2025/06/30'te 31,806

7 Segment Ekran: Pin Yapılandırması, Türler ve Çalışma Prensibi

Bu kılavuz, yedi segmentli ekranlarla ilgili her şeyi açıklar.Nasıl çalıştıklarını, iki ana türden (ortak anot ve ortak katot) ve içindeki parçaların nasıl düzenlendiğini anlatıyor.Arduino gibi mikrodenetleyicileri kullanarak bunları nasıl bağlayacağınızı ve kontrol edeceğinizi ve 4511 gibi sürücü yongaları ile nasıl basit devreler yapacağınızı öğreneceksiniz. Kılavuz ayrıca bu ekranların yaşamda kullanıldığı, iyi noktaları ve yapamadıkları bazı şeyleri de kapsıyor.

Katalog

Şekil 1. Yedi segment ekran

Yedi segmentli ekran nedir?

Yedi segmentli bir ekran, rakam sekiz bir düzende düzenlenmiş yedi ışık yayan segment kullanarak sayıları ve birkaç harf göstermek için tasarlanmış elektronik bir bileşendir.A'dan G olarak etiketlenen her segment, 0 ila 9 arasında rakamlar oluşturmak için ayrı ayrı yanar. Ondalık noktaları temsil etmek için genellikle sağ alt köşede bir nokta olan küçük bir sekizinci segment de dahil edilebilir.

Her segment, güçlendirildiğinde ışık yayan bir LED'dir.Ekran, LED'in terminallerine voltaj uygulayarak çalışır, bu da ışığın elektrolüminesans yoluyla üretilmesine neden olur.

LED'ler Nixie Tüpleri ve Mekanik Göstergeler gibi önceki ekran teknolojilerinin yerini aldıkça, 1960'larda ve 70'lerde yedi segment ekranları popüler hale geldi.Bu yeni ekranların sürülmesi daha kolaydı, daha az güç kullandı ve daha dayanıklıydı.70'lerin sonlarında, hesap makineleri, saatler ve ölçüm cihazlarında standartlardı.

Bugün bile, bu ekranlar basit ve güvenilir sayısal çıkışa ihtiyaç duyan cihazlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.Düşük güç tüketimi, güçlü görünürlük ve basit kontrol mantığı sunarlar.Geliştirilmiş LED malzemeleri de onları daha parlak ve daha dayanıklı hale getirmiştir, bu da hem kompakt gadget'larda hem de büyük endüstriyel sistemlerde rollerinin korunmasına yardımcı olur.

Yedi segmentli ekran türleri

Yedi segmentli ekranlar, dahili LED'lerin nasıl kablolu olduğuna bağlı olarak iki ana tipte gelir: ortak anot (CA) ve ortak katot (CC).Fark, LED segmentlerinin elektrik bağlantılarını nasıl paylaştığı konusunda yatmaktadır.

Ortak Anot (CA)

Ortak bir anot ekranda, LED'lerin tüm pozitif tarafları (anot olarak adlandırılır) birbirine bağlanır.Bu pozitif bağlantı grubu pozitif güç kaynağı ile bağlantılıdır.

Bir segmenti (sayı ekranının bir kısmı) açmak için, o segmentin negatif tarafına (katot olarak adlandırılır) düşük bir sinyal (zemine veya 0 volt anlamına gelir) gönderirsiniz.Bu elektriğin akmasına izin verir ve segment yanar.

Bu tip ekran, özellikle akımı yere çekmek için tasarlanmış belirli dijital devrelerle iyi çalışır.Bir örnek TTL (Transistör-Transistör Mantığı) devreleridir.

Şekil 2. Yaygın anot konfigürasyonu

Şekil 3. Hakikat Tablosu

Ortak Katot (CC)

Ortak bir katot ekranında, LED'lerin tüm negatif tarafları (katotlar) birbirine bağlanır ve toprağa bağlanır.

Bir segmenti aydınlatmak için, o segmentin pozitif tarafına (anot) yüksek bir sinyal (5V gibi bir voltaj) gönderirsiniz.Bu, pozitif pimden LED'den zemine akış sağlar ve segment yanar.

Ortak katot ekranlarının Arduino veya Raspberry Pi gibi mikrodenetleyicilerle kullanımı genellikle daha kolaydır, çünkü bu cihazlar gerekli yüksek sinyali doğrudan çıkış pimlerinden gönderebilir.

Şekil 4. Ortak katot konfigürasyonu

Şekil 5. Hakikat Tablosu

Yedi segment ekranın yapısı

Şekil 6. Yedi segment ekranının üst görünümü

Her yedi segmentli ekran basamağı, "8" e benzeyen dikdörtgen bir desende düzenlenmiş yedi ayrı LED'den oluşur.Segmentler A'dan G olarak etiketlenir, üç yatay segment (A, G, D) ve dört dikey segment (B, C, E, F) ile.Bazı ekranlar ayrıca sağ alt köşenin yakınında bulunan ondalık bir nokta içerir.

Şekil 7. Ondalık veya nokta noktası

Modern ekranlar genellikle plastik veya reçineye gömülü yüzeye monte edilmiş LED'leri kullanır.Ekran muhafazası genellikle parıltının komşu segmentlere kanamasını önlemek için ışık engelleri içerir.Gövde tipik olarak ışığı yaymaya ve kontrastı iyileştirmeye yardımcı olmak için renkli veya buzludur.

Standart tek haneli ekranlarda on pine sahiptir: bir tane, biri ondalık nokta için, bir veya iki tanesi paylaşılan ortak terminal için.Kasanın içinde, ince teller veya izler her segmenti ilgili pimine bağlar.

Bazı ekranlar akımı kontrol etmek için yerleşik dirençler içerirken, diğerleri harici dirençler gerektirir.İyi termal tasarım, ekranın zorlu ortamlarda bile uzun süre güvenilir bir şekilde çalışmasına yardımcı olur.

Şekil 8. Yedi segment ekranının alt görünümü

Yedi segmentli bir ekranın pim yapılandırması

Şekil 9. Pin Diyagramı

Pin numarası	Bağlı Segment	İşlev
Pim 1	E	Kontroller segmenti e
Pim 2	D	Kontroller Segment D
Pim 3	Com (ortak pim)	Yaygın anot veya katot
Pim 4	C	Kontroller Segment c
Pim 5	DP	Ondalık noktayı kontrol eder (DP)
Pim 6	B	Kontroller Segment B
Pim 7	A	Kontroller segmenti a
Pim 8	Com (ortak pim)	Yaygın anot veya katot
Pin 9	F	Kontroller Segmenti F
Pim 10	G	Kontroller Segment G

Yedi segmentli bir ekran nasıl çalışır?

Yedi segmentli bir ekran, sayılar veya basit harfler oluşturmak için belirli segmentleri aydınlatarak çalışır.Her segment, akım doğru yönde aktığında parlayan bireysel bir LED'dir.

Şekil 10.

Bir sayı göstermek için, sistem doğru segment kombinasyonunu açar.Örneğin, "0" görüntülemek için G hariç tüm segmentler yanar.Bir "1" sadece B ve C'yi aydınlatır. Bu kombinasyonlar mikrodenetleyici bellekte saklanır veya bir kod çözme çipi ile işlenir.

Şekil 11. Yedi segment alfabesi karakteri

A, C, E ve F gibi bazı harfler gösterilebilir, ancak sınırlı segment sayısı nedeniyle birçoğunun temsil edilmesi zordur.Q veya R gibi harflerin açıkça görüntülenmesi zordur.

Birden fazla basamaklı sistemlerde, çoğullama kullanımı görüntüler.Bu, bir seferde sadece bir basamak aydınlatıldığı anlamına gelir, ancak sistem rakamlar arasında o kadar hızlı (genellikle saniyede 60 kez veya daha fazla) geçer.Bu güç tasarrufu sağlar ve gerekli bağlantıların sayısını azaltır.

Ondalık nokta fraksiyonlar, zaman ayırma veya özel bir gösterge olarak kullanılabilir.Bazı saatler yanıp sönen kolon olarak ondalık noktaları bile kullanır.

Şekil 12. Yedi segment LED saat süresi ekranı

Yedi segment ekran kodları

Yedi segmentli bir ekranda sayıları göstermek için, her basamak benzersiz bir segment kümesi aydınlatır.Bu desenler ikili kodlar olarak saklanır.Kodlar, segmentlerin nasıl açıldığına bağlı olarak yaygın katot ve yaygın anot tipleri için farklıdır.Aşağıdaki tablo, 0 ila 9 rakamları için kodları göstermektedir.

Basamak	Segmentler aydınlatılmış (A - G)	İkili kod (Ortak Katot)	Onaltılık Kodu (CC)	İkili kod (Yaygın anot)	Onaltılık Kodu (CA)
0	A, B, C, D, E, F	0B00111111	0x3f	0b11000000	0xc0
1	B, C	0B00000110	0x06	0b11111001	0xf9
2	A, B, D, E, G	0B01011011	0x5b	0B10100100	0xa4
3	A, B, C, D, G	0B01001111	0x4f	0B10110000	0xb0
4	B, C, F, G	0B01100110	0x66	0B10011001	0x99
5	A, C, D, F, G	0B01101101	0x6d	0B10010010	0x92
6	A, C, D, E, F, G	0B01111101	0x7d	0B10000010	0x82
7	A, B, C	0B00000111	0x07	0b11111000	0xf8
8	A, B, C, D, E, F, G	0B01111111	0x7f	0B10000000	0x80
9	A, B, C, D, F, G	0B01101111	0x6f	0B10010000	0x90

Yedi segmentli bir ekran nasıl kontrol edilir?

Bir ekranı kontrol etmenin birkaç yaygın yolu vardır.Onlardan en basitten daha gelişmiş olana geçelim.

Mikrodenetleyiciye doğrudan bağlantı

Şekil 13. Yedi segmentli bir ekranın bir mikrodenetleyiciye doğrudan bağlantısının devre diyagramı

Bir basamağı kontrol etmenin en kolay yolu, her segmenti mikrodenetleyici üzerindeki kendi pimine bağlamaktır.Bu, yalnızca bir numara gösteren küçük projeler için iyi çalışır.

Ortak bir anot ekran için, LED'lerin tüm pozitif tarafları (anotlar) güce bağlıdır (3.3V veya 5V gibi).Her segmentin negatif tarafı (katot) bir dirençten ve daha sonra mikrodenetleyici üzerindeki bir pimden geçer.Mikrodenetleyici düşük bir sinyal gönderdiğinde, segment açılır.

Bu kurulum size her segmentin tam kontrolünü sağlar, böylece herhangi bir sayı yapabilirsiniz.Ancak, segmentler için yedi ve ondalık noktayı kullanırsanız çok fazla pim kullanır.Örneğin, PA0 pinleri PA7 üzerinden bir Arduino veya STM32 üzerinden her segmente bağlayabilirsiniz.Dirençler (yaklaşık 220-330 ohm) LED'leri çok fazla akımdan korur.

Bu yöntem basittir, ancak birden fazla haneli göstermek istiyorsanız, iyi çalışmaz, pimleri tükenirsiniz.İşte o zaman çoğullama veya ekran sürücü çipi kullanmak daha iyidir.

Daha fazla rakam için çoğullama

Şekil 14. İki yedi segment ekran için transistör sürücü devresi

Birden fazla hane kullanmak istiyorsanız, her segmenti mikrodenetleyiciye bağlamak çok fazla pime ihtiyaç duyar.Çoğullama, daha az pim kullanarak birçok basamağı kontrol etmenize yardımcı olan bir hiledir.

Çoğullamada, tüm basamaklar aynı segment kablolarını paylaşır.Ancak bir seferde sadece bir haneli yanar.Mikrodenetleyici rakamlar arasında çok hızlı geçiş yapar, bu nedenle tüm rakamlar aynı anda açık görünüyor.

Her basamak bir transistör kullanılarak açılır.Mikrodenetleyici rakam için veri gönderir ve transistörünü açar.Sonra bir sonraki basamağa geçer.Bu hızlı bir şekilde tekrarlanır, böylece gözleriniz aynı anda tüm sayıyı görür.

Her basamağın transistörü için yalnızca yedi segment kablosu ve bir kabloya ihtiyacınız vardır.SN74HC595 vites kaydı gibi bir çip de kullanabilirsiniz.Daha az pinli veri göndermenizi ve sadece birkaç mikrodenetleme pimi kullanarak segmentleri kontrol etmenizi sağlar.Bu, kablolamayı kolaylaştırır ve daha büyük ekranlar oluşturmanıza yardımcı olur.

Arduino ile manuel kablolama

Şekil 15. Arduino ile yedi segment ekran arayüzü

Bir prototip öğrenirken veya inşa ederken, ekranı bir arduino ile elle kontrol etmek yaygındır.Yedi segmentli bir ekranda "8" şeklinde sekiz LED vardır.Segmentler, ondalık nokta (DP) için ekstra bir ekstra ile A'ya G olarak adlandırılır.

Her segmenti bir dirençten Arduino'daki bir pime bağlarsınız.Ortak bir katot ekranı kullanıyorsanız, ortak pim toprağa gider.Bir segmenti aydınlatmak için Arduino, segmentin PIN'ine yüksek bir sinyal gönderir.

Ortak katot ekranlarında, yüksek segmenti açar.Ortak anot ekranlarında, bunun yerine düşük bir sinyale ihtiyacınız vardır.Doğru kodu yazmanız için hangi tür ekran kullandığınızı bilmek önemlidir.

Örneğin, 0 ila 9 sayılarını göstermek için, Arduino kodu her sayı için doğru segment kombinasyonunu açar.Bu yöntem uygulama için harika, ancak çoğullama veya sürücü çipi eklemediğiniz sürece birden fazla haneli için iyi çalışmaz.

4511 BCD ila yedi segmentli sürücü çipi kullanma

Şekil 16. 4511 sürücüsünü kullanarak

İşleri kolaylaştırmak ve mikrodenetleyici pimleri kaydetmek için CD4511 gibi bir çip kullanabilirsiniz.Bu çip 4 bit ikili bir sayı alır ve 0 ila 9 rakamlarını göstermek için doğru segmentleri aydınlatır.

Chip'e anahtarlardan veya bir mikrodenetleyiciden girişini verebilirsiniz.Giriş değiştiğinde, çip ekrandaki doğru sayıyı aydınlatır.Dirençler hala LED'leri korur ve aşağı çekme dirençleri anahtarlara basılmadığında girişi sabit tutar.

4511 çipi kablo ve kodu kolaylaştırır.Her segmenti kontrol etmek yerine, mikrodenetleyici sadece bir sayı gönderir ve çip geri kalanıyla ilgilenir.

Daha gelişmiş projelerde, mikrodenetleyiciler I2C veya SPI gibi iletişim yöntemlerini kullanarak sürücüleri görüntülemek için konuşabilir.Bu, çok sayıda pim kullanmadan birçok basamağı kontrol etmeyi kolaylaştırır.

7 segmentli bir ekran devresi nasıl oluşturulur?

Temel parçalardan yedi segmentli bir ekran kurulumu oluşturmak, elektronik öğrenmenin harika bir yoludur.Bir ekran modülüne, bir kod çözücü çipine (4511 gibi), dirençlere, daldırma anahtarlarına (veya düğmelere) ve bir breadboard'a ihtiyacınız olacak.

Adım 1 ： 4511'i breadboard'unuza yerleştirin ve pimi 16'yı güçlendirin ve 8'i zemine sabitleyin.

Adım 2 ：10K aşağı inen dirençlerden geçişlere tel pimler 1, 2, 6 ve 7 (BCD girişleri).Bu, ikili değerleri manuel olarak girmenizi sağlar.

Adım 3 ：LT (lamba testi) ve LE (mandal etkinleştir) VCC'ye bağlayın ve BI (Blanking Giriş) 'yi topraklayın.

Adım 4 ：220-470Ω dirençler aracılığıyla pim 9-15 (A - G çıkışları) ekrana bağlayın.

Adım 5 ：Ekranın ortak katot pimlerini yere bağlayın.

Şimdi, anahtarları çevirme BCD girişini değiştirir ve ekranı günceller.Ondalık noktalar veya uygulama için ikinci bir basamak gibi özellikler ekleyebilirsiniz.Dip anahtarları yerine bir mikrodenetleyici kullanmak, çoğullama ve dinamik ekran kontrolünü keşfetmenizi sağlar.

Yedi segment ekranların avantajları ve dezavantajları

Avantajlar

• Kullanımı kolay: Yedi segmentli ekran çok basittir.0 ile 9 arasında herhangi bir sayıyı gösterebilecek şekilde düzenlenmiş yedi küçük ışığı (LED'ler olarak adlandırılır) vardır. Her sayıyı yapmak için sağ ışıkları açarsınız.Bu, yeni başlayanlar ve dijital saatler veya sayaçlar gibi küçük projeler için harika olur.

• Düşük maliyet: Bu ekranlar yapmak ve satın almak ucuzdur.Basit oldukları ve temel teknolojiyi kullandıkları için çok pahalı değiller.Bu, onları uygun kalması gereken düşük bütçeli projeler veya ürünler için mükemmel hale getirir.

• Çok az güç kullanır: Yedi segmentli ekranların özellikle LCD olanları çalışmak için çok fazla elektriğe ihtiyacı yoktur.LED sürümleri bile doğru şekilde kullanırsanız çok fazla güç kullanmaz.Bu yüzden pillerde çalışan cihazlar için iyidirler.

• Okunması kolay: Yedi segmentli bir ekrandaki sayılar parlak ve nettir.LED tipleri güçlü bir şekilde parlar ve karanlıkta veya uzaktan bile görülebilir.Bu yüzden bunları çalar saatlerde ve temel ölçüm cihazlarında görüyorsunuz.

• Güçlü ve uzun ömürlü: Bu ekranların hareketli parçaları yoktur, bu nedenle kolayca kırılmazlar.İçindeki ışıklar (LED'ler) çok uzun sürebilir.Ayrıca sıcak, soğuk veya cihaz çarptığında bile iyi çalışırlar.

• Küçük ve alan tasarrufu: yedi segmentli ekranlar küçüktür ve sıkı alanlarda iyi oturur.Çok fazla alana ihtiyaç duymadan daha uzun sayıları göstermek için birkaç yan yana koyabilirsiniz.Kompakt cihazlar için mükemmeldirler.

Dezavantajlar

• Tam kelimeleri veya sembolleri gösteremiyor: Bu ekranlar tam harfleri veya sembolleri değil sayıları göstermek için yapılır.Birkaç basit harf (A, B, C gibi) gösterebilirler, ancak hepsi değil.Bu yüzden tam kelimeler veya cümleler göstermek için iyi değiller.

• Tasarımda esnek değil: segmentlerin şekli sabittir, böylece sayıların nasıl göründüğünü değiştiremezsiniz.Ayrıca resim veya özel simgeler gösteremezsiniz.Bu, daha şık veya modern ürünler için tasarım seçeneklerini sınırlar.

• Bazı açılardan görmek zor: LED tipleriyle, onlara doğrudan bakmıyorsanız sayıları okumak zor olabilir.Yandan bakarsanız veya dışarıda çok parlaksa, sayıları görmek zor olabilir.

• LED tipleri daha fazla güç kullanabilir: LED ekranlar LCD'den daha fazla elektrik kullanır, özellikle de her zaman birçok segment varsa.Bu, tasarruf gücünün önemli olduğu pille çalışan aletler için bir sorun olabilir.

• Bir parça kırılırsa, okumak zordur: Işıklardan biri (segmentler) çalışmayı durdurursa, bir numaranın yanlış görünmesini sağlayabilir.Örneğin, bir orta segment başarısız olursa 8 sayısı 0 gibi görünebilir.Bu başkalarını karıştırabilir.

• Kablolama birçok basamak için karmaşıklaşır: Birden fazla basamaklı göstermek daha fazla kablo ve parça anlamına gelir.Her şeyi bağlamak için özel cipslere ve ekstra çalışmaya ihtiyacınız olabilir.Bu, özellikle yeni başlayanlar için tasarımı ve programlamayı zorlaştırabilir.

Çözüm

Yedi segmentli ekranlar, sayıları göstermek için basit ve kullanışlı araçlardır.0'dan 9'a kadar rakamlar oluşturmak için belirli parçaları (segment olarak adlandırılır) aydınlatırlar. Segmentlerin nasıl kablolandığına bağlı olarak iki tür vardır.Bu ekranların bağlanması kolaydır, fazla güç kullanmayın ve saatler, sayaçlar ve mutfak aletleri gibi temel cihazlar için mükemmeldir.Doğrudan kablolardan yerden tasarruf eden ve işleri kolaylaştıran yongalar kullanmaya kadar farklı şekillerde kontrol edebilirsiniz.Tam kelimeler veya süslü görüntüler gösteremeseler de, net ve basit sayı ekranlarına ihtiyacınız olduğunda hala iyi bir seçimdir.