Pantalla multiplexada

Las pantallas multiplexadas son dispositivos de visualización electrónicos en los que no se controla toda la pantalla a la vez.

En lugar de ello, las subunidades de la pantalla (normalmente, filas o columnas para una pantalla de matriz de puntos o caracteres individuales para una pantalla orientada a caracteres, ocasionalmente elementos de pantalla individuales) se multiplexan , es decir, se controlan una a la vez, pero la alta frecuencia de conmutación y la persistencia de la visión se combinan para hacer que el espectador crea que toda la pantalla está continuamente activa.

Una pantalla multiplexada tiene varias ventajas en comparación con una pantalla no multiplexada:

• Se necesitan menos cables (a menudo, muchos menos cables)
• Se puede utilizar una electrónica de conducción más sencilla
• Ambos conducen a una reducción de costes.
• consumo de energía reducido

Las pantallas multiplexadas se pueden dividir en dos grandes categorías:

1. Pantallas orientadas a personajes
2. Pantallas orientadas a píxeles

La mayoría de las pantallas orientadas a caracteres (como las de siete segmentos , catorce segmentos y dieciséis segmentos ) muestran un carácter completo a la vez. Los distintos segmentos de cada carácter están conectados en una matriz de diodos bidimensional y solo se iluminarán si tanto las líneas de "fila" como de "columna" de la matriz están en el potencial eléctrico correcto. El elemento emisor de luz normalmente toma la forma de un diodo emisor de luz (LED), por lo que la electricidad solo fluirá en una dirección, manteniendo las líneas individuales de "fila" y "columna" de la matriz aisladas eléctricamente entre sí. En el caso de las pantallas de cristal líquido , la intersección de la fila y la columna no es conductora en absoluto.

En el ejemplo de la pantalla de la videograbadora que se muestra arriba, los elementos iluminados son las placas de muchos tubos de vacío de triodo individuales que comparten la misma caja de vacío. Las rejillas de los triodos están dispuestas de modo que solo se ilumina un dígito a la vez. Todas las placas similares en todos los dígitos (por ejemplo, todas las placas de la parte inferior izquierda en todos los dígitos) están conectadas en paralelo. Uno por uno, el microprocesador que controla la pantalla habilita un dígito colocando un voltaje positivo en la rejilla de ese dígito y luego colocando un voltaje positivo en las placas apropiadas. Los electrones fluyen a través de la rejilla de ese dígito y golpean las placas que están a un potencial positivo.

Si la pantalla se hubiera construido con cada segmento conectado individualmente, se hubieran necesitado 49 cables sólo para los dígitos, y más cables para todos los demás indicadores que se pueden iluminar. Al multiplexar la pantalla, sólo se necesitan siete líneas de "selector de dígitos" y siete líneas de "selector de segmentos". Los indicadores adicionales (en nuestro ejemplo, " VCR ", " Hi-Fi ", " STEREO ", " SAP ", etc.) se organizan como si fueran segmentos de un dígito adicional o dos o segmentos adicionales de dígitos existentes y se escanean utilizando la misma estrategia multiplexada que los dígitos reales.

La mayoría de las pantallas orientadas a caracteres controlan todos los segmentos correspondientes de un dígito completo simultáneamente. Unas pocas pantallas orientadas a caracteres controlan solo un segmento a la vez. La pantalla de la Hewlett-Packard HP-35 fue un ejemplo de esto. La calculadora aprovechó un efecto de funcionamiento de LED pulsado donde los pulsos de luz muy breves se perciben como más brillantes que un pulso de luz más largo con la misma integral temporal de intensidad.

Un circuito de matriz de teclado tiene una disposición muy similar a la de una pantalla multiplexada y tiene muchas de las mismas ventajas. Para reducir aún más la cantidad de cables, algunas personas "comparten" cables entre una pantalla multiplexada y una matriz de teclado, lo que reduce aún más la cantidad de cables. ^[1]

En comparación, en las pantallas de matriz de puntos , los píxeles individuales se ubican en las intersecciones de las líneas de "fila" y "columna" de la matriz y cada píxel se puede controlar individualmente.

En este caso, el ahorro en cableado resulta mucho más espectacular. Para una pantalla de ordenador típica de 1024×768 ( XGA ), se necesitarían 2.359.296 cables para un control no multiplexado. Esa cantidad de cables sería completamente impráctica. Pero si se disponen los píxeles en una matriz multiplexada, solo se necesitan 1792 cables, una situación completamente práctica.

Las pantallas orientadas a píxeles pueden controlar un solo píxel a la vez o una fila o columna completa de píxeles simultáneamente. Las pantallas de cristal líquido de matriz activa proporcionan un elemento de almacenamiento en cada píxel para que el píxel continúe mostrando el estado correcto incluso cuando no se lo controla activamente.

Dado que la mayoría de las pantallas multiplexadas no presentan toda la pantalla simultáneamente, están sujetas a "fracturarse" si el punto de mirada del observador está en movimiento. Por ejemplo, si el observador moviera rápidamente su vista a lo largo de una pantalla multiplexada, podría ver un revoltijo de dígitos individuales en lugar de una pantalla coherente. (El mismo efecto puede ocurrir si la pantalla se mueve con respecto al punto de mirada del observador). Las personas con nistagmo (movimiento involuntario de los ojos) tienen muchas más probabilidades de experimentar el efecto y pueden encontrar algunas pantallas multiplexadas difíciles de leer. A veces también puede ser provocado por masticar caramelos duros ; esto hace que los ojos del usuario vibren , lo que lleva a la fragmentación de la pantalla.

La naturaleza multiplexada de una pantalla también se puede revelar observándola a través de un estroboscopio mecánico , por ejemplo, una rueda ranurada giratoria.

• Charlieplexing

• Multiplexación de LED de fpga4fun
• Atmel appnote AVR242, unidad de LED multiplexada con microcontrolador de 8 bits y teclado 4 x 4