Алс324Б1 характеристики. Семисегментный индикатор АЛС324Б1: характеристики, применение и особенности

Что такое семисегментный индикатор АЛС324Б1. Каковы его основные характеристики и параметры. Как подключить и использовать АЛС324Б1 в электронных схемах. Какие существуют альтернативы данному индикатору.

Что представляет собой семисегментный индикатор АЛС324Б1

АЛС324Б1 — это семисегментный светодиодный индикатор, предназначенный для отображения цифр от 0 до 9, а также некоторых символов. Он состоит из 7 светодиодных сегментов, расположенных в форме восьмерки, и десятичной точки.

Основные характеристики АЛС324Б1:

• Тип индикатора: светодиодный, семисегментный
• Цвет свечения: красный
• Высота символа: 10 мм
• Количество разрядов: 1
• Схема включения: общий анод
• Максимальный прямой ток сегмента: 20 мА
• Прямое напряжение сегмента: 2 В

Принцип работы семисегментного индикатора АЛС324Б1

Принцип работы АЛС324Б1 основан на свечении отдельных светодиодных сегментов при подаче на них прямого напряжения. Каждый сегмент представляет собой отдельный светодиод.

При подаче логических сигналов на входы индикатора загораются соответствующие сегменты, формируя нужную цифру или символ. Например, для отображения цифры «8» должны светиться все 7 сегментов.

Особенности подключения АЛС324Б1 в электронных схемах

АЛС324Б1 имеет схему с общим анодом. Это означает, что аноды всех сегментов объединены и подключаются к положительному напряжению питания. Для включения нужного сегмента его катод соединяется с общим проводом через токоограничивающий резистор.

Типовая схема подключения АЛС324Б1:

1. Общий анод (вывод 3) подключается к +5В
2. Катоды сегментов (выводы 1,2,4,5,6,7,9,10) — через резисторы 220-330 Ом к выходам управляющей микросхемы
3. Для защиты от перегрузки используются токоограничивающие резисторы

Применение семисегментного индикатора АЛС324Б1

АЛС324Б1 находит широкое применение в различных электронных устройствах для отображения числовой информации:

• Цифровые часы и таймеры
• Измерительные приборы
• Счетчики и дозаторы
• Бытовая техника (микроволновые печи, стиральные машины и т.д.)
• Информационные табло

Преимущества и недостатки АЛС324Б1

Преимущества АЛС324Б1:

• Яркое и контрастное свечение
• Низкое энергопотребление
• Широкий угол обзора
• Простота управления
• Долгий срок службы

Недостатки:

• Ограниченные возможности отображения (только цифры и простые символы)
• Необходимость использования токоограничивающих резисторов
• Чувствительность к статическому электричеству при монтаже

Альтернативы АЛС324Б1

Существуют различные альтернативы АЛС324Б1:

• Другие семисегментные индикаторы (АЛС321А1, АЛС333А1 и т.д.)
• Матричные светодиодные индикаторы
• ЖК-дисплеи
• OLED-дисплеи

Выбор конкретного типа индикатора зависит от требований к устройству, таких как энергопотребление, яркость, информативность и стоимость.

Управление АЛС324Б1 с помощью микроконтроллера

Для управления АЛС324Б1 с помощью микроконтроллера необходимо:

1. Подключить общий анод к питанию +5В
2. Соединить катоды сегментов через резисторы с выводами микроконтроллера
3. Запрограммировать микроконтроллер для формирования нужных комбинаций сигналов

Пример кода для отображения цифры «5» на Arduino:

«`cpp // Определение пинов для сегментов int segmentPins[] = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}; // a, b, c, d, e, f, g, dp void setup() { // Настройка пинов на выход for (int i = 0; i < 8; i++) { pinMode(segmentPins[i], OUTPUT); } } void loop() { // Отображение цифры "5" byte segmentPattern = B01101101; for (int i = 0; i < 8; i++) { digitalWrite(segmentPins[i], !bitRead(segmentPattern, 7-i)); // Инверсия из-за общего анода } delay(1000); // Задержка 1 секунда } ```

Этот код настраивает выводы Arduino для управления сегментами АЛС324Б1 и отображает цифру «5». Обратите внимание на инверсию сигналов из-за схемы с общим анодом.

Часто задаваемые вопросы об АЛС324Б1

Как определить распиновку АЛС324Б1?

Распиновка АЛС324Б1 обычно указана в документации производителя. Типичная распиновка:

• Выводы 1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10 — катоды сегментов a, b, c, d, e, f, g, dp соответственно
• Вывод 3 — общий анод

Какой ток нужен для питания АЛС324Б1?

Типичный ток через один сегмент АЛС324Б1 составляет около 10-20 мА. При использовании всех сегментов одновременно суммарный ток может достигать 140-160 мА.

Можно ли использовать АЛС324Б1 с 3.3В логикой?

Да, АЛС324Б1 можно использовать с 3.3В логикой, но яркость свечения может быть немного ниже. В этом случае следует подобрать соответствующие токоограничивающие резисторы.

Заключение

Семисегментный индикатор АЛС324Б1 является простым и надежным решением для отображения цифровой информации в электронных устройствах. Несмотря на появление более современных технологий, он остается востребованным благодаря своей простоте, надежности и низкой стоимости.

При правильном подключении и управлении АЛС324Б1 может служить отличным индикатором в различных проектах — от простых часов до сложных измерительных приборов. Важно помнить о необходимости использования токоограничивающих резисторов и правильной полярности подключения для обеспечения долгой и надежной работы индикатора.

Схема частотомера генератора » Вот схема!

Категория: Частотомеры / Генераторы Данный прибор представляет собой сочетание четырехразрядного цифрового низкочастотного частотомера и генератора синусоидального низкочастотного напряжения. Частотомер может использоваться как шкала внутреннего генератора НЧ, так и измерять частоту внешнего сигнала. Этот прибор, в сочетании с низкочастотным милливольтметром и самодельным осциллографом может стать основой низкочастотного измерительного комплекса. Технические характеристики генератора. 1. Диапазоны генерируемых частот : №1 ………… 20-200 Гц. №2 ……… 200-2000 Гц. №3 ……… 2000-20000 Гц. 2. Выходное напряжение НЧ……… 0,75V. 3. Неравномерность АЧХ во всем диапазоне (20-20000 Гц) не более……… 1,0 dB. 4. КНИ не более………………………. 0,8%. (На частоте до 10000 Гц не более 0,5%). Технические характеристики частотомера. 1. Диапазоны измеряемых частот: х1 ………… 1…9999 Гц. х10………. 10…99990Гц. 2. Разрядность……………….4 разряда. 3. Чувствительность входа……….. 0,05V. 4. Максимальный входной сигнал … 50V. 5. Время измерения в «х1»………. 1 сек. 6. Время измерения в «х10»…….0,1 сек. 7. Время индикации в «х1»……….1,56 сек. в «х10» ……1,18 сек. 8. Входное сопротивление……….100 kOm. Изучение схемы начнем с частотомера. Здесь есть несколько необычных схемных решений. Частотомер четырехразрядный. Измерительный счетчик выполнен на десятичных счетчиках-дешифраторах К176ИЕ4 (D2-D5), нагруженных на семисегментные светодиодные индикаторы типа АЛС324Б1 (с общим анодом). Входной усилитель — формирователь выполнен на транзисторах VT1 и VT2. Первый транзистор служит для усиления слабых сигналов, поступающих на вход частотомера. Диоды VD1 и VD2 ограничивают уровень сильных сигналов, образуя своим сопротивлением совместно с резистором R1 делитель, который начинает работать при уровне входного сигнала более 0,3-0,5V. На транзисторе VT2 выполнен формирователь импульсов. Транзистор включен по схеме ключа и открывается при достижении напряжения на его пороге некоторого уровня (около 0,5V). В результате входное напряжение синусоидальной или какой-то другой формы преобразуется в импульсное На элементе D1.1 выполнен логический ключ, регулирующий прохождение импульсов с коллектора VT2 на счетный вход младшего разряда измерительного счетчика (вход D2). Устройство управления выполнено на счетчике D5 и остальных элементах D1. На элементах D1.2 и D1.3 выполнен триггер, регулирующий длительность импульсов, в течение которых происходит индикация результата измерения. На элементе D1.4 выполнен формирователь импульса сброса измерительного счетчика. В качестве образцовой частоты для данного частотомера используется частота электросети 50 Гц. Стабильность, конечно, получается ниже, чем при использовании кварцевого генератора. Но, этот частотомер низкочастотный и содержит всего четыре разряда, так что стандартной стабильности частоты электросети для него вполне достаточно. Переменное напряжение 50 Гц снимается с одной из обмоток силового трансформатора Т1, служащего основой источника питания. Это напряжение через делитель на резисторах R10-R9 и ограничитель отрицательной полуволны на диоде VD9 поступает на формирователь логических импульсов, сделанный по ключевой схеме на транзисторе VT3. Конденсатор С6 с резистором R10 образует ФНЧ, подавляющий всевозможные высокочастотные наводки, которые могут бьггь в электросети и могут повлиять на формирование измерительного временного интервала. Полученное импульсное напряжение частотой 50 Гц поступает на счетчик D6. Задача этого счетчика в формировании измерительного интервала времени, в течение которого происходит подсчет импульсов, полученных из входного сигнала, частоту которого нужно измерить. В диапазоне «х10» этот промежуток времени должен составлять 0,1 секунды, а в диапазоне «х1» — 1 секунду. Предположим, в исходном состоянии счетчик D6 в нулевом положении, а на выходе элемента D1. 3, — логический ноль. Это приводит к открыванию элемента D1.1 и проходу через него импульсов на вход измерительного счетчика. Одновременно, происходит счет счетчиком D6 импульсов частотой 50 Гц. Если переключатель S2 находится в положении «х10», то через пять импульсов, следующих с частотой 50 Гц (то есть, через 0,1 сек ), на его выводах 9 и 6 появятся единицы. Это приведет к закрыванию диодов VD3 и VD5 и поступлению напряжения уровня логической единицы через R5 на вывод 12 D1.2. Триггер на элементах D1.2 и D1.3 совместно с счетчиком D6 образует одновибратор, и с выхода D1.3 формирует фронт положительного импульса в течение которого происходит закрывание элемента D1.1 и открывание транзисторного ключа VT4-VT5, через который подается питание на светодиодные семисегментные индикаторы. Начинается время индикации. Счетчик D6 продолжает считать, и как только, на его выводе 13 появляется единица цепь С4-R7 формирует короткий положительный импульс, который переключает триггер в нулевое состояние. Время индикации завершается. После завершения времени индикации, по спаду импульса, сформированного триггером на элементах D1.2-D1.3, происходит одновременное открывание элемента D1.1, выключение индикаторов ключом VT4-VT5 и формирование короткого импульса обнуления формирователем на элементе D1.4 и цепи C5-R8, которым производится обнуление измерительного счетчика в начале периода измерения. Недостаток данного способа обнуления в том, что импульс обнуления попадает в период измерения и период измерения, фактически, уменьшается на длительность этого импульса. Но, длительность этого импульса настолько мала, что, практически не влияет на показания четырехразрядного низкочастотного частотомера.

Поделитесь с друзьями ссылкой на схему:

Сайт Кравченко К.В. ККВ-НЧМ-012А

 Низкочастотный цифровой частотомер — ККВ-НЧМ-012А.

<<< Назад   Главная раздела

Данный частотомер обеспечивает измерение частоты в низкочастотном диапазоне, счет импульсов и отсчет времени.

Основные технические характеристики:

·        Наибольшая измеряемая частота, кГц …………………………………………….. 100

·        Диапазон входных напряжений, В ………………………………………………… 0,01…200

·        Время счета в режиме частота, с …………………………………………………… 1

·        Время индикации в режиме частота, с ……………………………………………. 2

·        Входное сопротивление, кОм, при вх. напряж. 5В ………………………………. 300

·        Максимальный измеряемый временной интервал, с, и число импульсов ……… 99 990

За основу была взята конструкция С. Засухина, описанная в ж. «Радио» №9 1986 г. с. 49-50. Структурная схема прибора показана на рисунке 1. Как видно из рисунка прибор состоит из четырех блоков, но есть еще и пятый, это блок питания, для упрощения он не показан.

Рисунок 1

Измеряемый сигнал через разъем XS1 поступает в блок А1: ФС – формирователь сигнала, построенный на МС К574УД1А, он служит для выделения переменной составляющей входного сигнала и преобразование его в прямоугольные  импульсы с уровнями логических микросхем структуры КМОП. Эти импульсы поступают на ключевой каскад А2.1, который пропускает эти импульсы в определенные интервалы времени либо непосредственно (через SA1), либо через декадный делитель частоты А2.3 на счетчик-дешифратор А4.1, к выходу которого подключены семисегментные индикаторы.

Блок А3: КГС – кварцевый генератор, построенный на МС К176ИЕ12, содержит в себе собственно генератор на кварцевом резонаторе и делитель частоты. С его выхода снимается ряд сигналов, основным является импульсы с периодом следования 1 с. От точности и стабильности этих импульсов зависит точность измерения. Устройство управления А2.2 формирует импульсы, управляющие ключевым каскадом А2.1, декадным делителем А2.3 и счетчиком А4.1.

Рассмотрим основные режимы работы:

Режим «Измерения частоты» — сформированные прямоугольные импульсы с блока А1 подаются в А2.1 на который с устройства управления А2.2 поступают секундные импульсы в первую из каждых трех секунд (рисунок 2, б), которые открывают ключевой каскад А2. 1, в результате чего входной сигнал с формирователя (А1)  приходит на счетчик А4.1. В момент фронта импульсов, управляющих ключевым каскадом, формируются короткие импульсы сброса (рисунок 2, в), устанавливающие счетчик в нулевое состояние. После этого счетчик подсчитывает число импульсов входного сигнала за секунду, т.е. его частоту. Далее цикл измерения повторяется.

Рисунок 2

Режим «Подсчета импульсов» - устройство управления А2.2 открывает ключевой каскад А2.1 при нажатии на кнопку «Пуск», в результате счетчик А4.1 постоянно становится подключенным к выходу А1: ФС,  и закрывает при нажатии на кнопку «Стоп».

Режим «Счета секунд» - отличается от предыдущего тем, что на ключевой каскад поступает не сигнал с выхода А1, а секундные импульсы с А3.

Режим «Калибровка» - служит для контроля правильности показания прибора, заключается лишь в том, что в режиме «Измерения частоты» при нажатии на кнопку на вход А1 подается сигнал не с XS1, а калибровочный, частотой 32768 Гц с блока А3.

Принципиальная схема частотомера представлена на Рисунке 3 (103 kb).

Блок А1: Формирователь сигнала – Рисунок 4 (5,95 kb),  представляет собой усилитель-ограничитель, построенный на МС К574УД1А и VD3. Для получения максимальной чувствительности, ОУ балансируют подстроечным резистором R4. На элементах R1, VD1, VD2 на входе, собрана цепь защиты от перегрузок.

Блок А2: в качестве ключевого каскада (А2.1) используется логический элемент DD5.1. Устройство управления (А2.2) включает в себя счетчик с дешифратором DD7 и инверторы DD5.2, DD5.3. На вход С счетчика поступают секундные импульсы (рисунок 2, а), а с выхода сигнал инвертируется элементом DD5.2 (рисунок 2, б) и через переключатель SB3.1 управляет ключевым каскадом. Кроме того, дифференцирующая цепь C5, R11 и элемент DD5.3 формируют из него импульсы сброса (рисунок 2, в), которые действуют на счетчики DD1…DD4 (А4.1), через переключатель SB3. 1 в режиме «Частота».

В других режимах («Импульсы» и «Секунды») напряжение, управляющее ключевым каскадом, и импульсы сброса подают кнопками SB1, SB2 соответственно. В режиме «Секунды» секундные импульсы поступают на ключевой каскад через контакты кнопки SB3.3. Декадный делитель частоты DD6 включают при необходимости нажатием на кнопку SB4.

Также в частотомере присутствует еще один вход – «Вход КМОП». Он служит для подачи измеряемого сигнала, имеющего КМОП уровень и форму близкую к прямоугольной, минуя формирователь. К нему можно подключать внешний делитель с формирователем (ККВ-НЧМ-ДС-001), генератор прямоугольных импульсов на КМОП МС (ККВ-НЧГ-003А) и многое другое. Переключение между входами производят переключателем SА5.

К разъему XS1 подключают низкочастотный генератор (ККВ-НЧГ-003А) для контроля частоты на его выходе, переключение между «Входом» XS-Л-1 и НЧГ производят переключателем SA7.

К Разъему XS2 подключается делитель частоты ККВ-НЧГ-ДС-002.

Но это не значит, что если к этим разъемам ни чего не подключено, то с них нельзя снимать различные «служебные» сигналы (1 Гц, 32768 Гц или напряжения питания).

Разъем XS3 предназначен для питания, каких-либо других устройств, входящих в радиолабораторию радиолюбителя или благодаря присутствию в блоке питания диодов VD3…VD5 можно питать частотомер от внешнего источника питания.

Блок А4: Рисунок 5 (33,6 kb) состоит из пяти одинаковых декад на МС с дешифраторами (DD1…DD4 – К176ИЕ4) нагруженных семисегментными индикаторами АЛС324Б1. HG1 – младший разряд, а HG5 – самый старший.

Детали и конструкция.

Частотомер собран в корпусе размером 175х165х70. Конструкция корпуса и как вариант компоновки лицевой и задней панели представлена на рисунке 6.

 

Рисунок 6

В качестве переключателей применены П2К – SB3. 1…SB3.2 с зависимой фиксацией, SA1, SA5, SA7 – с независимой фиксацией, SB1 (без фиксации), SB4, SB2, SB1 (с независимой фиксацией) взяты от старой автомагнитолы из-за небольших размеров и мягкого хода, но можно применить и П2К. XS-Л-1, XS-Л-2 – RCA гнезда расположенные на одной планке. Трансформатор питания взят от блока питания игровой приставки («Dendy»). Можно взять и другой, обеспечивающий напряжение 12…16В при токе 300 мА, например ТВК-110Л. Стабилитроны VD1, VD2 (А1) можно заменить на КС162А, КС168В.

Рисунок печатной платы еще на бумаге, как отсканирую, сразу выложу.

Настройка.

Сводится к получению максимальной чувствительности балансировкой ОУ DA1 (А1). Для этого прибор включают в режим счета импульсов и подают на вход импульсы, амплитуду которых можно изменять в пределах 0…0,5 В. Постепенно ее уменьшая, резистором R4 добиваются устойчивого счета импульсов при возможно меньшей амплитуде. Также желательно проконтролировать частоту кварцевого генератора на промышленном частотомере и если она отличается от 32768 Гц, подстроить конденсатором C2 (A2), напомню, что от этого зависит точность измерений.

Фотографии.

Заранее приношу извинения за «монтаж», в качестве оправдания могу сказать, только, то что эту конструкцию делал в 16 лет, тогда не было 3 разряда радиомонтажника, да и большого опыта сборки и монтажа.

Ø      Лицевая панель (JPG, 100 kb).

Ø      Задняя панель (JPG, 60 kb).

Ø      Приближенно справа (JPG, 154 kb).

Ø      Приближенно слева (JPG, 176 kb).

Ø      Приближенно сзади (JPG, 134 kb).

Литература:

1. С. Засухин «Низкочастотный цифровой частотомер», ж. «Радио» №9, 1986 г., с. 49-50.

Начало документа

<<< Назад   Главная раздела

ККВ         Страница создана 17.01.2005 г.

Обновление от 14.03.2005 г.

© 2002-2005 г. Кравченко Кирилл Васильевич (ККВ)

Двухцветный семисегментный индикатор.

Семисегментное управление индикатором. Статическое управление светодиодами

Наверняка вы уже видели индикаторы — «восьмерки». Это семисегментный светодиодный индикатор, который служит для отображения цифр от 0 до 9, а также десятичной точки ( DP — Десятичная точка) или запятой.

Конструктивно такое изделие представляет собой сборку светодиодов. Каждый светодиод сборки освещает свой сегмент.

В зависимости от модели узел может состоять из 1 — 4 семисегментных групп. Например, индикатор АЛС333Б1 состоит из одной семисегментной группы, которая способна отображать только одну цифру от 0 до 9..

А вот светодиодный индикатор КЭМ-5162АС уже имеет две семисегментные группы. Он двузначный. На фото ниже показаны различные семисегментные светодиодные индикаторы.

Также есть индикаторы с 4 семисегментными группами — четырехразрядные (на фото — FYQ-5641BSR-11). Их можно использовать в самодельных электронных часах.

Как обозначаются на схемах семисегментные индикаторы?

Поскольку семисегментный индикатор является комбинированным электронным устройством, его изображение на схемах мало чем отличается от внешнего вида.

Стоит только обратить внимание на то, что каждый пин соответствует определенному символьному сегменту, к которому он подключен. Также имеется один или несколько общих катодных или анодных выводов — в зависимости от модели устройства.

Особенности семисегментных индикаторов.

Несмотря на кажущуюся простоту этой детали, у нее есть и свои особенности.

Во-первых, семисегментные светодиодные индикаторы с общим анодом и общим катодом. Эту особенность следует учитывать при покупке его для самодельной конструкции или устройства.

Вот, например, распиновка уже знакомого 4-значного индикатора FYQ-5641BSR-11 .

Как видите, аноды светодиодов каждого разряда объединены и выведены на отдельный выход. Катоды светодиодов, принадлежащих знаковому сегменту (например, G ), соединены между собой. Многое зависит от того, какая схема подключения у индикатора (с общим анодом или катодом). Если посмотреть принципиальные схемы устройств с использованием семисегментных индикаторов, становится понятно, почему это так важно.

Кроме маленьких показателей есть большие и даже очень большие. Их можно увидеть в общественных местах, обычно в виде настенных часов, термометров, информеров.

Чтобы увеличить размер цифр на дисплее и при этом сохранить достаточную яркость для каждого сегмента, используется несколько светодиодов, соединенных последовательно. Вот пример такого индикатора — умещается на ладони. это FYS-23011-БУБ-21 .

Один сегмент состоит из 4 последовательно соединенных светодиодов.

Для освещения одного из сегментов (A, B, C, D, E, F или G) необходимо подать на него напряжение 11,2 вольта (2,8 вольта на светодиод). Можно и меньше, например 10В, но и яркость уменьшится. Исключением является десятичная точка (ДП), ее сегмент состоит из двух светодиодов. Ему нужно всего 5-5,6 вольт.

В природе тоже есть двухцветные индикаторы. Они включают, например, красные и зеленые светодиоды. Получается, что в корпус встроены два индикатора, но со светодиодами разного цвета свечения. Если подать напряжение на обе цепочки светодиодов, можно получить желтый цвет свечения сегментов. Вот схема подключения одного из этих двухцветных светодиодов (SBA-15-11EGWA).

Если переключить контакты 1 ( КРАСНЫЙ ) и 5 ​​( ЗЕЛЕНЫЙ ) на «+» питания через ключевые транзисторы, то можно изменить цвет свечения отображаемых цифр с красного на зеленый. А если соединить контакты 1 и 5 одновременно, то цвет свечения будет оранжевый. Вот как вы можете играть с индикаторами.

Управление семисегментным дисплеем.

Для управления семисегментными индикаторами в цифровых устройствах используются сдвиговые регистры и дешифраторы. Например, широко распространенным дешифратором для управления индикаторами серии АЛС333 и АЛС324 является микросхема К514ИД2 или К176ИД2 … Вот пример.

А для контроля современных импортных индикаторов обычно используют сдвиговые регистры. 74HC595 … Теоретически можно управлять сегментами дисплея напрямую с выходов микроконтроллера. Но такая схема используется редко, так как для этого требуется задействовать довольно много выводов самого микроконтроллера. Поэтому для этой цели используются сдвиговые регистры. Кроме того, ток, потребляемый светодиодами знакового сегмента, может быть больше, чем ток, который может обеспечить обычный выход микроконтроллера.

Для управления большими семисегментными индикаторами, такими как ФИС-23011-БУБ-21, используются специализированные драйверы, например, микросхема МБИ5026 .

Что внутри семисегментного индикатора?

Ну и немного вкусненького. Любой электронщик не был бы таковым, если бы не интересовался «внутренностями» радиодеталей. Вот что находится внутри индикатора АЛС324Б1.

Черные квадраты на основании — светодиодные кристаллы. Вы также можете увидеть золотые перемычки, которые соединяют кристалл с одним из проводов. К сожалению, этот индикатор больше не будет работать, так как эти самые перемычки были срезаны. Но зато мы можем увидеть, что скрывается за декоративной панелью табло.

Светодиод (или светоизлучающий диод) — это оптический диод, излучающий световую энергию в виде «фотонов» при прямом смещении. В электронике мы называем этот процесс электролюминесценцией. Цвет видимого света, излучаемого светодиодами, варьируется от синего до красного и определяется спектром излучаемого света, который, в свою очередь, зависит от различных примесей, добавляемых в полупроводниковые материалы при их производстве. Светодиоды

имеют множество преимуществ перед традиционными лампами и светильниками, и, пожалуй, наиболее важными из них являются их малые размеры, долговечность, разнообразие цветов, низкая стоимость и доступность, а также возможность легкого взаимодействия с различными другими электронными компонентами в цифровых схемах.

Но главное преимущество светодиодов в том, что из-за их небольшого размера часть из них может быть сосредоточена в одном компактном корпусе, образуя так называемый семисегментный индикатор.

Семисегментный индикатор состоит из семи светодиодов (отсюда и название), расположенных в виде прямоугольника, как показано на рисунке. Каждый из семи светодиодов называется сегментом, так как при свечении сегмент образует часть разряда (десятичного или 12-разрядного). Иногда в одном корпусе используется 8-й дополнительный светодиод. Он служит для отображения десятичной точки (DP), что позволяет отображать, если два или более 7-сегментных дисплея соединены вместе для представления чисел больше десяти.

Каждый из семи сегментов светодиодного индикатора соединен с соответствующей площадкой контактного ряда, расположенного непосредственно на прямоугольном пластиковом корпусе индикатора. Выводы светодиодов помечены метками от a до g, представляющими каждый отдельный сегмент. Остальные выводы светодиодных сегментов соединены друг с другом и образуют общую клемму.

Таким образом, прямое смещение, приложенное к соответствующим контактам светодиодных сегментов в определенном порядке, приведет к тому, что некоторые сегменты загорятся, а остальные останутся затемненными, что позволяет отображать на дисплее желаемый символ номера паттерна до быть выделена. Это позволяет нам представить каждую из десяти десятичных цифр от 0 до 9.на 7-сегментном дисплее.

Общий вывод обычно используется для определения типа 7-сегментного дисплея. Каждый светодиодный дисплей имеет два соединительных вывода, один из которых называется «анод», а другой, соответственно, «катод». Поэтому семисегментный светодиодный индикатор может иметь два типа схемотехники — с общим катодом (ОК) и с общим анодом (ОА).

Отличие этих двух типов дисплеев в том, что в схеме с ОК катоды всех 7 сегментов соединены между собой напрямую, а в схеме с общим (ОА) анодом аноды всех 7 сегменты соединены друг с другом. Обе схемы работают следующим образом.

• Общий катод (ОК) — соединенные между собой катоды всех светодиодных сегментов имеют логический уровень «0» или соединены с общим проводом. Отдельные сегменты подсвечиваются путем подачи сигнала «высокого» логического уровня или логической «1» на их анодный выход через ограничительный резистор для создания прямого смещения отдельных светодиодов.
• Общий анод (ОА) — аноды всех светодиодных сегментов объединены и имеют уровень логической «1». Отдельные сегменты индикатора загораются при подключении каждого конкретного катода к массе, логическому «0» или низкопотенциальному сигналу через соответствующий ограничительный резистор.

В целом, 7-сегментные счетчики с общим анодом более популярны, поскольку многие логические схемы могут потреблять больше тока, чем может обеспечить источник питания. Также обратите внимание, что дисплей с общим катодом не является прямой заменой дисплея с общим катодом. И наоборот, это то же самое, что снова включить светодиоды, и поэтому свет не излучается.

Хотя 7-сегментный светодиод можно рассматривать как единый дисплей, он по-прежнему состоит из семи отдельных светодиодов в одном корпусе, и поэтому эти светодиоды нуждаются в защите от перегрузки по току. Светодиоды излучают свет только тогда, когда они смещены в прямом направлении, а количество излучаемого ими света пропорционально прямому току. Это означает только то, что интенсивность света светодиода увеличивается примерно линейно с увеличением тока. Таким образом, чтобы избежать повреждения светодиода, этот прямой ток необходимо контролировать и ограничивать до безопасного значения с помощью внешнего ограничительного резистора.

Эти семисегментные индикаторы называются статическими. Существенным их недостатком является большое количество штифтов в упаковке. Для устранения этого недостатка используются схемы динамического управления семисегментными индикаторами.

Семисегментный индикатор завоевал большую популярность среди радиолюбителей, поскольку он удобен в использовании и понятен.

В этой статье мы поговорим о цифровых показаниях.
Семисегментные светодиодные индикаторы предназначены для отображения арабских цифр от 0 до 9(Рисунок 1).

Такие индикаторы одноразрядные, которые отображают только одно число, но семисегментных групп, объединенных в один корпус, может быть больше (многоразрядные). При этом числа разделяются десятичной точкой (рис. 2)

рис. 2.

Индикатор называется семисегментным из-за того, что отображаемый символ строится из отдельных семи сегментов. Внутри корпуса такого индикатора находятся светодиоды, каждый из которых освещает свой сегмент.
Отображать буквы и другие символы на таких индикаторах проблематично, поэтому для этих целей используются 16-сегментные индикаторы.

Существует два типа светодиодных индикаторов.
В первом из них все катоды, т.е. отрицательные выводы всех светодиодов, объединены вместе и для них выделен соответствующий вывод на корпусе.
Остальные выводы индикатора подключаются к аноду каждого из светодиодов (рис. 3, а). Это называется схемой с общим катодом.
Существуют также индикаторы, в которых светодиоды каждого из сегментов соединены по схеме с общим анодом (рис. 3, б).

Рис. 3.

Каждый сегмент обозначается соответствующей буквой. На рис. 4 показано их расположение.

Рис. 4.

В качестве примера рассмотрим двухразрядный семисегментный индикатор ГНД-5622Ас-21 с красным свечением. Кстати, есть и другие цвета, в зависимости от модели.
С помощью трехвольтовой батареи можно включать сегменты, а если объединить группу контактов и подать на них питание, можно даже отображать цифры. Но этот способ неудобен, поэтому для управления семисегментными индикаторами используются сдвиговые регистры и дешифраторы. Также часто выходы индикатора подключаются напрямую к выходам микроконтроллера, но только в том случае, если используются индикаторы с малым потреблением тока. На рис. 5 показан фрагмент схемы с использованием PIC16F876A.

Рис. 5.

Для управления семисегментным индикатором часто используют дешифратор К176ИД2.
Эта микросхема способна преобразовывать двоичный код, состоящий из нулей и единиц, в десятичные цифры от 0 до 9.

Чтобы понять, как все это работает, нужно собрать простую схему (рис. 6). Дешифратор К176ИД2 выполнен в корпусе DIP16. Он имеет 7 выходных контактов (контакты 9–15), каждый из которых предназначен для определенного сегмента. Контроль точек здесь не предусмотрен. Также микросхема имеет 4 входа (выводы 2 — 5) для подачи двоичного кода. На 16-й и 8-й выводы подается плюсовое и минусовое питание соответственно. Остальные три вывода вспомогательные, о них я расскажу чуть позже.

Рис. 6.

DD1 — К176ИД2
R1 — R4 (10 — 100 кОм)
HG1 — GND-5622As-21

В схеме 4 тумблера (можно использовать любые кнопки), при при их нажатии на входы дешифратора подается логическая единица от источника питания. Кстати, сама микросхема питается напряжением от 3 до 15 вольт. В данном примере вся схема питается от 9-вольтовой «короны».

В схеме также 4 резистора. Это так называемые подтягивающие резисторы. Они нужны, чтобы гарантировать низкий уровень на логическом входе при отсутствии сигнала. Без них показания на индикаторе могут отображаться некорректно. Рекомендуется использовать одинаковые сопротивления от 10 кОм до 100 кОм.

На схеме контакты 2 и 7 индикатора HG1 не подключены. Если подключить вывод DP к минусу блока питания, то загорится десятичная точка. А если подать минус на пин Цир.2, то загорится и вторая группа сегментов (на ней будет тот же символ).

Входы дешифратора устроены таким образом, что для вывода цифр 1, 2, 4 и 8 на индикатор требуется всего одна кнопка (на макете есть тумблеры, соответствующие входам D0, D1, D2 и D3) . При отсутствии сигнала отображается число ноль. При подаче сигнала на вход D0 отображается цифра 1. И так далее. Для отображения других чисел нужно нажать комбинацию тумблеров. А какие нужно нажимать, подскажет Таблица 1.

Таблица 1.

Для отображения цифры «3» необходимо подать логическую единицу на вход D0 и D1. Если вы подадите сигнал на D0 и D2, будет отображаться цифра «5» (рис. 6).

Рис. 6.

Вот развернутая таблица, в которой мы видим не только ожидаемую цифру, но и те отрезки (а — г), которые будут составлять эту цифру.

Таблица 2.

Вспомогательными являются 1, 6 и 7-й выводы микросхемы (S, M, K соответственно).

На схеме (рис. 6) 6-й вывод «М» заземлен (к минусу питания) и на выходе микросхемы имеется положительное напряжение для работы с индикатором с общим катодом. Если используется индикатор с общим анодом, то его следует подавать на 6-й вывод.

Если на 7-й контакт «К» подать логическую единицу, то знак индикатора гаснет, ноль включает индикацию. В схеме этот вывод заземлен (на минус питания).

На первый выход дешифратора подается логическая единица (плюс питание), что позволяет отображать преобразованный код на индикаторе. Но если подать на этот контакт (S) логический ноль, то на входы перестанет поступать сигнал, а на индикаторе застынет отображаемый текущий знак.

Стоит отметить одну интересную вещь: мы знаем, что тумблер D0 включает цифру «1», а тумблер D1 включает цифру «2». Если вы нажмете оба тумблера, будет отображаться цифра 3 (1 + 2 = 3). А в остальных случаях индикатор отображает сумму цифр, составляющих эту комбинацию. Приходим к выводу, что входы декодера хорошо продуманы и имеют очень логичные комбинации.

Вы также можете посмотреть видео к этой статье.

Или термометры с большими номерами, трудно найти подходящие индикаторы (типа БАС), а иногда нужен размер, которого нет в наличии вообще. Для этого каждый элемент (сегмент) цифры часто собирают из нескольких обычных круглых светодиодов. Предлагаем более совершенный и удобный вариант такого решения, с использованием микросхемы 74HC595. Результатом проекта стали вывески высотой почти 10 сантиметров, которые видны на большом расстоянии. При необходимости большое количество разрядов можно последовательно соединить друг с другом через специальный разъем.

Эта схема представляет собой контроллер одноразрядного 7-сегментного дисплея, использующий большой набор из 5 светодиодов на сегмент и сдвиговый регистр для простого управления микроконтроллером через вход. Каждый из светодиодов, используемых в этом проекте, имеет диаметр 5 мм.

Микросхема ULN2003 помогает усилить ток, протекающий через светодиоды. Резисторы R1 — R8 являются токоограничивающими резисторами для светодиодов, которые включены в цепь последовательно.

Добрый день! После моего долгого и вынужденного перерыва мы продолжим осваивать курс Arduino Programming. В одном из наших предыдущих уроков мы уже работали с последовательностью светодиодов, теперь пришло время перейти к следующему этапу обучения. Темой сегодняшней статьи будет 7-сегментный индикатор.

Знакомство с 7-сегментным дисплеем будет разделено на две части. В первой части мы поверхностно «пробежимся» по теоретической составляющей, поработаем с железом и напишем простые программы.

В прошлый раз мы работали с последовательностью из 8 светодиодов, сегодня тоже будет 8 (7 — светодиодные ленты и 1 точка). В отличие от предыдущей последовательности, элементы этого набора не выстраиваются в ряд (один за другим), а располагаются в определенном порядке. За счет этого с помощью всего одного компонента можно отобразить 10 цифр (от 0 до 9).

Еще одно существенное отличие, выделяющее этот индикатор на фоне простых светодиодов. Он имеет общий катод (точнее, две равнозначные ножки 3 и 8, к которым катод подключен). Достаточно просто соединить один из катодов с землей ( GND ). Все индикаторные элементы имеют индивидуальные аноды.

Небольшое отступление. Все сказанное относится к 7-сегментным индикаторам с общим катодом. Однако есть индикаторы с общим анодом. Подключение таких показателей имеет существенные отличия, поэтому просьба не путать «грешное с праведным». Необходимо четко понимать, какой у вас в руках семисегментный плеер!

Помимо различий между простыми светодиодами и 7-сегментными дисплеями, есть и сходства. Например: индикаторы, как и светодиоды, могут монтироваться в ряд (последовательность) для отображения двух-, трех-, четырехзначных чисел (цифр). Однако не советую слишком заморачиваться с самостоятельной сборкой наборов сегментов. В продаже «рядом» с одноразрядными индикаторами продаются и многоразрядные.

Надеюсь, вы не забыли о необходимости использования токоограничивающих резисторов при подключении светодиодов. То же самое относится и к индикаторам: к каждому элементу индикатора должен быть подключен свой резистор. 8 элементов (7+1) — 8 резисторов.

У меня был под рукой семисегментный прибор с маркировкой 5161АС (общий катод). Распиновка контактов:

Принципиальная схема

Как я уже говорил ранее, для включения сегмента «А» подключите «землю» к любому общему контакту (3 или 8), и подайте 5В питание на вывод 7. Если индикатор с общим анодом, то на анод подаем 5В, а на выход сегмента «земля»!

Давайте соберем испытательный стенд. Подключаем провода по порядку, начиная с первой ножки, которая идет на 2-й пин платы Ардуино. Подсоедините массу к 8-му выводу индикатора.

После того, как стенд собран, можно приступать к написанию прошивки.

Для проверки индикатора запустим написанную программу. Выберите элемент «А» и подмигните его.

Теперь мигаем цифрой 2. Для этого включаем еще несколько элементов.

Чтобы отобразить одну цифру, нужно написать n-количество строк кода. Трудно, ты не находишь.

Есть еще один способ. Для того, чтобы отобразить на индикаторе любую цифру, ее сначала нужно представить в виде определенной последовательности битов.

Таблица соответствия.

Если у дисплея общий анод, то 1 нужно заменить на 0, а 0 на 1!

Шестнадцатеричный столбец — это байтовое представление цифры (подробнее об этом поговорим во второй части).

Число в двоичном представлении записывается следующим образом: 0b00000000. 0b — двоичная система. Нули означают, что все светодиоды выключены.

При подключении использовались пины со 2 по 9. Для включения 2 выхода пишем unit= 0b00000001. Четвертый бит справа отвечает за точку.