Анод и катод светодиода: как определить полярность и различия между типами светодиодных дисплеев

Как устроены светодиоды и светодиодные дисплеи. Чем отличаются дисплеи с общим анодом и общим катодом. Какие преимущества имеет технология общего катода. Как определить полярность светодиода.

Устройство и принцип работы светодиода

Светодиод (LED — Light Emitting Diode) — это полупроводниковый прибор, излучающий свет при прохождении через него электрического тока. Он состоит из двух основных частей:

• Анод — положительный электрод
• Катод — отрицательный электрод

Для корректной работы светодиода необходимо подключать его с соблюдением полярности — анод к положительному полюсу источника питания, катод к отрицательному. При этом через p-n переход светодиода протекает ток, вызывающий рекомбинацию электронов и дырок, что сопровождается излучением фотонов — света.

Как определить анод и катод светодиода?

Существует несколько способов определения полярности светодиода:

1. По длине выводов: более длинный вывод — анод, короткий — катод.
2. По форме корпуса: на катоде часто имеется срез или площадка.
3. С помощью мультиметра: в режиме «прозвонки» светодиод пропускает ток только в прямом направлении.

Семисегментные светодиодные индикаторы

Семисегментный индикатор представляет собой набор из 7 светодиодных сегментов, расположенных в форме цифры 8. Комбинируя свечение разных сегментов, можно отображать цифры от 0 до 9. Эти индикаторы широко применяются в электронных устройствах для отображения числовой информации.

Типы семисегментных индикаторов

Существует два основных типа семисегментных индикаторов:

• С общим анодом (CA — Common Anode)
• С общим катодом (CC — Common Cathode)

Главное различие между ними заключается в способе подключения светодиодов и управления их свечением.

Особенности индикатора с общим анодом

В индикаторе с общим анодом все аноды светодиодов соединены вместе и подключаются к положительному полюсу питания. Для включения сегмента необходимо подать низкий уровень (0) на соответствующий катод.

Схема подключения индикатора с общим анодом

Типовая схема подключения включает:

• Подача +5В на общий анод через токоограничивающий резистор 510 Ом — 1 кОм
• Управляющие сигналы подаются на катоды сегментов a, b, c, d, e, f, g
• Десятичная точка (dp) может быть подключена к земле для постоянного свечения или к управляющему выходу

Преимущества и недостатки

Индикаторы с общим анодом имеют следующие особенности:

• Простота подключения к микроконтроллерам с выходами типа «открытый коллектор»
• Более высокое энергопотребление из-за потерь на токоограничивающих резисторах
• Требуют инверсной логики управления (0 — включено, 1 — выключено)

Характеристики индикатора с общим катодом

В индикаторе с общим катодом все катоды светодиодов объединены и подключаются к отрицательному полюсу питания (земле). Для включения сегмента необходимо подать высокий уровень (1) на соответствующий анод.

Схема подключения индикатора с общим катодом

Типовая схема подключения включает:

• Подключение общего катода к земле
• Управляющие сигналы подаются на аноды сегментов a, b, c, d, e, f, g через токоограничивающие резисторы
• Десятичная точка (dp) может быть подключена к +5В для постоянного свечения или к управляющему выходу

Достоинства и недостатки

Индикаторы с общим катодом характеризуются следующими особенностями:

• Совместимость с микроконтроллерами, имеющими выходы с открытым стоком
• Более низкое энергопотребление за счет отсутствия общего токоограничивающего резистора
• Прямая логика управления (1 — включено, 0 — выключено)

Сравнение технологий общего анода и общего катода

Основные различия между индикаторами с общим анодом и общим катодом:

1. Направление тока: в CA от платы к светодиодам, в CC через светодиоды к общему катоду
2. Напряжение питания: CA требует единого напряжения выше 3.8В, CC использует прецизионное питание для каждого цвета
3. Энергопотребление: CC имеет меньшие потери мощности и тепловыделение
4. Логика управления: CA — инверсная, CC — прямая

Преимущества технологии общего катода

Технология общего катода в светодиодных дисплеях имеет ряд существенных преимуществ:

• Снижение энергопотребления за счет прецизионного питания каждого цвета
• Уменьшение тепловыделения, что повышает надежность и срок службы
• Экономия на системах охлаждения и кондиционирования
• Снижение эксплуатационных расходов и затрат на обслуживание

Экономический эффект от применения технологии общего катода

Использование светодиодных дисплеев с общим катодом позволяет сэкономить:

1. На электроэнергии и эксплуатационных расходах за счет снижения энергопотребления
2. На инвестициях в охлаждающее оборудование благодаря меньшему тепловыделению
3. На техобслуживании и ремонте из-за увеличенного срока службы компонентов

Применение семисегментных индикаторов

Семисегментные светодиодные индикаторы широко используются в различных устройствах для отображения числовой информации:

• Цифровые часы и таймеры
• Измерительные приборы
• Бытовая техника (стиральные машины, микроволновые печи)
• Автомобильные приборные панели
• Информационные табло

Несмотря на появление более современных технологий отображения информации, семисегментные индикаторы остаются востребованными благодаря своей простоте, надежности и низкой стоимости.

Разница между семисегментным дисплеем с общим анодом и катодом

By EG Projects

Сегодня широко используются семисегментные дисплеи. 7-сегментные дисплеи — это своего рода светодиодные дисплеи. Вы можете найти 7-сегментные дисплеи на различных электронных устройствах, которые отображают некоторый статус в виде чисел. Они используются для отображения времени в цифровых часах, отображения скорости автомобиля в автомобилях, на старых буферах, стиральных машинах и электрических панелях и т. д. Хотя их использование значительно сократилось из-за изобретения ЖК-дисплеев. Но сегодня они используются во многих приборах. Семисегментный дисплей содержит 7 светодиодов. Которые переключаются, чтобы сделать определенный номер. Максимально можно отобразить цифру 9на одном сегменте 7, начиная с 0. 

В этом уроке я собираюсь объяснить небольшую разницу между ними, а внизу поста даны ссылки на несколько демонстрационных проектов, в которых семисегментные дисплеи взаимодействуют с разными микроконтроллерами. Принципиальная схема каждого проекта, код и подробное описание приведены в посте. Все исходные коды и принципиальные схемы проекта бесплатны, и их можно использовать и манипулировать в соответствии с потребностями.

Семисегментный дисплей состоит из светодиодов, расположенных в двух конфигурациях. В первой конфигурации все аноды светодиода соединены вместе, и эта конфигурация 7-сегментного дисплея известна как 7-сегментный дисплей с общим анодом. Другая конфигурация противоположна первой, где все катоды светодиода соединены вместе, и эта конфигурация известна как 7-сегментный дисплей с общим катодом. На основе этих конфигураций семь сегментов делятся на два типа с общим анодом (CA) и общим катодом (CC). Обе конфигурации имеют некоторые плюсы и минусы.

7-сегментный дисплей с общим анодом ​Для общего анода подайте +5 вольт на контакт vcc последовательно с резистором 510 Ом-1 кОм. Этот резистор очень важен, всегда включайте его, иначе ваш семисегментный дисплей будет поврежден из-за перегрузки по току. Обратите внимание, что оба контакта vcc короткие, поэтому подайте +5 вольт только на один контакт, а другой оставьте пустым. Заземлите контакт dp (десятичная точка/точка отображения), если вы хотите, чтобы он светился вечно. Если вы хотите управлять светодиодом dp (десятичная/точка отображения), подключите его к какой-либо системе управления, микроконтроллеру и т. д. В обычном аноде сторона катода (-) светодиодов подключена к контактам a,b,c,d,e,f,g семисегментного дисплея.​ ​ Семисегментный индикатор с общим анодом В семисегментном дисплее с общим анодом загорается светодиод, когда мы заземляем любой контакт a,b,c,d,e,f,g. Цвет семисегментного дисплея с общим анодом обычно серый.

7-сегментный дисплей с общим катодом Для общего катода заземлите контакт GND. Заземлите только один контакт GND, а другой оставьте пустым, потому что оба контакта GND закорочены. Подайте +5 В на контакт dp (десятичная точка/точка отображения) последовательно с резистором 510 Ом-1 кОм, чтобы ограничить ток. Если вы хотите, чтобы он светился вечно, подайте +5В. Если вы хотите управлять светодиодом dp (десятичная/точка отображения), подключите его к какой-либо системе управления, микроконтроллеру и т. д. Теперь, если ваш маленький кружок горит, это означает, что ваш семь сегментов работает правильно, и теперь вы можете его использовать. Анодные (+) стороны светодиода общего катода подключены к контактам a, b, c, d, e, f, g семисегментного дисплея.​ Семисегментный индикатор с общим катодом Светодиод семисегментного дисплея с общим катодом загорается при подаче положительного напряжения на любой контакт a,b,c,d,e,f,g. Цвет семисегментного дисплея с общим катодом обычно черный.

Ниже вы можете увидеть распиновку 7-сегментного дисплея как для общего анода, так и для 7-сегментного катода.

Обратите внимание, что разница только в контактах питания. Каждый 7-сегментный дисплей имеет два контакта питания. Вам нужно запитать только один рельс за раз, оставив другой свободным.

Эквивалентная схема с общим анодом и общим катодом

Разница в размере и цвете 7-сегментного дисплея

Семисегментный дисплей бывает разных размеров. Требования к питанию каждого размера отличаются из-за больших светодиодов, установленных в больших 7-сегментных дисплеях. Маленькие дисплеи используются для обзора ближнего поля. Дисплеи большего размера используются для просмотра в дальней зоне. 7-сегментные светодиоды дисплея бывают разных цветов: красного, зеленого, синего, белого и желтого. Каждый цвет используется в разных приборах. Красный — резкий цвет, и его используют для просмотра с больших расстояний. Обычно цифровые часы с более крупными 7-сегментными светодиодами имеют красный цвет.

Семисегментные дисплеи разных размеров

Специальные семисегментные дисплеи

На рынке также доступны специальные семисегментные дисплеи, предназначенные для выполнения специальных и единичных задач. Например, комбинация из 4 семи сегментных дисплеев используется для отображения времени на цифровых дисплеях. В этом специальном дисплее первые два дисплея используются для отображения часов, а следующие два — для отображения минут. В то же время четырехсегментный дисплей представляет собой точку, которая устанавливает часть часов и минут. Эти специальные семисегментные дисплеи имеют свои собственные контакты. Проверьте их техпаспорт на их распиновку.

Специальный тип семисегментных дисплеев для отображения времени и другого состояния

Некоторые проекты, связанные с семисегментными дисплеями и их взаимодействием с различными микроконтроллерами. Каждый проект микроконтроллера содержит бесплатный исходный код, принципиальную схему и видео проекта.

• Семисегментный дисплей, взаимодействующий с Arduino Uno.
Интерфейс семисегментного дисплея
• с микроконтроллером 89c51.
• Взаимодействие семисегментного дисплея с микроконтроллером Atmega32A
• Взаимодействие семисегментного дисплея с микроконтроллером Atmega162

---

Рубрики: Обмен знаниями, Проекты микроконтроллеров

 

---

---

---

Что такое технология общего катода, как она может экономить энергию?

Перейти к основному содержанию

Эрин Ю

Эрин Ю

Менеджер по продукту цифрового медиаплеера

Опубликовано 10 октября 2019 г.

+ Подписаться

После многих лет разработки обычная светодиодная технология с общим анодом сформировала стабильную производственную цепочку, которая привела к популярности светодиодных дисплеев. Однако из-за высокого энергопотребления и спроса на энергосбережение со стороны конечных пользователей и государства, поэтому предприятие по производству светодиодных экранов также расширяет энергосберегающий эффект технологии с общим анодом. После появления технологии питания светодиодного дисплея с общим катодом она вызвала большое беспокойство на рынке. Какова технология светодиодного дисплея с общим катодом? Почему это так хорошо?

一, что такое светодиодный дисплей с общим катодом? Общий катод относится к режиму питания общего катода. Он принимает способ подачи питания на RGB отдельно, точно распределяет напряжение и ток на красную, зеленую и синюю светодиодную бусину, а ток проходит через бусины лампы. Анод IC, прямое давление уменьшается, а внутреннее сопротивление проводимости мало.

二．В чем разница между светодиодным дисплеем с общим катодом и общим анодом?

1, Направление подачи питания отличается: для светодиодного дисплея с общим анодом ток течет от платы печатной платы к светодиодам, а светодиод RGB питается равномерно, что увеличивает прямое падение напряжения в цепи; для светодиодного дисплея с общим катодом ток проходит через светодиодную бусину к отрицательному полюсу ИС, положительному. Давление снижается, а внутреннее сопротивление проводимости мало.

2. Напряжение источника питания отличается: светодиодный дисплей с общим анодом обычно дает красные, зеленые и синие светодиодные шарики с напряжением выше 3,8 В (например, унифицированный источник питания 5 В, потери мощности велики; для светодиода с общим катодом дисплей, он основан на фактическом напряжении, требуемом чипом красных, зеленых и синих светодиодных бусин (напряжение красных светодиодных бусин составляет около 2,5 В, около 3,8 В для необходимого напряжения синих и зеленых светодиодных бусин). прецизионный источник питания Отдельно меньше потерь мощности, а выделяемое тепло намного ниже при работе светодиодного дисплея.

三，Почему светодиодный дисплей с общим катодом меньше нагревается?

При сравнении их режима питания известно, что энергопотребление светодиодного дисплея с общим катодом намного ниже, чем у дисплея с общим анодом, поэтому выделяемое тепло также ниже, чем у обычного светодиодного экрана с общим анодом.

四，В каких аспектах этот обычный светодиодный дисплей с катодом может сэкономить деньги?

1 Электричество и эксплуатационные расходы: прецизионный источник питания снижает потери мощности светодиодного дисплея, снижая эксплуатационные расходы.

2  Инвестиции в оборудование: низкое тепловыделение может сэкономить на кондиционировании воздуха, вентиляторах и другом охлаждающем оборудовании.

3 Расходы на техническое обслуживание и ремонт: последующая полностью закрытая нижняя часть из литого под давлением алюминия, компоненты обслуживаются, так что срок службы примерно вдвое превышает срок службы обычных светодиодных экранов.