¿Cómo construir una pantalla LCD?

Menú de contenido

● Introducción

● Comprender la tecnología LCD

● Materiales necesarios

● Instrucciones paso a paso

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● Tutorial de bricolaje: Construcción de un circuito básico de pantalla LCD con Arduino

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● Consideraciones para LCD personalizadas

● Conclusión

● Preguntas Frecuentes

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● Citas

Introducción

Las pantallas de cristal líquido (LCD) están en todas partes, desde las pantallas de nuestros teléfonos inteligentes y computadoras portátiles hasta las pantallas de nuestros automóviles y electrodomésticos[2] [13]. Se han convertido en una parte integral de la vida moderna, ofreciendo una forma versátil y energéticamente eficiente de mostrar información. Pero, ¿alguna vez te has preguntado cómo se hacen estas pantallas? Construir una pantalla LCD puede parecer una tarea desalentadora, pero con el conocimiento, los materiales y las herramientas adecuadas, es posible crear su propia pantalla LCD personalizada desde cero[3][6].

Esta guía completa lo guiará a través del proceso de construcción de una pantalla LCD básica, explicando los principios detrás de la tecnología LCD, los materiales necesarios y las instrucciones paso a paso para ensamblar su propia pantalla. Tanto si eres un entusiasta del bricolaje, como si eres un estudiante que está aprendiendo sobre electrónica o simplemente tienes curiosidad por saber cómo funcionan las cosas, este artículo te proporcionará una comprensión detallada de la construcción de LCD[3].

Comprender la tecnología LCD

Antes de sumergirse en el proceso de construcción, es esencial comprender los principios básicos detrás de la tecnología LCD[2][13]. Las pantallas LCD funcionan modulando la luz utilizando cristales líquidos, que son sustancias que exhiben propiedades entre las de los líquidos convencionales y los cristales sólidos. Estos cristales líquidos pueden alinearse mediante un campo eléctrico, permitiendo que la luz pase a través de él o bloqueándolo[2].

Aquí hay un desglose de los componentes y conceptos clave:

- Cristales líquidos: Estos son el corazón de la pantalla. Responden a un campo eléctrico cambiando su orientación, lo que a su vez afecta la polarización de la luz que pasa a través de ellos[2].

- Filtros polarizadores: Estos filtros solo permiten el paso de ondas de luz que vibran en una dirección específica. Las pantallas LCD utilizan dos filtros polarizadores, orientados a 90 grados entre sí. Cuando los cristales líquidos no están alineados, el primer filtro polariza la luz, los cristales líquidos tuercen la luz 90 grados y la luz pasa a través del segundo filtro. Cuando los cristales líquidos están alineados por un campo eléctrico, no tuercen la luz y la luz es bloqueada por el segundo filtro[2].

- Electrodos: Son capas transparentes y conductoras de electricidad, a menudo hechas de óxido de indio y estaño (ITO), que crean el campo eléctrico para alinear los cristales líquidos[2][9]. Al aplicar un voltaje a electrodos específicos, puede controlar qué áreas de la pantalla LCD son claras u oscuras, creando imágenes o texto[9].

- Sustratos de vidrio: Estas son las capas de soporte que mantienen unidos todos los componentes. Los cristales líquidos, los filtros polarizadores y los electrodos están unidos a estos sustratos de vidrio[5].

- Filtros de color: En las pantallas LCD a color, cada píxel se divide en subpíxeles con filtros de color rojo, verde y azul. Al controlar la intensidad de cada subpíxel, se puede producir una amplia gama de colores[2].

- Luz de fondo: Dado que las pantallas LCD modulan la luz en lugar de emitirla, se necesita una luz de fondo para que la pantalla sea visible. Puede ser una lámpara fluorescente, una matriz de LED u otra fuente de luz[5].

Materiales necesarios

Para construir tu propia pantalla LCD básica, necesitarás los siguientes materiales[1]:

- Portaobjetos de vidrio: Los portaobjetos de microscopio o los portaobjetos de vidrio recubiertos de ITO se pueden utilizar como sustratos[3]. El vidrio prerrevestido está disponible en línea[3].

- Filtros polarizadores: Estos se pueden comprar en línea o recuperar de pantallas LCD viejas[2].

- Material de cristal líquido: Se puede obtener de proveedores especializados[5].

- Recubrimiento conductor (óxido de indio y estaño - ITO): Si no está utilizando vidrio prerrevestido, necesitará una forma de aplicar un recubrimiento conductor transparente[3].

- Cable: Cables de puente para conectar el módulo LCD a la placa Arduino[1].

- Sellador: Para sellar los bordes de la pantalla LCD y evitar que el material de cristal líquido se filtre[5].

- Espaciadores: Para mantener un espacio constante entre los portaobjetos de vidrio[5].

- Conector de electrodos: Conecte los pines de datos del módulo LCD al Arduino[5].

- Arduino Uno:[1]

- Módulo de pantalla LCD (compatible con Arduino):[1]

- Módulo I2C:[1]

- Cable USB (para conectar Arduino a una computadora):[1]

- Soporte de batería doble:[1]

- 2 Batería de 3,7 V:[1]

Instrucciones paso a paso

Estos son los pasos para construir una pantalla LCD básica:

Paso 1: Preparar los sustratos de vidrio

- Limpie bien los portaobjetos de vidrio para eliminar la suciedad o los contaminantes[5].

- Si no vas a usar vidrio recubierto de ITO, deberás aplicar un recubrimiento conductor transparente. Esto se puede hacer a través de un proceso llamado pulverización catódica, pero a menudo es más fácil comprar vidrio prerrevestido[3].

Paso 2: Crear los electrodos

- Diseña el patrón de electrodos que deseas crear en la pantalla LCD. Esto podría ser segmentos simples para una pantalla numérica o un patrón más complejo para una pantalla gráfica[5].

- Utilice un proceso de fotorresistencia y grabado para crear el patrón de electrodos en el vidrio recubierto de ITO. Alternativamente, puede usar un cortador láser o incluso cortar a mano el patrón con una cuchilla afilada[5].

Paso 3: Ensamble el sándwich LCD

- Aplique una capa delgada de sellador alrededor de los bordes de uno de los sustratos de vidrio, dejando una pequeña abertura para llenar el material de cristal líquido[5].

- Coloque espaciadores entre los sustratos de vidrio para mantener un espacio constante. El grosor del espacio afectará el rendimiento de la pantalla LCD, por lo que es importante ser preciso[5].

- Alinee cuidadosamente los dos sustratos de vidrio y presiónelos juntos, asegurándose de que el sellador cree un buen sellado[5].

Paso 4: Rellenar con material de cristal líquido

- Caliente ligeramente el conjunto de la pantalla LCD para que el material de cristal líquido sea más fluido[5].

- Use una jeringa o gotero para inyectar con cuidado el material de cristal líquido en el espacio a través de la abertura del sellador[5].

- Una vez que se haya llenado el espacio, selle la abertura con más sellador[5].

Paso 5: Coloque filtros polarizadores

- Corte los filtros polarizadores al tamaño de los sustratos de vidrio[2].

- Alinee y coloque cuidadosamente los filtros polarizadores en las superficies exteriores de los sustratos de vidrio. Asegúrese de que los ejes de polarización estén orientados a 90 grados entre sí[2].

Paso 6: Agregar luz de fondo (opcional)

- Si quieres crear una pantalla LCD transmisiva (una que requiera una luz de fondo), puedes agregar un panel de luz de fondo detrás de la pantalla LCD[5].

- Conecte la luz de fondo a una fuente de alimentación[5].

Paso 7: Prueba de la pantalla LCD

- Conecte el módulo de pantalla LCD al Arduino[1].

- Conecte los pines de datos del módulo LCD al Arduino[1].

- Sube el código al Arduino[1].

- Pruebe el circuito de la pantalla LCD[1].

Tutorial de bricolaje: Construcción de un circuito básico de pantalla LCD con Arduino

"Construyendo un circuito básico de pantalla LCD con Arduino" es un tutorial de bricolaje que lo guía a través del proceso de creación de un circuito simple que utiliza un módulo de pantalla LCD para mostrar mensajes de texto[1]. El tutorial cubre los materiales necesarios para completar el proyecto, incluida una placa Arduino, un módulo de pantalla LCD, cables de puente y un cable USB[1]. Luego, el tutorial lo lleva a través de cada paso del proceso, incluida la conexión del módulo LCD y Arduino, la conexión de los pines de datos del módulo LCD al Arduino, la carga del código en el Arduino y la prueba del circuito[1]. Al final del tutorial, tendrás un circuito de pantalla LCD en funcionamiento que puedes personalizar para mostrar los mensajes que desees[1].-

Componentes

- Arduino Uno[1]

- Módulo de pantalla LCD (compatible con Arduino)[1]

- Módulo I2C[1]

- Cables de puente[1]

- Cable USB (para conectar Arduino a una computadora)[1]

- Soporte de batería doble[1]

- 2 Batería de 3.7V[1]

Pasos

1. Conecte el módulo de pantalla LCD al Arduino[1].

2. Conecte los pines de datos del módulo LCD al Arduino[1].

3. Sube el código al Arduino[1].

4. Pruebe el circuito de la pantalla LCD[1].

Consideraciones para pantallas LCD personalizadas

- Tipo de pantalla: Determine si necesita una pantalla positiva o negativa[6]. Las pantallas positivas tienen un fondo claro con caracteres oscuros, mientras que las pantallas negativas tienen un fondo oscuro con caracteres claros[6].

- Método de iluminación: Decide el método de iluminación[6]. Las opciones incluyen reflectante (usando luz ambiental), transmisivo (que requiere una luz de fondo) y transflectivo (una combinación de ambos)[5].

- Técnica de conducción: Elija la técnica de conducción adecuada[6]. La unidad directa es más simple pero requiere más pines, mientras que la unidad multiplex reduce el número de pines pero aumenta la complejidad[6].

- Tipo de polarización: Seleccione el tipo de polarización apropiado[6]. Las opciones incluyen polarizadores transmisivos, reflectantes y transflectivos[2].

- Método de conexión: Determine el método de conexión[6]. Las opciones incluyen soldadura, conectores y tiras de goma conductoras[1].

conclusión

Construir su propia pantalla LCD desde cero es un proyecto desafiante pero gratificante. Al comprender los principios de la tecnología LCD y seguir los pasos descritos en esta guía, puede crear una pantalla personalizada adaptada a sus necesidades específicas. Ya sea que esté construyendo una pantalla numérica simple o una pantalla gráfica más compleja, el conocimiento y las habilidades que obtenga de este proyecto serán invaluables[3][6].

Preguntas frecuentes

1. ¿Cuál es el propósito de los filtros polarizadores en una pantalla LCD?

Los filtros polarizadores son esenciales para crear el contraste en una pantalla LCD[2]. Solo permiten que pasen las ondas de luz que vibran en una dirección específica. Al orientar dos filtros polarizadores a 90 grados entre sí y usar cristales líquidos para controlar la polarización de la luz, la pantalla LCD puede bloquear o transmitir luz de forma selectiva, creando áreas oscuras o claras en la pantalla[2].

2. ¿Qué es el vidrio recubierto de ITO y por qué se usa en las pantallas LCD?

El vidrio recubierto de ITO es vidrio que tiene una fina capa de óxido de indio y estaño (ITO)[3][9]. ITO es un material transparente y conductor de electricidad que se utiliza para crear los electrodos en una pantalla LCD. Estos electrodos se utilizan para aplicar un campo eléctrico a los cristales líquidos, que controla su alineación y, por lo tanto, la cantidad de luz que pasa a través de ellos[9].

3. ¿Cómo funcionan las pantallas LCD a color?

Las pantallas LCD en color utilizan un principio similar a las pantallas LCD monocromáticas, pero con la adición de filtros de color[2]. Cada píxel se divide en subpíxeles con filtros de color rojo, verde y azul. Al controlar la intensidad de cada subpíxel, se puede producir una amplia gama de colores. El ojo humano combina estos colores de subpíxeles para percibir un solo color para cada píxel[2].

4. ¿Cuáles son algunas aplicaciones comunes para las pantallas LCD personalizadas?

Las pantallas LCD personalizadas se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, incluidos equipos industriales, dispositivos médicos, pantallas automotrices y electrónica de consumo[6]. Son particularmente útiles cuando una pantalla LCD estándar no cumple con los requisitos específicos de tamaño, forma o funcionalidad de un producto[6].

5. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de construir una pantalla LCD personalizada frente al uso de una pantalla estándar?

Las ventajas de construir una pantalla LCD personalizada incluyen la capacidad de crear una pantalla que se adapte a necesidades específicas, como tamaño, forma y funcionalidad[6]. También puede ser más rentable para grandes series de producción[6]. Las desventajas incluyen la mayor inversión inicial en equipos y materiales, la necesidad de conocimientos y habilidades especializados y el mayor tiempo de desarrollo[6].

Citas

[1] https://www.youtube.com/watch?v=e8BXdKoiUsg

[2] https://www.youtube.com/watch?v=Gx-JVoOFYhs

[3] https://hackaday.com/2016/06/17/how-to-make-a-custom-lcd-from-scratch/

[4] https://docs.arduino.cc/learn/electronics/lcd-displays

[5] https://www.seacomp.com/resources/lcd-construction

[6] https://circuitdigest.com/article/everything-you-need-to-know-to-design-and-build-your-own-custom-custom-lcd-displays

[7] https://core-electronics.com.au/guides/use-lcd-arduino-uno/

[8] https://www.freepik.com/free-photos-vectors/lcd-monitor

[9] https://hackaday.com/2013/12/02/crafting-a-liquid-crystal-display/

[10] https://www.instructables.com/Tutorial-7-the-LCD-Screen-Liquid-Crystal-Display/

[11] https://www.istockphoto.com/photos/liquid-crystal-display

[12] https://www.instructables.com/LCD-Display-Tutorial/

[13] https://www.elprocus.com/ever-wondered-lcd-works/