2025/05/6'te 26,358

7 segment ekran temelleri, pinout, türleri, kontrolü ve kullanımları

Bu kılavuz, 7 segmentli görüntülenme ve bunları elektronik projelerinizde nasıl kullanabileceğinizle ilgilidir.Ekrandaki pimleri, her segmentin nasıl yandığını ve iki yaygın türü açıklar: ortak katot ve ortak anot.Ayrıca bir mikrodenetleyici kullanma segmentlerini nasıl çevireceğinizi, dirençlerle parlaklığın nasıl kontrol edileceğini ve gücü güvenli bir şekilde işlemek için transistörlerin nasıl kullanılacağını öğreneceksiniz.Kılavuz, örnekler, diyagramlar içerir ve 7 segmentli ekranların saatler, termometreler ve mikrodalgalar gibi gerçek cihazlarda nasıl kullanıldığını gösterir.İster yeni başlıyor veya zaten proje oluşturuyor olun, bu kılavuz 7 segmentli ekranları doğru şekilde anlamanıza ve kullanmanıza yardımcı olacaktır.

Katalog

7 segment ekran pinout

Tipik tek haneli 7 segmentli ekranda 10 pim vardır.Her pim, güç için ortak terminal görevi gören iki pim hariç, belirli bir segmenti kontrol eder.Örneğin, pin 1 ‘E’ (sol alt) segmentine bağlanırken, Pin 2, ‘D’ (alt) segmentini kontrol eder.Pimler 3 ve 8, hepsi zemine (ortak katot) veya güce (ortak anot) bağlı ortak terminallerdir.Pimlerin geri kalanı ‘C’, ‘B’, ‘A’, ‘F’, ‘G’ ve ondalık nokta segmentlerini aydınlatır.

Şekil 2. 7 segmentli görüntüleme pimi yapılandırması

Pin numarası	Pin adı	Tanım
1	e	7 segment ekranın sol alt LED'sini kontrol eder
2	D	7 segment ekranın en alt LED'sini kontrol eder
3	Com	Ekran türüne göre zemine/VCC'ye bağlı
4	C	7 segment ekranın sağ taban LED'sini kontrol eder
5	DP	7 segment ekranın ondalık nokta LED'ini kontrol eder
6	B	7 segment ekranın sağ üst LED'sini kontrol eder
7	A	7 segment ekranın en üst LED'sini kontrol eder
8	Com	Ekran türüne göre zemine/VCC'ye bağlı
9	F	7 segment ekranın sol üst LED'i kontrol eder
10	G	7 segment ekranın orta LED'sini kontrol eder

7 segmentli ekranların özellikleri

• Segment yapısı: 7 segmentli bir ekran, “8” şekline benzeyen sayılar oluşturmak üzere düzenlenmiş yedi aydınlatılabilir çubuk içerir.Bu segmentler, genellikle sağ altta bulunan ondalık nokta (DP) olan isteğe bağlı bir sekizinci segment olan ‘G’ ile ‘G’ olarak etiketlenir.Bu segmentleri farklı desenlerde birleştirerek, ekran 0-9 rakamlarını ve A - F gibi birkaç basit harfi temsil edebilir.Bu basit düzen, kullanım kolaylığı nedeniyle sayısal ekranlar için idealdir.

• Ekran Teknolojisi: Bu görüntüler tipik olarak LED'leri kullanır, burada elektrik akımı akarken her segment yanar.LED tabanlı modeller parlak, enerji tasarruflu ve çeşitli aydınlatma koşullarında görülebilir.Bazı sürümler, daha az güç tüketen ve pille çalışan cihazlar için çok uygun olan LCD teknolojisini kullanır, ancak LCD'ler genellikle daha kısık ve parlak ayarlarda daha az görünürdür.

• Yapılandırma Türleri: İki birincil kablolama yöntemi vardır: yaygın katot (CC) ve yaygın anot (CA).CC ekranlarında, tüm negatif terminaller birbirine bağlanır ve segmentler pozitif bir voltaj sağlanarak aktive edilir.CA ekranlarında, tüm pozitif terminaller bağlanır ve segmentler tek tek katotları topraklayarak açılır.Seçim devre tasarımına ve ekranın nasıl sürüldüğüne bağlıdır.

• Karakter temsili : Esas olarak sayılar için tasarlanmış olmasına rağmen, bu ekranlar, onaltılık çıkışlar için yararlı olan özellikle A'dan F'ye sınırlı bir harf serisi gösterebilir.Sadece yedi segmente sahip oldukları için, çoğu harf veya karmaşık sembolü doğru bir şekilde oluşturamazlar, ancak temel alfasayısal ihtiyaçlar için yeterlidir.

• Kontrol ve Arabirim: Her segment ayrı ayrı açılabilir veya kapatılabilir, genellikle mikrodenetleyici GPIO pimleri tarafından kontrol edilir.Kontrolü basitleştirmek için, 7447 veya CD4511 gibi kod çözücü/sürücü IC'leri ikili girişleri uygun segment kombinasyonlarına dönüştürerek gerekli bağlantı sayısını azaltabilir.

• Avantajlar: Ana güçlü yönleri arasında düşük maliyet, kontrol kolaylığı ve okunabilirlik sayılabilir.LED tipleri parlak ve dayanıklıdır, LCD varyantları gücü korur.Bu özellikler, özellikle basit sayısal çıkışın yeterli olduğu yerlerde, birçok elektronik cihaz için popüler hale getirir.

• Sınırlamalar: En büyük dezavantaj sınırlı karakter setidir, tam metin veya karmaşık grafikler görüntüleyemezler.LED modelleri dar görüntüleme açılarına sahip olabilirken, LCD'ler parlak ışıkta görünürlükle mücadele edebilir.Bir proje için bir ekran türü seçilirken bu sınırlamalar dikkate alınmalıdır.

Alternatif Ekran Modülleri

Görüntülemek Tip	Tanım	Avantajlar	Sınırlamalar
7 segment ekranları	Rakamlar için yedi LED segment ve birkaç karakter.	Kullanımı çok kolay	Yalnızca rakamları ve sınırlı karakterleri görüntüler
Dot Matrix görüntüleri	Özelleştirilebilir LED ızgarası (ör. 5x7 veya 8x8) karakterler ve animasyonlar.	Ucuz ve yaygın olarak mevcut	Metin veya grafikler için uygun değil
		Düşük güç tüketimi	Program için daha karmaşık
		Tabelada, saatlerde, vb.
Alfasayısal LCD'ler	Önceden biçimlendirilmiş LCD'ler (örn., 16x2, 20x4) satırları gösteren Sabit boyutlu karakterler (genellikle 5x8 nokta formatı).	Basit Arabirim (Standart Protokoller)	Sabit boyutlu karakterler
		Menüler/durum görüntüleri için harika	Sınırlı grafik özellikleri
		Çeşitli aydınlatmada okunabilir	Grafik ekranlardan daha yavaş yenileme
OLED ekranları	Yüksek kontrastlı kendi kendini yayan ekranlar;mevcut tek renkli veya tam renk.	Yüksek kontrast ve geniş görüntüleme açıları	Daha yüksek maliyet
		İnce ve Hafif	Daha kısa ömür (özellikle mavi piksel)
		Karanlık İçerik Gösterirken Düşük Güç	Daha fazla bellek ve işleme ihtiyacı var
TFT ekranları	Aktif matrisli tam renkli, yüksek çözünürlüklü LCD'ler, genellikle dokunma etkin.	Zengin renk ve detay	Yüksek güç tüketimi
		Dokunma içerebilir	Daha fazla RAM/işleme gerektirir
		Videolar, GUI'ler, gösterge panoları için ideal	Entegre etmek için daha pahalı ve karmaşık

7 segmentli bir ekran nasıl çalışır?

7 segmentli bir ekranın çalışması, her segmentin içindeki ışık yayan diyotların (LED'ler) ileri önyargılamasına dayanır.Anottan katota doğru yönde bir voltaj uygulandığında, segment yanar.Her segment bağımsız olarak, genellikle bir mikrodenetleyicinin dijital çıkış pimleri veya özel bir ekran sürücüsü IC aracılığıyla kontrol edilebilir.Bu denetleyiciler, istenen karaktere göre herhangi bir zamanda hangi segmentlerin etkinleştirildiğini belirler.

LED'lerin aşırı akımdan kaynaklanmasını önlemek için, her segmentle seri olarak akım sınırlayıcı bir direnç bağlanır.Bu direnç, her LED'den akan akımın, genellikle 20 ila 30 miliamper (MA) olan güvenli bir aralıkta kalmasını sağlar.Bununla birlikte, kesin değer kullanılan LED türüne ve gerekli parlaklığa bağlı olarak değişebilir.7 segmentli ekranlar için iki ana operasyonel modu vardır:

1. Statik Mod: Bu modda, her basamak ve karşılık gelen segmentleri sürekli olarak açılır.Bu kurulum, her bir basamağın her segmenti için ayrı bir kontrol hattı gerektirir, bu da birçok hane kullanılırsa verimsiz hale gelebilir.Bununla birlikte, basitlik ve sürekli parlaklık sunar.

2. Multipleks mod : Kontrol hatlarının sayısını ve güç tüketimini azaltmak için ekranlar genellikle çoğul modda çalıştırılır.Bu modda, bir seferde sadece bir basamak aydınlatılır, ancak sistem, tüm rakamları sürekli olarak aydınlatacak kadar yüksek bir hızda rakamlar arasında hızla değiştirir.Bu anahtarlama genellikle hassas zamanlama ve kontrol sağlayan mikrodenetleyici zamanlayıcılar veya vites kayıtları kullanılarak işlenir.

Şekil 3. 7 segmentli bir LED ekranda segment eşlemesi

Yukarıdaki şekil 7 segmentli bir ekranın yapısını ve etiketini göstermektedir.Ekranın on farklı görünümünde yedi segmentin (A, B, C, D, E, F ve G) dikdörtgen düzenlemesini gösterir.Her görüntüde, farklı segmentler aktivasyonlarını temsil etmek için yeşildir.Bu, her bir segmentin rakam oluşturmaya nasıl katkıda bulunduğunu görselleştirmeye yardımcı olur.Rakam, belirli segmentlerin açılmasının nasıl tanınabilir karakterler yarattığını anlamaya yardımcı olan çeşitli kombinasyonları sistematik olarak vurgulamaktadır.

7 segment ekran İkili kodlar

Bir basamak göstermek için mikrodenetleyici, doğru segment kombinasyonunu açan bir ikili kod gönderir.Örneğin, “0” ı görüntülemek için A, B, C, D, E ve F segmentleri açılır ve G kapalıdır.Ortak bir katot ekranı için, bu ikili 0B00111111 (veya HEX'te 0x3f).Ortak bir anot için mantık 0B11000000 (0xc0) ters çevrilir.Kod ekran türüyle eşleşmeli veya yanlış segmentler yanar.İkili arama tablolarını kullanmak, işlem süresini kaydeder ve özellikle sayaçlar veya zamanlayıcılar gibi dinamik uygulamalarda hızlı, doğru güncellemeler sağlar.

Aşağıdaki tablo, ortak bir anot konfigürasyonuna sahip 7 segmentli bir ekranda sayıların nasıl göründüğünü göstermektedir:

Sayı	G F E D C B A	Hex kodu
0	1000000	C0
1	1111001	F9
2	0100100	A4
3	0110000	B0
4	0011001	99
5	0010010	92
6	0000010	82
7	1111000	F8
8	0000000	80
9	0010000	90

Aşağıdaki tablo, ortak bir katot yapılandırması kullanarak 7 segmentli bir ekranda göründüğü için rakamları görüntüler:

Sayı	G F E D C B A	Hex kodu
0	0111111	3f
1	0000110	06
2	1011011	5b
3	1001111	4F
4	1100110	66
5	1101101	6d
6	1111101	7d
7	0000111	07
8	1111111	7f
9	1001111	4F

Bu kurulumda, çift haneli 7 segmentli bir ekranın her segmenti, akım sınırlayıcı bir direnç (tipik olarak 220Ω ila 330Ω) aracılığıyla Arduino Uno'ya bağlanır.A'dan G'ye (ve isteğe bağlı ondalık nokta DP) etiketlenmiş segmentler, her iki basamak boyunca paralel olarak bağlanır ve Arduino'daki D2'ye D2'ye bağlanır.Örneğin, 'A' segmenti D2, 'B' - D3 vb.Her basamağın, bu basamağın etkin olup olmadığını kontrol eden kendi ortak katot pimi (CC) vardır.Bu ortak pimler Arduino pimlerine D10 ve D11'e bağlanır ve çoğaltma için kullanılır: bir seferde sadece bir basamak etkinleştirilir, ancak aralarında yeterince hızlı geçiş (genellikle> 50Hz) her iki basamağı aynı anda aydınlatır.Hangi segmentlerin açık olduğunu ve hangi basamağın etkin olduğunu kontrol etmek için digitalwrite () kullanın.Eskizinizdeki bir arama tablosu, karşılık gelen segment kombinasyonlarıyla numaraları (0-9) haritalar.Birden çok basamağı verimli bir şekilde işlemek için, kodunuzda çoğullama veya onu destekleyen bir kütüphane kullanın.Bu, dinamik ekran güncellemelerini etkinleştirirken gerekli Arduino G/Ç pimlerinin sayısını azaltır.

Şekil 4. 7-segmentli ekran devresi Arduino

Ortak bir katot 7 segment ekran kullanma

Ortak bir katot (CC) 7 segmentli ekranda, ekran segmentlerini oluşturan tek tek LED'lerin tüm katot terminalleri dahili olarak bağlanır ve bir veya daha fazla harici ortak katot pimine yönlendirilir.Bu yaygın katot pimleri tipik olarak devredeki toprağa (GND) bağlanır.‘A’ ile ‘G’ ile etiketlenen tek tek segmentlerin yanı sıra isteğe bağlı ondalık nokta (DP), bağımsız olarak kontrol edilen kendi anot pinine sahiptir.

Bu tip ekrandaki belirli bir segmenti aydınlatmak için, karşılık gelen anot pimine yüksek bir voltaj (tipik olarak +5V veya +3.3V) uygulanmalıdır.Katotlar topraklandığından, akım anottan katota akar ve LED segmentinin aydınlanmasına izin verir.Ortak bir katot kullanımı, kontrolör akımı aktif olarak segment pimlerine batırmak yerine aktif olarak kaynaklayabildiğinden, mikrodenetleyicilerle arayüz oluşturmayı basitleştirir.

Bu yapılandırma, basit kablolama ve programlama mantığı nedeniyle yeni başlayan elektronik projelerinde popülerdir.Farklı segmentleri birleştirerek sayısal veya sınırlı alfabetik karakterler oluşturulmasına izin verir.Örneğin, “2” sayısını görüntülemek için A, B, D, E ve G segmentleri açılır.Mikrodenetleyici, ilgili pimini yüksek ayarlayarak her segmenti etkinleştirir.

Bununla birlikte, yedi segmentin hepsinin aynı anda olmasını gerektiren “8” gibi karakterleri göstermeye çalışırken dikkate alınır.Her LED segmenti belirli bir miktar akım çeker (genellikle yaklaşık 10-20 Ma) ve tüm segmentleri aydınlatma 140 mA'ya veya daha fazla ekleyebilir.Çoğu mikrodenetleyici G/Ç pimleri, aynı anda birden fazla pim boyunca bu kadar büyük bir toplam akımı kaynaklamak için tasarlanmamıştır.Çok fazla akım çizilirse, mikrodenetleyiciye zarar verebilir veya arızalanmasına neden olabilir.Bunu azaltmak için, birçoğu mikro denetleyiciyi aşırı yüklemeden yükü güvenli bir şekilde işlemek için harici sürücü IC'leri (ULN2003A gibi), transistör dizileri veya akım sınırlayıcı dirençleri kullanır.

Şekil 5. Yaygın katot 7 segmentli ekran devre şeması

Şekilde, ortak bir katot 7 segmentli ekranın iç ve dış kablolarını göstermektedir.Ekran, A'dan G ve ondalık nokta (DP) segmentleri ile etiketlenmiştir.Her segment, ayrı LED segmentlerini temsil eden bir diyot sembolüne (D1 ila D8) bağlanır.Tüm katotlar birbirine bağlanır ve toprağa bağlanır, bu da ortak katot konfigürasyonunu gösterir.Herhangi bir segmentin anotuna yüksek bir sinyal uygulamak, akımın segmentten akmasına ve aydınlatmasına izin verir.

Ortak bir anot 7 segment ekran kullanma

Ortak bir anot (CA) 7 segmentli ekranda, LED segmentlerinin tüm anot terminalleri dahili olarak birbirine bağlanır ve ortak anot (CA) olarak etiketlenmiş ortak bir pime getirilir.Bu ortak pim, genellikle +5V olan pozitif bir voltaj beslemesine bağlanır.Ekranın A'dan G'ye (DP etiketli isteğe bağlı bir ondalık nokta ile) etiketlenmiş her bir segmenti, katotunun harici bağlantı ve kontrol için maruz kalmasıdır.

Belirli bir segmenti aydınlatmak için, katotu zemine (düşük) bağlanmalıdır (düşük), ortak anot +5V (yüksek) 'de kalır.Bu, segmentleri kontrol etme mantığının, segmentlerin yüksek bir sinyalle açıldığı ortak bir katot ekranından farklı olarak ters çevrilmiş olduğu anlamına gelir.Sonuç olarak, kontrol kodunuz ortak bir katot ekranı için kullanılan ikili paterni tersine çevirmelidir.Örneğin, ortak bir katot ekranında “0” sayısını aydınlatan bir model 0x3f gibi bir onaltılık değer kullanabilir;Ortak bir anot ekran için aynı desen, bitsel ters olan 0xc0 olacaktır.

Akımı batırabilen mikrodenetleyiciler (yani çıkış pimini toprağa çekmek), açılması gereken herhangi bir segment için devreyi etkili bir şekilde tamamlayabildikleri için CA ekranlarını sürmek için daha uygundur.Bu ekranlar, diğer bileşenlerin NPN transistörleri veya belirli mantık kapıları türleri kullanılırken aktif düşük mantıkla çalıştığı sistemlerde de avantajlıdır.Ancak, ekran hatalarını önlemek için bu ters davranışı hesaba katmak için ürün yazılımı veya sürücü mantığının düzgün bir şekilde yapılandırıldığından emin olmalısınız.

Şekil 6. Yaygın anot 7 segmentli ekran devre şeması

Şekil iki bölümden oluşur.Solda, dahili segment etiketlerini (A'dan G ve DP'ye) gösteren ortak bir anot 7 segment ekranının bir diyagramı ve bunların rakamlar oluşturmak için nasıl düzenlendiğini gösteriyor.Üstte tek bir ortak anot pimi bağlanmıştır.Sağda, basitleştirilmiş bir devre şeması, her segmentin (A ila G, DP) karşılık gelen diyotuna (D1 ila D8) nasıl bağlandığını, tüm anotların ortak bir yüksek voltaja (CA) bağlı olduğunu gösterir.Her katot, karşılık gelen segmenti açmak için topraklama ile ayrı ayrı kontrol edilebilir.

7 segment Dip ekran anahat

Şekil 7. 7 segmentli daldırma ekran taslağı

Yukarıdaki şema, delikten PCB kurulumları için yaygın olarak kullanılan çift sıralı bir paket (DIP) biçiminde 7 segmentli bir ekran için standart boyutları göstermektedir.Ekran, tabandan üste 19.00 mm uzunluğunda, rakamlar 14.20 mm (0.56 inç) yüksekliğinde, hem iç hem de dış mekanlarda iyi görünürlük sağlayan yaygın olarak kullanılan bir boyut.Segmentler 8 ° 'de içe doğru açılıdır ve okunabilirliği genel perspektiften artırır.

Ekran gövdesi yaklaşık 12.60 mm genişliğindedir ve standart PCB düzenleri için optimize edilmiş bir kalınlığa sahiptir.Pim aralığı, her bir satır dört pim içeren ve toplam uzunlukta 10.16 mm ölçen geleneksel 2.54 mm aralığını takip eder.Satırlar paket boyunca 15.24 mm aralıklı aralıklıdır.Her pim, standart dip soketleri veya delikten boyutlarla uyumlu, 0.51 mm'lik bir çapa sahiptir.PCB yüzeyi ve ekran tabanı arasındaki ayarı 6,3 mm ila 8.0 mm arasında değişir ve lehimleme ve hava akışı için yeterli boşluk sağlar.

Doğru 7 segment ekran nasıl seçilir?

Doğru 7 segment ekranını seçmek için doğru boyutta karar vererek başlayın.Daha küçük olanlar el cihazları için iyi çalışırken, daha büyük olanlar metre veya kamuya açık ekranlarda okunabilirliği artırır.Sonra, rengi düşünün.Kırmızı LED'ler yaygındır, çünkü enerji tasarrufludurlar ve daha düşük voltaja ihtiyaç duyarlar.Yeşil veya mavi gibi diğer renkler daha fazla güç kullanır ve daha yüksek voltaj gerektirir.

Ayrıca ekranın türünü (ortak anot veya ortak katot) devrenizle eşleştirmeniz gerekir.Örneğin, mikrodenetleyiciniz akım (kaynak) sağlayabilirse, ortak bir katot ekranı daha iyi uyumdur.Sadece akımı batırabilirse, yaygın bir anotla gidin.Her zaman veri sayfasını geçerli derecelendirmeler, parlaklık ve PIN atamaları için kontrol edin.Bu, ekranınızın beklendiği gibi çalışmasını sağlar ve yanlış voltajlardan veya akımlardan kaynaklanan hasarı önler.

7 segment ekran uygulamaları

Dijital saatler ve saatler

7 segmentli ekranların en yaygın kullanımlarından biri dijital saatler ve kol saatleridir.Bu ekranlar, netlikleri ve sadelikleri nedeniyle saatlerce, dakikalar ve saniyeler içinde zamanı göstermek için idealdir.İster başucu masasında bir çalar saat ister duvara monte bir ofis saati olsun, 7 segment ekranlar, zamanı uzaktan okumak için hızlı ve kolay bir yol sağlar.Parlak aydınlatmaları da onları düşük ışık veya karanlık ortamlarda görünür kılar.

Dijital termometreler

Hem ev hem de tıbbi ortamlarda, dijital termometreler genellikle sıcaklık okumalarını göstermek için 7 segmentli ekran kullanır.İç/dış hava termometreleri, vücut termometreleri ve HVAC sistemlerinde kullanılırlar.Sadece sayıları görüntülemeleri gerektiğinden, genellikle iki veya üç basamaklı, 7 segmentli ekranlar, tam bir grafik ekran gerektirmeden hızlı, okunması kolay çıktı sunar.

Voltmetreler ve multimetreler

7 segment ekranları, voltaj, akım ve direnci ölçmek için kullanılan araçlar olan dijital voltmetreler ve multimetrelerde standart bir özelliktir.Bu ekranlar anında kesin sayısal okumalar görmeye izin verir.Hızlı tepki süreleri ve okunabilirlikleri, elektronik test ve sorun giderme için onları çok uygun hale getirir.

Gaz pompaları ve yakıt dağıtıcılar

Gaz istasyonlarında, yakıt dağıtıcıları, dağıtılan yakıt miktarını, galon/litre başına maliyeti ve toplam maliyeti göstermek için büyük, sağlam 7 segmentli ekranlar kullanır.Güneş ışığında ve sert dış mekan koşullarında okunabilir kalma yetenekleri onları bu ortam için ideal hale getirir.Ayrıca, bakım ihtiyaçlarını azaltan sağlam ve uzun ömürlüdürler.

Mikrodalgalar ve mutfak aletleri

Birçok mutfak aleti, özellikle mikrodalgalar, pişirme süresini, geri sayımları veya güç ayarlarını göstermek için 7 segment ekran kullanır.Ekran sezgisel ve yorumlanması kolay, teknolojik olarak eğimli olmasanız bile.Minimum güç ve alan gerektirdikleri için, cihaz üreticileri için uygun maliyetli çözümlerdir.

Tartı ölçekleri (kişisel ve endüstriyel)

Hem ev banyo ölçekleri hem de endüstriyel sınıf tartım sistemleri, ağırlık değerlerini sunmak için 7 segment ekran kullanır.Bu ekranlar genellikle güvenilirlikleri ve okunabilirlikleri için seçilir.Endüstriyel bağlamlarda, ekranlar depolarda veya üretim katlarındaki uzaktan görülebilecek kadar büyük olabilir.

Endüstriyel ve laboratuvar ekipmanı

Profesyonel ortamlarda, 7 segmentli ekranlar ölçüm araçlarında, güç kaynaklarında ve izleme sistemlerinde sıklıkla bulunur.Frekans, basınç, voltaj veya çalışma süresi gibi önemli sayısal verileri göstermek için kullanılırlar.Bu ekranlar, panele monte edilmiş sistemlere dayanıklılık, doğruluk ve entegrasyon kolaylığı sunar.

Düşük maliyetli gömülü sistemler

Sayaçlar, zamanlayıcılar, skorboardlar veya temel teşhis araçları gibi yalnızca sayıların gerekli olduğu birçok gömülü uygulamada, 7 segmentli ekranlar daha karmaşık grafik arayüzlere düşük maliyetli bir alternatif sunar.Çok az güç tüketirler ve programlanması kolaydır, bu da onları pille çalışan veya kaynak sınırlı sistemler için uygun hale getirir.

7 segmentli ekranlı dirençler nasıl kullanılır?

7 segmentli bir ekranı kontrol etmenin kolay bir yolu, her segmentin önüne bir direnç koymaktır.Bu, ekranın içindeki LED'ler olarak adlandırılan küçük ışıkların çok fazla elektrik elde etmesinden korunmasına yardımcı olur.Çok fazla akım LED'leri aşırı ısınabilir veya çalışmayı bırakabilir.Bu dirençler ayrıca tüm segmentlerde bile ışık seviyesini korumaya yardımcı olur.Her dirençin değeri genellikle 220 ohm (ω) ile 470 ohm (Ω) arasındadır.Tam sayı iki şeye bağlıdır: güç kaynağı voltajı ve ekranın ne kadar parlak olmasını istediğinizi.Örneğin, 5 voltluk bir güç kaynağı kullanıyorsanız ve her segment yaklaşık 2 volt kullanıyorsa, 150 ohm'luk bir direnç yaklaşık 20 miliamp (mA) akımdan izin verecektir.Bu, ekranı yeterince parlak ancak yine de LED'ler için güvenli hale getirmek için iyi bir akım.

Daha büyük dirençler kullanırsanız, daha az akım akar ve ekran daha kararır.Ancak bu, LED'lerin daha uzun süre dayanmasına ve daha az güç kullanmasına yardımcı olabilir.Daha küçük dirençler kullanıyorsanız, daha fazla akım akışları ve ekran daha parlak görünüyorsa, daha hızlı yıpranabilir ve ısınabilir.Daha gelişmiş kurulumlarda, bir direnç birkaç segment (çoğullama olarak adlandırılır) arasında paylaşıldığı gibi, parlaklık düzensiz görünebilir.Çünkü farklı segmentler farklı miktarlarda akım çizebilir.Bu durumlarda, her segment için bir direnç kullanmak veya akımı otomatik olarak kontrol eden özel yongalar kullanmak daha iyidir.Bu yöntemler ekranın daha iyi görünmesini ve daha güvenilir bir şekilde çalışmasını sağlar.

Şekil 8. Temel direnç tabanlı 7 segmentli ekran şeması

Şekil, her segment için tek tek dirençler kullanarak tek bir 7 segmentli LED ekranı sürmek için temel bir devre diyagramını göstermektedir.Ekranın segmentlerinin her biri (A, B, C, D, E, F, G ve DP (ondalık nokta)), akımı güvenli seviyelere sınırlayan 220Ω dirençle seri olarak bağlanır.Bu dirençler, "yüksek" ve mantık "düşük" mantığı arasındaki girişi değiştiren ve her segmentin bağımsız olarak açılmasına veya kapatılmasına izin veren anahtarlar aracılığıyla kontrol edilir.7 segmentli ekranın ortak pimi, ekran içindeki tek tek LED'lerin giriş mantığı sinyallerine dayanarak çalışmasını sağlayan paylaşılan bir voltaj kaynağına bağlanır.Bu yapılandırma, 7 segmentli bir ekranı manuel olarak test etmenin ve çalıştırmanın en basit ve en doğrudan yolunu örneklendirir.

7 segmentli ekranlı transistörler nasıl kullanılır?

Transistörler, 7 segmentli bir ekranın hangi bölümlerinin aydınlatılmasına yardımcı olan küçük elektronik anahtarlar gibidir.“Ortak katot” kurulumunda, LED'lerin tüm negatif uçları (katotlar) birleştirilir ve toprağa bağlanır.Bir segmenti aydınlatmak için, mikrodenetleyici pozitif uca (anot) bir sinyal gönderir.Her basamağı kontrol etmek için zeminin açılıp kapatılması gerektiğinden, NPN transistörleri kullanılır.Mikrodenetleyici, transistörün tabanına (orta bacak) küçük bir sinyal gönderir ve bu, akımın içinden akmasına izin vererek segmenti aydınlatır.

“Ortak anot” kurulumunda, tüm pozitif uçlar (anotlar) birbirine bağlanır ve güce bağlanır (genellikle 5V).Burada, negatif uçları (katotlar) kontrol etmek için PNP transistörleri veya n-kanal mosfets gibi özel anahtarları kullanabilirsiniz.Mikrodenetleyici, katotu alçaktan (0V yakın) çekmek için bir sinyal gönderdiğinde ekran yanar.Birden fazla basamaklı ekranlar için çoğullama kullanılır.Bu, mikrodenetleyicinin bir seferde bir basamağı çok hızlı bir şekilde açtığı anlamına gelir, o kadar hızlı ki tüm basamaklar aynı anda açıktır.Her basamak, mikrodenetleyicinin sırayla açıldığı ve kapattığı kendi transistörünü kullanırken, segmentlere doğru sinyalleri gönderir.

Mikrodenetleyiciyi korumak ve transistörlerin düzgün çalıştığından emin olmak için mikrodenetleyici ile transistör tabanı arasına küçük bir direnç (genellikle yaklaşık 1000 ohm) yerleştirilir.Bu, akımın ne kadar aktığını sınırlar. Ayrıca, LED'lerin ihtiyaç duyduğu akım miktarını işleyebilecek transistörler seçmek de önemlidir.Transistörler çok zayıfsa, aşırı ısınabilir veya çalışmayı bırakabilirler ve ekran doğru görünmeyebilir.Doğru parçaları seçmek ve ısıyı dikkatlice yönetmek, ekranın iyi çalışmasına ve daha uzun süre dayanmasına yardımcı olur.

Şekil 9. 7 segmentli bir ekran şemasının transistör tabanlı kontrolü

Diyagram, her biri ekranın ayrı segmentlerine 220Ω dirençle bağlanan sekiz anahtar (SW1 ila SW8) kullanarak tek haneli bir yedi segment ekranı kullanmanın basit bir yöntemi göstermektedir.Segment kontrol hatları, bir transistör anahtarı (Q1) ile güçlendirilen ekran girişlerine yönlendirilir.1kΩ direnç (R9) transistör tabanını 5V kontrol hattına bağlar ve transistör açık olduğunda ekranın etkinleştirilmesine izin verir.Bu kurulum, ekranın uygun akım kontrolünü ve verimli çalışmasını sağlar.

Çözüm

7 segmentli ekranlar, elektronik cihazlarda sayıları göstermenin basit ve kullanışlı bir yoludur.Her segment küçük bir ışık gibidir ve doğru olanları açarak 0'dan 9'a kadar herhangi bir rakamı gösterebilirsiniz. Devrenize bağlı olarak ortak bir katot veya ortak anot ekranı kullanabilirsiniz.Ekranı ve mikrodenetleyicinizi korumak için dirençleri veya transistörleri kullanmanız gerekir.Birden fazla haneniz varsa, onları bir seferde birer birer hızlıca aydınlatmak için çoğullama adı verilen bir yöntem kullanabilirsiniz, böylece hepsi aydınlık görünür.Bu ekranlar, dijital saatler, ölçekler, sayaçlar ve mutfak aletleri gibi birçok şeyde kullanılır, çünkü ucuz, kullanımı kolay ve okunması açıktır.Bu kılavuzdaki ipuçlarıyla, kendi projelerinize 7 segmentli ekran ekleyebilirsiniz.