Светодиодные семисегментные индикаторы своими руками

Переделка семисегментного индикатора.

Автор: Валерий Афанасьев
Опубликовано 11.02.2008

Я думаю, что не ошибусь, когда скажу, что многие самодельщики используют в своих конструкциях семисегментные светодиодные индикаторы. Да, это очень удобная в применении штука, только вот беда — выбор цветов невелик, да и по яркости они порой оставляют желать лучшего. А крупные по размеру индикаторы не хотят светиться от низкого напряжения. Знакомая ситуация? Но всё, как говориться, в ваших руках. Предлагаю свой способ переделки индикаторов в любой цвет свечения, любой яркости и даже многоцветного сегмента. Для переделки годятся даже горелые индикаторы.

Берём индикатор и аккуратно зажимаем его в тиски фрезерного станка.

И потом не торопясь, слой за слоем снимаем заливку вместе с платой. Нам, в дальнейшем, понадобиться только сама пластмассовая матрица.

Не торопитесь и не старайтесь снять весь слой пластика за один проход, индикатор — вещь довольно хрупкая.

Срезаем до того момента, когда от платы ничего не останется. Потом надо проверить на просвет — не осталось ли чего лишнего, все сегменты должны равномерно просвечивать.

Потом при помощи клея «Поксипол-прозрачный» надо приклеить напротив каждого сегмента свои светодиоды. Для этого я применяю светодиоды «Пиранья», у них плоская верхушка и отсутствие линзы, то что нам и надо. Есть правда «Пиранья» и с линзами, но этот «недостаток» легко устраняется напильником. Можно применять и круглые диоды 3-5 миллиметров, только тогда придётся спилить у них линзу. На фото у меня стоят по два диода на сегмент, что обеспечивает равномерное освещение. Но можно ставить и больше, всё зависит от схемы включения и вашего желания. Диоды тоже можно соединять в сегменте как последовательно, так и параллельно. При параллельном включении ставьте на каждый диод свой балластный резистор. И желательно диоды из одной партии, что обеспечит равномерность освещения и чистоту цвета. Можно поставить и два разных по цвету диода, тогда на сегменте получится плавный переход цвета от одного к другому. Или в центре одного цвета, а по краям другого. Как видите вариантов много.

После приклейки распаяйте диоды по вашей схеме.

И проверьте каждый сегмент.

Вот на этом модернизацию можно завершить.
А так выглядит готовый индикатор после переделки.

Ещё несколько рекомендаций. После распайки покрасьте обратную сторону чёрной нитроэмалью или залейте чёрным термоклеем из клеящего пистолета, это не позволит проникать свету из одного сегмента в другой и поможет избежать паразитной засветки не горящих сегментов. Снять пластик можно и без фрезерного станка, только в этом случае понадобиться усердно, поработать напильником.
И последнее. При пайке пользуйтесь заземлённым паяльником. Как показала практика, диоды очень чувствительны к наведённому напряжению, а на паяльнике почти всегда присутствует, хоть и очень слабая, фаза. Особенно чувствительны к этому зелёные диоды и изумрудным цветом свечения. Даже просто при прикосновении жала незаземлённого паяльника, кристалл этого диода начинает светиться. Но такой «засветившийся» диод проработает крайне мало. Начнёт мерцать и быстро погаснет. Заземлите паяльник и вы избежите многих проблем, связанных с заменой горелых диодов.
Удачи вам!

Источник

Семисегментный индикатор

Семисегментный светодиодный индикатор
Схема подключения одноразрядного семисегментного индикатора
Схема подключения многоразрядного семисегментного индикатора

Семисегментный светодиодный индикатор — устройство отображения цифровой информации. Это — наиболее простая реализация индикатора, который может отображать арабские цифры. Для отображения букв используются более сложные многосегментные и матричные индикаторы.

Семисегментный светодиодный индикатор , как говорит его название, состоит из семи элементов индикации (сегментов), включающихся и выключающихся по отдельности. Включая их в разных комбинациях, из них можно составить упрощённые изображения арабских цифр.
Сегменты обозначаются буквами от A до G; восьмой сегмент — десятичная точка (decimal point, DP), предназначенная для отображения дробных чисел.
Изредка на семисегментном индикаторе отображают буквы.

Семисегментные светодиодные индикаторы бывают разных цветов, обычно это белый, красный, зеленый, желтый и голубой цвета. Кроме того, они могут быть разных размеров.

Также, светодиодный индикатор может быть одноразрядным (как на рисунке выше) и многоразрядным. В основном в практике используются одно-, двух-, трех- и четырехразрядные светодиодные индикаторы:

Кроме десяти цифр, семисегментные индикаторы способны отображать буквы. Но лишь немногие из букв имеют интуитивно понятное семисегментное представление.
В латинице : заглавные A, B, C, E, F, G, H, I, J, L, N, O, P, S, U, Y, Z, строчные a, b, c, d, e, g, h, i, n, o, q, r, t, u.
В кириллице : А, Б, В, Г, г, Е, и, Н, О, о, П, п, Р, С, с, У, Ч, Ы (два разряда), Ь, Э/З.
Поэтому семисегментные индикаторы используют только для отображения простейших сообщений.

Всего семисегментный светодиодный индикатор может отобразить 128 символов:

В обычном светодиодном индикаторе девять выводов: один идёт к катодам всех сегментов, а остальные восемь — к аноду каждого из сегментов. Эта схема называется «схема с общим катодом», существуют также схемы с общим анодом (тогда все наоборот). Часто делают не один, а два общих вывода на разных концах цоколя — это упрощает разводку, не увеличивая габаритов. Есть еще, так называемые «универсальные», но я лично с такими не сталкивался. Кроме того существуют индикаторы со встроенным сдвиговым регистром, благодаря чему намного уменьшается количество задействованных выводов портов микроконтроллера, но они намного дороже и в практике применяются редко. А так как необъятное не объять, то такие индикаторы мы пока рассматривать не будем (а ведь есть еще индикаторы с гораздо большим количеством сегментов, матричные).

Многоразрядные светодиодные индикаторы часто работают по динамическому принципу: выводы одноимённых сегментов всех разрядов соединены вместе. Чтобы выводить информацию на такой индикатор, управляющая микросхема должна циклически подавать ток на общие выводы всех разрядов, в то время как на выводы сегментов ток подаётся в зависимости от того, зажжён ли данный сегмент в данном разряде.

Подключение одноразрядного семисегментного индикатора к микроконтроллеру

На схеме ниже, показано как подключается одноразрядный семисегментный индикатор к микроконтроллеру.
При этом следует учитывать, что если индикатор с ОБЩИМ КАТОДОМ, то его общий вывод подключается к «земле», а зажигание сегментов происходит подачей логической единицы на вывод порта.
Если индикатор с ОБЩИМ АНОДОМ, то на его общий провод подают «плюс» напряжения, а зажигание сегментов происходит переводом вывода порта в состояние логического нуля .

Осуществление индикации в одноразрядном светодиодном индикаторе осуществляется подачей на выводы порта микроконтроллера двоичного кода соответствующей цифры соответствующего логического уровня (для индикаторов с ОК — логические единицы, для индикаторов с ОА — логические нули).

Токоограничительные резисторы могут присутствовать в схеме, а могут и не присутствовать. Все зависит от напряжения питания, которое подается на индикатор и технических характеристик индикаторов. Если, к примеру, напряжение подаваемое на сегменты равно 5 вольтам, а они рассчитаны на рабочее напряжение 2 вольта, то токоограничительные резисторы ставить необходимо (чтобы ограничить ток через них для повышенного напряжении питания и не сжечь не только индикатор, но и порт микроконтроллера).
Рассчитать номинал токоограничительных резисторов очень легко, по формуле дедушки Ома.
К примеру, характеристики индикатора следующие (берем из даташита):
— рабочее напряжение — 2 вольта
— рабочий ток — 10 мА (=0,01 А)
— напряжение питания 5 вольт
Формула для расчета:
R= U/I (все значения в этой формуле должны быть в Омах, Вольтах и Амперах)
R= (напряжение питания — рабочее напряжение)/рабочий ток
R= (5-2)/0.01 = 300 Ом

Подключение многоразрядного семисегментного индикатора к микроконтроллеру

Схема подключения многоразрядного семисегментного светодиодного индикатора в основном та-же, что и при подключении одноразрядного индикатора. Единственное, добавляются управляющие транзисторы в катодах (анодах) индикаторов:

На схеме не показано, но между базами транзисторов и выводами порта микроконтроллера необходимо включать резисторы, сопротивление которых зависит от типа транзистора (номиналы резисторов рассчитываются, но можно и попробовать применить резисторы номиналом 5-10 кОм).

Осуществление индикации разрядами осуществляется динамическим путем:
— выставляется двоичный код соответствующей цифры на выходах порта РВ для 1 разряда, затем подается логический уровень на управляющий транзистор первого разряда
— выставляется двоичный код соответствующей цифры на выходах порта РВ для 2 разряда, затем подается логический уровень на управляющий транзистор второго разряда
— выставляется двоичный код соответствующей цифры на выходах порта РВ для 3 разряда, затем подается логический уровень на управляющий транзистор третьего разряда
— итак по кругу
При этом надо учитывать:
— для индикаторов с ОК применяется управляющий транзистор структуры NPN (управляется логической единицей)
— для индикатора с ОА — транзистор структуры PNP (управляется логическим нулем)

При низковольтном питании микроконтроллера и маломощных светодиодных индикаторах, в принципе, можно отказаться от использования в схеме и токоограничительных резисторов, и управляющих транзисторах — подключать выводы индикатора непосредственно к выводам портов микроконтроллера, так как при динамической индикации ток потребления сегментами уменьшается. При этом следует учитывать, что разряды при применении индикаторов с ОК управляются логическим нулем, а индикаторы с ОА — логической единицей.

(24 голосов, оценка: 4,92 из 5)

Источник