Pinout, descodificador, tipos y aplicaciones de la pantalla de 7 segmentos

 

Introducción

La pantalla de siete segmentos es el dispositivo más común utilizado para mostrar los dígitos y el alfabeto. Uno puede ver un dispositivo en los programas de TV con una cuenta regresiva de ‘0’, estos no son más que siete segmentos. El uso de LED en pantallas de siete segmentos lo hizo más popular.

La información binaria se puede mostrar en forma de decimal utilizando esta pantalla de siete segmentos. Su amplia gama de aplicaciones se encuentra en hornos de microondas, calculadoras, lavadoras, radios, relojes digitales, etc.

Las pantallas de siete segmentos se componen de LED (diodo emisor de luz) o LCD (pantalla de cristal líquido). LED o diodo emisor de luz es un diodo de unión P-N que emite la energía en forma de luz, que difiere del diodo de unión P-N normal que emite en forma de calor.

Las pantallas de cristal líquido (LCD) usan las propiedades del cristal líquido para mostrar. La pantalla LCD no emitirá la luz directamente. Estos LED o LCD se utilizan para mostrar el número o alfabeto requerido. Solo siete segmentos o una cantidad de segmentos organizados en un pedido cumplen con nuestros requisitos.

Historial de pantallas de siete segmentos

La pantalla de siete segmentos data de centenarios. En el año 1908, F.W. Wood inventó pantallas de ocho segmentos que muestran el dígito ‘4’ usando una barra diagonal. Después de eso, en 1910, se inventó la pantalla de siete segmentos y se iluminó con bombillas incandescentes. Se usan en plantas de energía eléctrica pero no han ganado mucha reputación.

Más tarde, en la década de 1970, con el uso de LED en siete segmentos pantallas aumentadas en gran medida.

Diagrama de pines Siete de la visualización del segmento

En general, las pantallas de siete segmentos están disponibles en paquetes de 10 pines. El diagrama de pin de la visualización de siete segmentos se muestra en la figura anterior. La pantalla de siete segmentos es un circuito electrónico que consiste en 10 pines.

De los 10 pines, 8 son pines LED y se dejan libremente. 2 pines en el medio son pines comunes y estos tienen un cortocircuito interno. Dependiendo de si el pin común es cátodo o ánodo, las pantallas de siete segmentos pueden denominarse cátodo común o ánodo común respectivamente.

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Están disponibles en diferentes proveedores. Tienen forma de caja rectangular similar a la de IC pero de gran tamaño.

Vista superior e inferior de la pantalla de siete segmentos

Desde la vista superior se pueden ver 8 segmentos (7 segmentos de visualización y un punto decimal) en la forma del número ‘8’.

Aquí, los 7 LED’s llamados segmentos son asignados con un alfabeto de A a G. La polarización directa del segmento particular o LED emitirá la energía de la luz iluminando así una parte del número. Hay otro segmento asignado como H, que se usa para mostrar el punto.

El punto decimal o punto se usa para representar el punto decimal en un número. Por ejemplo, para mostrar 2.5, el punto se usa para representar el punto decimal en este número.

En general, en el paquete de LED, todos los cátodos o todos los ánodos de los segmentos se combinan para formar un pin común. Por lo tanto, cada pantalla de siete segmentos tendrá siete pines para mostrar los dígitos, un pin común y otro pin para punto decimal/punto

La vista inferior de la pantalla de siete segmentos se muestra a continuación. La vista inferior del segmento muestra 10 pines del segmento. Estos son pines de ánodo o cátodo de los LED presentes en el segmento siete. El segmento siete se ilumina con estos pines.

Estructura interna de la visualización de siete segmentos

La estructura interna de la pantalla es muy difícil. Internamente, el dispositivo tendrá LEDs SMD. Esto se puede dividir en dos partes, es decir, el circuito interno y la pantalla. El circuito interno tendrá LED dispuestos en forma rectangular. Estas dos partes están rodeadas de vidrio, cerámica y plástico para protegerlas.

Trabajo de la visualización de siete segmentos

La visualización de siete segmentos funciona, iluminando los respectivos LEDS requeridos en el numeral. La pantalla se controla utilizando pines que se dejan libremente. El desvío hacia adelante de estos pines en una secuencia mostrará el número o alfabeto particular. Dependiendo del tipo de siete segmentos, los pines del segmento se aplican con lógica alta o cero lógico y de manera similar a los pines comunes también.

Por ejemplo, para mostrar el número ‘1’, los segmentos b y c son para encenderse y los segmentos restantes deben estar apagados. Para mostrar dos dígitos, se utilizan dos siete segmentos.

Dependiendo de si el pin común es el ánodo o cátodo, siete segmentos se dividen en los siguientes tipos.

Tipos de siete Pantallas de segmentos

Los siguientes son los tipos de siete segmentos.

• Ánodo común (CA)
• Cátodo común (CC)

1. Pantalla de siete segmentos del ánodo común

En el tipo de ánodo común, todos los ánodos de 8 LED están conectados a la terminal común y los cátodos se dejan libres. Por lo tanto, para iluminar el LED, estos cátodos deben estar conectados a la lógica ‘0’ y ánodo a la lógica ‘1’.

La tabla debajo de la verdad proporciona la información necesaria para conducir el ánodo común en siete segmentos.

Para mostrar cero en este segmento, uno debería habilite la lógica alta en los segmentos a, b, c, d, eyf y lógica baja en el segmento ‘g’. Por lo tanto, la tabla anterior proporciona datos sobre siete segmentos para mostrar los números de 0-9.

2 Pantalla de cátodo común de siete segmentos

Como el nombre indica, el pin común es el tipo de siete segmentos y los restantes 8 se dejan libres. Aquí, la lógica baja se aplica al pin común y la lógica a los pines restantes.

Tabla de verdad: a continuación se muestra la tabla de verdad de la visualización de siete segmentos.

La tabla de arriba de la verdad muestra los datos que se aplicarán a los siete segmentos para mostrar los dígitos. Para mostrar digit’0 ‘en siete segmentos, los segmentos a, b, c, d, e y f se aplican con lógica alta y el segmento g se aplica con lógica baja.

Conducir una pantalla de siete segmentos

Se puede controlar una pantalla de siete segmentos utilizando resistencias, transistores e IC. Pero principalmente la conducción es realizada por los circuitos integrados debido a su fácil cooperación.

Necesidad para conducir siete segmentos

Los dispositivos de siete segmentos generalmente están formados por LED. Estos LED brillarán cuando estén predispuestos hacia adelante. La intensidad de los LED depende de la corriente directa. Por lo tanto, se debe proporcionar suficiente corriente hacia adelante para que estos LED brillen con intensidad máxima. Esto es proporcionado por el controlador y se aplica a los siete segmentos. Los siguientes métodos se practican para conducir los siete segmentos.

Conducir una pantalla de siete segmentos con resistencia

Conducir un segmento de siete usando resistencia es el método más común. En esto, generalmente usamos la resistencia como el elemento impulsor. Generalmente, el LED requiere 20 mili Amperios de corriente. La corriente más que este valor puede dañar el LED. Para limitar esta corriente, se usa una resistencia. Esto se llama resistencia limitadora de corriente. El circuito es el que se muestra a continuación.

Las clavijas de segmento de los siete segmentos se conectan usando una resistencia y un interruptor. Los 8 interruptores están conectados a las 8 resistencias limitadoras de corriente y están conectados a segmentos de ag de la pantalla. Veamos cómo este circuito impulsa la pantalla digital.

Para iluminar el segmento ‘a’, cierre el interruptor ‘a’. La corriente pasa a través de la resistencia y se produce una caída en la resistencia limitadora de corriente. Por lo tanto, la corriente suficiente pasa al LED. Suponga que para visualizar el dígito 7 los interruptores a, b, c están cerrados. Pero la desventaja aquí es que al iluminar todos los LED a la vez se reduce la corriente.

Conducir un Pantalla de siete segmentos con transistor

Otra forma de conducir los siete segmentos es a través del transistor. En esto, el transistor se usa para amplificar la corriente de entrada. El colector del transistor está conectado al pin común de los siete segmentos, el emisor está conectado al suelo y la base está conectada a Vcc. El transistor conectado al pin común amplifica la corriente en el segmento de siete.

Conducir una pantalla de siete segmentos con circuito integrado

Otra forma de conducir los siete segmentos es a través de circuitos integrados. Esto generalmente se llama controlador o decodificador de siete segmentos. El decodificador usado con mayor frecuencia es el 4511. Este es un chip CMOS que convierte datos decimales binarios de 4 bits a datos de siete segmentos de 8 bits. El descodificador de siete segmentos CMOS conectado a los siete segmentos se muestra a continuación.

La figura anterior muestra la conducción de una pantalla de siete segmentos con BCD al decodificador de siete segmentos. Aquí tenemos que dar datos BCD como entrada para mostrar los dígitos 0 a 9. Por ejemplo, para visualizar el dígito 7, la entrada que se aplicará es 0111.

El decodificador decodifica la entrada BCD aplicada y envía el mensaje apropiado salida a los segmentos. Las salidas del decodificador están conectadas a las siete entradas de segmento a través de las resistencias. Estas resistencias se utilizan para limitar la corriente.

Aplicaciones de pantalla de siete segmentos :

• Las aplicaciones de siete segmentos son principalmente en calculadoras digitales, medidores electrónicos, relojes digitales, odómetros, relojes digitales, radios de reloj, etc.
• Hoy la mayoría de las aplicaciones de 7 segmentos usan LCD, debido al bajo consumo de corriente.