
#Esperar por 1 segundo
utime.sleep(1)
#Entry Point
if __name__ == '__main__':
main()
Multiplexación del Display de 7 Segmentos con MicroPython
Cuando nuestro proyecto en nuestra raspberry pi pico o nodemcu esp va a utilizar más de un display, lo más conveniente es utilizar el concepto de multiplexación para economizar pines en nuestro microcontrolador.
El concepto de la multiplexación también fue explicada en detalle en nuestro curso de arduino y en nuestro curso de pic.
La multiplexación de un Display, consiste en encender un único display, mostrar el numero y luego apagarlo, para luego encender el display que le sigue.
El truco consiste en encender y apagar el display a una alta velocidad para poder engañar al ojo humano, y tener la sensación de que todos los displays se encuentran energizados al mismo tiempo.
En cámara lenta se vería de la siguiente forma:
Vemos que en cada segmento se le envia la secuencia del numero que se desea mostrar, y en las flechas de abajo indican la activación del respectivo display, donde si es ánodo común, indica que con un transistor PNP vamos a colocarlo a positivo para cerrar el circuito, por el contrario si es un display de catodo común, usamos un transistor NPN para mandar el display a tierra y cerrar el circuito.
Conexión del Display 7 Segmentos para la Multiplexación
Para conectar varios displays 7 segmentos a nuestra Raspberry Pi PICO, NodeMCU8266 o cualquier otro microcontrolador, vamos a necesitar de resistencias y transistores como se ve a continuación:
Cátodo Común
Ánodo Común
Ejemplo de Multiplexación con Micropython
Vamos a conectar un display de 4 digitos a nuestra Raspberry Pi Pico y vamos a visualizar un contador sobre el display:
Materiales
- Raspberry pi pico / ESP
- Display de 7 segmentos cátodo común de 4 dígitos
- 7 Resistencias de 220ohms
- 4 transistores NPN (2N2222)
- cables
- protoboard
Circuito
Código
"""
Display 7 Segmentos usando MicroPython
Importación de nuestro propio módulo display7seg
by: Sergio Andres Castaño Giraldo
Referencia: https://controlautomaticoeducacion.com/
"""
from machine import Pin
import utime
import display7seg
def temporizacion(display7, contador):
contret=50 #Cargue con 50 la variable CONTRET
while (contret>0): #Mientras que la variable CONTRET sea mayor que cero
display7.show(contador) #Llamar la rutina MOSTRAR
contret -= 1 #Decremente la variable CONTRET
def main():
#Raspberry Pi PICO (4 digitos)
display_pins = (16, 18, 13, 14, 15, 17, 12) #(a, b, c, d, e, f, g)
transistor_pins = (22, 21, 20, 19)
#NodeMCU 8266v3 (2 Digitos)
#display_pins = (16, 5, 4, 0, 2, 14, 12)
#transistor_pins = (13, 15)
display7 = display7seg.Display(display_pins,transistor_pins = transistor_pins )
#Inicia las variables
contador = 0
sentido = True
while True:
#Muestra el valor del contador en el display
temporizacion(display7, contador)
#Verifica si incrementa o decrementa el contador
if sentido:
contador += 1
else:
contador -= 1
#Si contador es nueve coloque el sentido del contador a decrementar
if contador == 9999:
sentido = False
#Si contador es cero coloque el sentido del contador a incrementar
if contador == 0:
sentido = True
#Entry Point
if __name__ == '__main__':
main()
Pero para que funcione, debes cargar en el microcontrolador el siguiente módulo con el nombre display7seg.py
"""
Clase de Display 7 Segmentos usando MicroPython
by: Sergio Andres Castaño Giraldo
Referencia: https://controlautomaticoeducacion.com/
"""
from machine import Pin
import utime
class Display:
def __init__(self, Pins, kind = 'C', transistor_pins = 1):
self.kind = kind
self.number_digit = len(transistor_pins)
#Configura los pines del display como salida
display = list()
for i in range(7):
display.append( Pin(Pins[i], Pin.OUT) )
#Configura los pines de los transistores como salida
transistors = list()
for i in range(self.number_digit):
transistors.append( Pin(transistor_pins[i], Pin.OUT) )
#Tupla con las posiciones del display
self.display = display
#Tupla con las posiciones de los transistores
self.transistors = transistors
def show(self, digits):
#Realiza la multiplexación
for i in range( self.number_digit ):
number = int((digits % 10 ** (i+1)) / 10 ** i)
self._show_one_display(number)
self.transistors[i].on()
utime.sleep_ms(1)
self.transistors[i].off()
#Metodo provado para mostrar número en un solo display
def _show_one_display(self, digit):
bit = 1;
#Display Cátodo Común
if self.kind.upper() == 'C':
numbers = (int('3f',16),int('06',16),int('5b',16),int('4f',16),int('66',16),int('6d',16),int('7d',16),int('07',16),int('7f',16),int('67',16))
#Display Ánodo Común
elif self.kind.upper() == 'A':
numbers = (int('40',16),int('79',16),int('24',16),int('30',16),int('19',16),int('12',16),int('02',16),int('78',16),int('00',16),int('18',16))
else:
return
for i in range(7):
if (numbers[digit] & bit) == 0:
self.display[i].off()
else:
self.display[i].on()
bit = bit << 1
Eso es todo por la entrada del dia de hoy, espero les haya gustado y hayan aprendido algo nuevo. Si te ha servido el contenido de esta entrada, de los videos y los códigos de implementación y deseas apoyar mi trabajo invitandome a un café super barato, puedes hacerlo en el siguiente link:
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Que esten muy bien, nos vemos en la siguiente entrada.
Mi nombre es Sergio Andres Castaño Giraldo, y en este sitio web voy a compartir una de las cosas que mas me gusta en la vida y es sobre la Ingeniería de Control y Automatización. El sitio web estará en constante crecimiento, voy a ir publicando material sobre el asunto desde temas básicos hasta temas un poco más complejos. Suscríbete al sitio web, dale me gusta a la página en Facebook y únete al canal de youtube. Espero de corazón que la información que comparto en este sitio, te pueda ser de utilidad. Y nuevamente te doy las gracias y la bienvenida a control automático educación.