Kas tiksliai yra 7 segmentų LED ekranas?
A 7 segmentų LED ekranasyra elektroninis komponentas, kuriame rodomi dešimtainiai skaitmenys (0–9) ir kai kurios raidės (A, b, C, d, E, F), naudojant septynis atskirai valdomus juostos formos šviesos diodus, išdėstytus aštuonių skaičių schema. Dažnai įtraukiamas pasirenkamas aštuntasis segmentas – kablelis (DP). Šie ekranai yra daugybės įrenginių skaitmeninių rodmenų darbiniai arkliukai.
Du paplitę tipai:
| Tipas | Apšvietimo metodas | Tipiška spalva | Energijos suvartojimas (vienam skaitmeniui) |
|---|---|---|---|
| Standartinis (bendrasis katodas) | Visi LED katodai prijungti; anodas varomas aukštai | Raudona, žalia, mėlyna, geltona, balta | 10–40 mA esant 2–3 V įtampai |
| Didelis ryškumas (bendras anodas) | Visi anodai prijungti; katodas varomas žemai | Raudona (efektyviausia) | 20–60 mA (naudoti lauke) |
Termino pastaba:Bendrasis katodasreiškia, kad visi LED negatyvai turi vieną kaištį; įjungiate segmentą siųsdami teigiamą įtampą į to segmento kaištį.Bendras anodasyra priešingai – negatyvai valdomi individualiai.
Realaus pasaulio scenarijai 7 segmentų LED ekranams
Nepaisant grafinių ekranų augimo,7 segmentų skaitmeniniai ekranaiišlieka populiarūs, nes yra pigūs, skaitomi iš toli ir reikalauja minimalaus apdorojimo. Tipiškos programos:
Skaitmeniniai laikrodžiai ir laikmačiai– Virtuvės orkaitės, mikrobangų krosnelės ir sporto salės intervalų laikmačiai naudoja 2–6 skaitmenų skaičiųdidelis 7 segmentų LED ekranasmoduliai.
Prietaisų skydeliai– Automobilių spidometrai (skaitmeniniai blokai), laboratorinės svarstyklės ir multimetrai remiasi 7 segmentais, kad būtų galima patikimai nuskaityti skaitmeninius rodmenis veikiant vibracijai.
Pramoniniai skaitikliai– Gamybos linijų partijų skaitikliai, stovėjimo vietų skaitikliai ir degalų siurblių ekranai. AAtsparus oro sąlygoms 7 segmentų LED ekranasyra įprastas lauke.
Viešasis transportas– Autobuso paskirties ženklai (naudojant ryškiai raudoną 7 segmentų matricą) ir lifto grindų indikatorius.
Pagrindiniai pranašumai, palyginti su kitais skaitmeniniais ekranais
Kodėl inžinieriai vis dar renkasi 7 segmentų LED ekranus, o ne LCD arba OLED skaitmeninius rodmenis:
Platus žiūrėjimo kampas– Tipiškas 160 laipsnių, palyginti su 90 laipsnių TN LCD. Keleiviai autobuse gali skaityti iš šoninių sėdynių.
Ekstremalus temperatūros diapazonas– Veikia nuo –40 laipsnių iki +85 laipsnių. LCD ekranai užšąla arba tampa vangūs žemiau 0 laipsnių.
Momentinis atsakas– Nėra foninio apšvietimo įšilimo laiko. Įjungus maitinimą, pasirodo skaičius.
Maža kaina už skaitmenį– Vienintelis0,56 colio 7 segmentų LED ekranaskainuoja 0,50–2,00 USD, o mažas grafinis LCD yra 5–15 USD.
Savaime šviečiantis– Nėra atskiro foninio apšvietimo, todėl įrenginiai yra plonesni ir nėra foninio apšvietimo gedimo režimo.
Įrenginiams, maitinamiems baterijomis, asilpnos srovės 7 segmentų LED ekranas(2 mA vienam segmentui) gali veikti mėnesius su monetų elementais, kai yra sutankintas.
Įprastų 7 segmentų LED ekrano problemų sprendimai
1 problema: netolygus ryškumas tarp segmentų
Priežastis:Senesni arba nesutampantys šviesos diodai tame pačiame skaitmenyje.
Sprendimas:Vietoj paprastų rezistorių naudokite nuolatinės srovės tvarkyklės IC (pvz., MAX7219, TM1637). Šie IC reguliuoja srovę kiekviename segmente, pašalindami ryškumo pokyčius.
2 problema: šešėliai arba silpni segmentai, kurie neturėtų būti įjungti
Priežastis:Lėtas multipleksavimas arba liekamasis įkrovimas tvarkyklėje.
Sprendimas: Increase multiplex frequency to >100 Hz (atnaujinkite) ir pridėkite „ištuštinimo“ intervalus – kelias mikrosekundes, kai visi segmentai išjungiami tarp skaitmenų nuskaitymo.
3 problema: drėgmės patekimas į lauko ekranus
Priežastis:* Nepakankama kapsuliacija ant PCB.
Sprendimas:Nurodykitekonforminė dangaekrano modulio gale. Ekstremalioms sąlygoms naudokite 7 segmentų modulius (užpildytus epoksidine derva).
Realaus atvejo tyrimas: maisto prekių parduotuvės kainų rodymo atnaujinimas
Klientas:Regioninis prekybos tinklas (42 parduotuvės).
Iššūkis:Jų lentynų pakraščių kainų etiketės buvo popierinės juostelės, kas savaitę atnaujinamos rankiniu būdu – 14 valandų darbas vienoje parduotuvėje, su dažnomis kainodaros klaidomis.
Sprendimas:Dislokuotabelaidės elektroninės lentynos etiketės (ESL)remiantisraudoni 7 segmentų LED ekranai(3 skaitmenų, 0,8 colio aukščio). Kiekvienas ESL veikia su CR2032 baterija ir gauna kainų atnaujinimus per 2,4 GHz tinklelį.
Diegimo žingsniai:
Pakeistos popieriaus juostelės su 7 segmentų LED moduliais, sumontuotais ant kiekvienos lentynos bėgelio.
Įdiegtas šliuzas kiekvienai parduotuvei, prijungtai prie centrinės kainodaros duomenų bazės.
Užprogramuota sistema atnaujinti kainas 3 val. ryto, kai parduotuvės nedirba.
Rezultatai:
Darbo jėgos kainų pokyčiams sumažėjo nuo 14 valandų iki 0,5 valandos per savaitę (tik tikrinimas vietoje).
Kainodaros klaidų (lentynos ir registro neatitikimas) sumažėjo 94 proc.
Baterijos veikimo laikas antmažos galios 7 segmentų šviesos diodasvienetų viršijo 24 mėn.
IG pasiekta per 8 mėnesius.
DUK
1 klausimas: Ar 7 segmentų LED ekranas gali rodyti raides, išskyrus A–F?
A: tik ribotas poaibis: H, L, o, P, r ir u (mažosios raidės). Visa abėcėlė reikalauja 14 arba 16 segmentų ekranų arba taškų matricos ekranų.
2 klausimas: kaip valdyti 7 segmentų ekraną su Arduino arba Raspberry Pi?
A: Jei norite gauti vieną ar du skaitmenis, naudokite tiesioginį GPIO su srovę ribojančiais rezistoriais (220–470 Ω). Jei norite įrašyti keturis ar daugiau skaitmenų, naudokite tankinimo tvarkyklę, pvz., TM1637 (I²C sąsaja) arba MAX7219 (SPI). Šie lustai automatiškai apdoroja nuskaitymą ir ryškumą.
3 klausimas: kokia yra tipiško 7 segmentų LED ekrano eksploatavimo trukmė?
A: 50 000–100 000 valandų (nuo 5 iki 11 metų nepertraukiamo naudojimo). Praktiškai jie retai sugenda; vairuotojo elektronika dažniausiai miršta pirmiausia. Raudoni šviesos diodai veikia ilgiausiai, o mėlyna ir balta suyra šiek tiek greičiau.
