الشاشة المكونة من 7 أجزاء هي مكون إلكتروني بسيط مصنوع من سبعة أشرطة LED تعرض أرقاما وبضعة أحرف وحتى قيم سداسية عشرية. يتم استخدامه في الساعات والآلات الحاسبة والعدادات والأجهزة لأنه منخفض الطاقة وموثوق به وسهل الاستخدام. تشرح هذه المقالة pinout والمواصفات وطرق القيادة ونصائح التصميم بالتفصيل.
ج 1. نظرة عامة على عرض 7 قطاعات
ج 2. 7 تكوين Pinout لعرض المقطع
ج 3. استخدامات مختلفة للشاشة المكونة من 7 أجزاء
ج 4. الكاثود المشترك مقابل الأنود الشائع في شاشات العرض المكونة من 7 أجزاء
ج 5. المواصفات الكهربائية لشاشات العرض المكونة من 7 قطاعات
ج 6. حساب المقاوم للشاشات المكونة من 7 أجزاء
ج 7. قيادة شاشات من 7 قطاعات مع الدومجرات المتكاملة لفك التشفير
ج 8. طرق القيادة للشاشات المكونة من 7 قطاعات
ج 9. تعدد الإرسال متعدد الأرقام من 7 أجزاء
ج 10. قيادة شاشات من 7 قطاعات مع برامج تشغيل الترانزستور و MOSFET
ج 11. الأحرف التي يمكنك عرضها على شاشات من 7 شرائح
ج 12. نصائح ثنائي الفينيل متعدد الكلور والأسلاك للشاشات المكونة من 7 أجزاء
ج 13. استنتاج
ج 14. الأسئلة المتكررة [FAQ]
نظرة عامة على عرض 7 قطاعات
تعد الشاشة المكونة من 7 أجزاء واحدة من أبسط أجهزة العرض الإلكترونية وأكثرها استخداما لعرض البيانات الرقمية والأحرف المحدودة. وهي مكونة من سبعة أشرطة LED مرتبة بنمط الشكل الثامن ، والتي يمكن إضاءتها في مجموعات مختلفة لتشكيل أرقام من 0 إلى 9 ، بالإضافة إلى عدد قليل من الأحرف الأبجدية. تتضمن العديد من الإصدارات أيضا مقطعا إضافيا للعلامة العشرية (dp) لعرض أرقام الفاصلة العائمة ، مما يجعلها مناسبة للآلات الحاسبة والساعات والعدادات والإلكترونيات. لقد أبقت بساطتها واستهلاكها المنخفض للطاقة وسهولة التفاعل مع وحدات التحكم الدقيقة لها ذات صلة حتى مع ظهور شاشات LCD و OLED. بفضل تصميمها القوي ، توجد أيضا في المعدات الصناعية وأدوات الاختبار والأنظمة المدمجة حيث تتطلب الموثوقية.
7 مقطع عرض Pinout التكوين
| رقم التعريف الشخصي | اسم الدبوس | دور الدبوس |
|---|---|---|
| 1 | دبوس E | يدير مقطع LED في الطرف الأيسر السفلي. |
| 2 | دبوس D | مسؤول عن قطعة LED في الجزء السفلي. |
| 3 | دبوس مشترك | يتصل ب VCC أو الأرض، حسب نوع الشاشة. |
| 4 | دبوس ج | يتحكم في مقطع LED في الموضع الأيمن السفلي. |
| 5 | دبوس DP | يتحكم في مقطع LED للعلامة العشرية. |
| 6 | دبوس ب | يدير مقطع LED في أعلى اليمين. |
| 7 | دبوس أ | يوجه تشغيل الجزء العلوي من LED. |
| 8 | دبوس مشترك | مماثل ل Pin 3 ؛ يتصل ب VCC أو الأرض. |
| 9 | دبوس F | يدير مقطع LED في الطرف الأيسر العلوي. |
| 10 | دبوس G | يتحكم في تبديل مقطع LED الأوسط. |
يتكون كل رقم من سبعة مقاطع LED ، تسمى من A إلى G ، وفاصلة عشرية اختيارية (DP). من خلال إضاءة مجموعات مختلفة من هذه المقاطع ، يمكن عرض الأرقام وبعض الأحرف. تتصل المسامير الموجودة في الأسفل بكل مقطع ، والعلامة العشرية ، والمحطات المشتركة (COM) ، والتي يمكن ربطها إما بالأرض أو جهد الإمداد ، اعتمادا على ما إذا كانت الشاشة عبارة عن كاثود مشترك أو أنود مشترك.
استخدامات مختلفة للعرض المكون من 7 أجزاء
الساعات الرقمية
تستخدم شاشات العرض المكونة من 7 مقاطع في الساعات الرقمية لعرض الساعات والدقائق والثواني بتنسيق رقمي سهل القراءة. رؤيتها الواضحة تجعلها مناسبة لكل من أجهزة ضبط الوقت الاستهلاكية والصناعية.
الآلات الحاسبة
تعتمد الآلات الحاسبة للجيب وسطح المكتب على شاشات من 7 أجزاء لتقديم نتائج رقمية. تضمن متطلبات الطاقة المنخفضة عمرا طويلا للبطارية ، حتى في الأجهزة المدمجة.
أدوات القياس
غالبا ما تستخدم أجهزة القياس المتعددة والفولتميتر ومقاييس التيار الكهربائي وعدادات التردد شاشات من 7 أجزاء لتوفير قراءات رقمية دقيقة ، مما يضمن الوضوح للمهندسين والفنيين.
الأجهزة المنزلية
تستخدم الأجهزة مثل أفران الميكروويف والغسالات ومكيفات الهواء شاشات من 7 أجزاء للإشارة إلى إعدادات الوقت ودرجة الحرارة والبرنامج.
مضخات الوقود
تستخدم موزعات الوقود شاشات من 7 أجزاء لإظهار كمية الوقود وتكلفته ، مما يوفر للعملاء بيانات واضحة وفي الوقت الفعلي.
لوحات النتائج
تستخدم لوحات النتائج الرياضية شاشات كبيرة مكونة من 7 مقاطع لإظهار النتائج والمؤقتات والعد التنازلي المرئية من مسافة بعيدة.
الكاثود المشترك مقابل الأنود المشترك في شاشات العرض المكونة من 7 أجزاء
الكاثود المشترك (CC)
جميع أطراف الكاثود (السالبة) لمصابيح LED مرتبطة ببعضها البعض ومتصلة بالأرض (GND). يضيء مقطع عند تطبيق جهد عالي على الدبوس المقابل له.
هذا النوع سهل الاستخدام مع المتحكمات الدقيقة أو الدوجانات المتكاملة للسائق التي تزود التيار مباشرة.
الأنود المشترك (CA)
يتم ربط جميع أطراف الأنود (الموجبة) ببعضها البعض وتوصيلها ب VCC. يتم تشغيل المقطع عند سحب دبوسه منخفضا (إلى الأرض). يعمل بشكل أفضل مع برامج تشغيل التيار الغارق.
تحديد النوع
استخدم مقياسا متعددا في وضع الصمام الثنائي. بالنسبة للأنود المشترك، قم بتوصيل المسبار الأحمر بالدبوس المشترك والمسبار الأسود بدبوس مقطعي، إذا كان المقطع يضيء، فهو CA. اعكس المجسات لاختبار الكاثود المشترك.
المواصفات الكهربائية لشاشات العرض المكونة من 7 قطاعات
| معامل | المدى |
|---|---|
| الجهد الأمامي (Vf) | 1.8-2.4 فولت (أحمر / أصفر: \~1.8-2.0 فولت، أخضر/أزرق: \~2.0-2.4 فولت) |
| التيار الأمامي (إذا) | 10-30 مللي أمبير (20 مللي أمبير لكل قطعة قياسية) |
| ذروة التيار | ما يصل إلى 100 مللي أمبير (التشغيل النبضي / متعدد الإرسال فقط) |
| شدة الإضاءة | 1-10 mcd (قيم أعلى = أكثر إشراقا) |
| الطول الموجي (اللون) | الأحمر: 620-630 نانومتر، الأخضر: 565 نانومتر |
| زاوية الرؤية | 50–120 درجة |
حساب المقاوم لشاشات العرض المكونة من 7 أجزاء
تتطلب الشاشة المكونة من 7 أجزاء مقاوما يحد من التيار لكل جزء LED لمنع التدفق المفرط للتيار والسطوع غير المتكافئ. يتم تحديد قيمة المقاوم باستخدام قانون أوم ، معبرا عنه ك R = (Vcc - Vf) / إذا ، حيث Vcc هو جهد الإمداد ، Vf هو الجهد الأمامي لمصباح LED ، و If هو التيار الأمامي المطلوب. على سبيل المثال ، مع مصدر 5 فولت ، وجهد أمامي يبلغ 2.0 فولت لكل قطعة ، وتيار مستهدف يبلغ 10 مللي أمبير ، يصبح الحساب (5 - 2) ÷ 0.01 = 300 Ω. نظرا لأن المقاومات تأتي بقيم قياسية ، فمن الأفضل تحديد الخيار الأعلى التالي ، مثل 330 Ω ، لضمان السلامة. يجب أن يكون لكل جزء مقاوم خاص به ، لأن مشاركة واحد عبر الدبوس المشترك يتسبب في مستويات سطوع غير متساوية. بالنسبة للشاشات متعددة الإرسال ، يجب أيضا مراعاة التشغيل النبضي عند ضبط قيم المقاوم.
قيادة شاشات من 7 أجزاء باستخدام الدوارة المتكاملة لفك التشفير
يمكن أن يؤدي التحكم في شاشة مكونة من 7 أجزاء مباشرة من متحكم دقيق إلى استهلاك دبابيس الإدخال / الإخراج بسرعة نظرا لأن الرقم الواحد يتطلب ما يصل إلى ثمانية دبابيس (سبعة أجزاء بالإضافة إلى الفاصلة العشرية). لحفظ GPIOs وتبسيط الأسلاك ، يتم استخدام الدوائر المتكاملة لوحدة فك التشفير. تقوم هذه الرقائق بتحويل مدخلات عشرية مشفرة ثنائية (BCD) 4 بت إلى سبعة مخرجات ضرورية تقود مقاطع العرض ، مما يقلل من المتطلبات إلى أربعة خطوط بيانات فقط.
تم تصميم 74HC4511 لشاشات الكاثود الشائعة (CC) ويوفر مخرجات نشطة عالية. يتضمن ميزات مفيدة مثل تمكين المزلاج واختبار المصباح والتحكم في الطمس ، مما يسمح بالتحكم والاختبار المستقر في الشاشة. من ناحية أخرى ، يعمل SN7447 / LS47 مع شاشات الأنود الشائعة (CA) ويخرج إشارات نشطة منخفضة. كما أنه يدعم اختبار المصباح ووظائف تقطيع التموج ، مما يجعله مناسبا لقيادة أرقام متعددة في شاشات العرض المتتالية.
طرق القيادة للشاشات المكونة من 7 أجزاء
محرك مباشر
في هذا النهج ، يتصل كل جزء LED مباشرة من دبوس MCU من خلال مقاوم. على الرغم من بساطته ، إلا أنه يتطلب ما يصل إلى 8 دبابيس لكل رقم. هذا عملي للشاشات المكونة من رقم واحد ولكنه غير فعال للإعدادات متعددة الأرقام.
الدورات المتكاملة لفك التشفير
يقلل جهاز فك التشفير من استخدام الدبوس عن طريق تحويل مدخل ثنائي 4 بت إلى المخرجات السبعة اللازمة للعرض. هذا النهج ممتاز للأرقام الفردية أو الشاشات الصغيرة ، مما يقلل من دبابيس MCU المطلوبة إلى أربعة فقط. يصبح أقل كفاءة عند قيادة مصفوفات أكبر متعددة الأرقام.
سجلات التحول
تأخذ سجلات Shift البيانات التسلسلية من MCU وتحولها إلى مخرجات متوازية. يتم تتاليتها بسهولة ، مما يجعلها مثالية للوحدات متعددة الأرقام المكونة من 7 أجزاء أثناء استخدام عدد قليل جدا من دبابيس MCU. هذه الطريقة هي الأكثر قابلية للتطوير واستخدامها في الساعات الرقمية والعدادات والشاشات متعددة الإرسال.
تعدد الإرسال متعدد الأرقام من 7 أجزاء
عند استخدام شاشات متعددة الأرقام المكونة من 7 مقاطع ، يعد تعدد الإرسال طريقة شائعة للتحكم فيها دون استخدام الكثير من المسامير. في هذا الأسلوب ، يتم تشغيل رقم واحد فقط في كل مرة ، ولكن التبديل يحدث بسرعة كبيرة بحيث يبدو أن جميع الأرقام قيد التشغيل معا. هذا يجعل إدارة الشاشة أسهل مع الاستمرار في عرض الأرقام الصحيحة.
لكي تبدو الشاشة مستقرة ، يجب تحديث كل رقم بمعدل مرتفع بما يكفي ، حوالي 200 مرة في الثانية ، حتى لا تلاحظ العين أي وميض. يطلق على مقدار الوقت الذي يكون فيه كل رقم نشطا دورة العمل ، والتي تعتمد على عدد الأرقام التي يتم التحكم فيها. تعني دورة العمل الأصغر أن الأرقام ليست ساطعة ، لذلك قد يلزم ضبط التيار ضمن حدود آمنة للحفاظ على الرؤية.
إحدى المشكلات التي يمكن أن تحدث في تعدد الإرسال هي الظلال ، حيث تظهر المقاطع غير المرغوب فيها مضاءة بشكل خافت يمكن تجنب ذلك عن طريق إيقاف تشغيل جميع الأرقام قبل تحديث إشارات المقطع وباستخدام برامج التشغيل التي يمكنها تغيير الحالات بسرعة لتشغيل أنظف.
قيادة شاشات عرض من 7 قطاعات مع برامج تشغيل الترانزستور و MOSFET
مصفوفات الترانزستور دارلينجتون
تستخدم هذه الدوائر المتكاملة لغرق التيار في شاشات الكاثود الشائعة (CC). يمكن لكل قناة أن تقود مقطعا أو رقما ، مما يجعلها مناسبة للشاشات متوسطة إلى كبيرة الحجم.
ترانزستورات PNP و MOSFETs ذات القناة P
بالنسبة لشاشات الأنود الشائعة (CA) ، يعد مصدر التيار ضروريا. توفر ترانزستورات PNP أو P-MOSFETs التيار المطلوب للأنودات مع السماح ل MCU بالتحكم في التبديل بكفاءة.
دوائر LED مخصصة لبرنامج التشغيل
تدمج الدوائر المتكاملة المتخصصة مثل MAX7219 تعدد الإرسال وتنظيم التيار والتحكم في السطوع في شريحة واحدة. تقلل برامج التشغيل هذه بشكل كبير من تعقيد الأسلاك وتحرر موارد MCU.
الشخصيات التي يمكنك عرضها على شاشات من 7 أجزاء
الأرقام (0–9)
الغرض الأساسي من شاشات العرض المكونة من 7 مقاطع هو إظهار الأرقام العشرية. يمكن عرض جميع الأرقام من 0 إلى 9 بوضوح ودقة ، ولهذا السبب يتم استخدامها في الآلات الحاسبة والساعات والعدادات.
الأحرف السداسية العشرية (A-F)
يمكن أن تمثل شاشات العرض المكونة من 7 مقاطع أيضا قيما سداسية عشرية. تتضمن الأحرف المدعومة A و b و C و d و E و F. هذا يجعلها مفيدة في الإلكترونيات الرقمية والأنظمة المدمجة حيث تكون هناك حاجة إلى تمثيل سداسي عشري.
الحروف الأبجدية المحدودة
يمكن تقريب بعض الحروف ، مثل P و U و L و H ، باستخدام المقاطع السبعة. قد لا تكون قابلية القراءة هي الأفضل دائما لأن العديد من الأحرف تتطلب مقاطع أكثر مما توفره الشاشة.
غير مناسب للنص الكامل
نظرا لهيكلها المحدود ، فإن شاشات العرض المكونة من 7 أجزاء ليست عملية لعرض الكلمات أو الحروف المعقدة. بالنسبة للتطبيقات ذات النصوص الثقيلة ، غالبا ما يستخدم المصممون شاشات مصفوفة نقطية أو وحدات LCD / LED أبجدية رقمية بدلا من ذلك.
نصائح ثنائي الفينيل متعدد الكلور والأسلاك لشاشات العرض المكونة من 7 قطاعات
• ضع مقاومات الحد من التيار بالقرب من دبابيس LED للحفاظ على سطوع مستقر وتقليل انخفاض الجهد عبر الآثار.
• استخدم آثار ثنائي الفينيل متعدد الكلور الواسعة لخطوط الأنود أو الكاثود الشائعة لأنها تحمل تيارات أعلى لأجزاء متعددة في وقت واحد.
• أضف مستوى أرضي صلب لتوفير مسارات عودة مستقرة وتقليل الضوضاء وتحسين الأداء العام للدائرة.
• حافظ على خطوط تمكين الأرقام قصيرة وموجهة بشكل جيد لتجنب مشكلات الضوضاء وضمان انتقالات سريعة لتعدد الإرسال بسلاسة.
الخلاصة
تعتبر الشاشات المكونة من 7 أجزاء عملية ومتينة وتستخدم على نطاق واسع لعرض الأرقام في أجهزة مثل الساعات والآلات الحاسبة والعدادات ومضخات الوقود. يمكن أن تعمل ككاثود مشترك أو أنود مشترك ويتم تشغيلها بواسطة وحدات التحكم الدقيقة أو الدوائر المتكاملة لفك التشفير أو سجلات التحولات. على الرغم من أنها غير مناسبة للنص الكامل ، إلا أن كفاءتها وموثوقيتها تجعلها مطلوبة في العديد من التطبيقات.
الأسئلة المتداولة [FAQ]
ما هي المواد المستخدمة في شاشات العرض المكونة من 7 أجزاء؟
إنها مصنوعة من مصابيح LED لأشباه الموصلات (GaAsP للأحمر / البرتقالي ، GaP للأخضر) الموجودة في راتنجات الايبوكسي للحماية وتشكيل الضوء.
هل يمكن استخدام شاشات العرض المكونة من 7 أجزاء في الهواء الطلق؟
نعم ، ولكن فقط الإصدارات عالية السطوع أو الشريحة الكبيرة مناسبة. شاشات العرض القياسية خافتة جدا لأشعة الشمس المباشرة.
ما هي مدة بقاء الشاشة المكونة من 7 أجزاء؟
تدوم الشاشة جيدة القيادة من 50,000 إلى 100,000 ساعة. التيار الزائد أو ارتفاع درجة الحرارة يقلل من العمر الافتراضي.
ما هو أفضل معدل تحديث للشاشات متعددة الإرسال؟
يعمل معظمها بشكل أفضل بين 100 هرتز و 1 كيلو هرتز. تتسبب الترددات التي تقل عن 100 هرتز في حدوث وميض ، بينما تتسبب الترددات التي تزيد عن 1 كيلو هرتز في موارد النفايات.
هل توجد شاشات متعددة الألوان مكونة من 7 أجزاء؟
نعم. تستخدم بعض الطرز مصابيح LED ثنائية اللون أو RGB ، مما يسمح بخيارات ألوان متعددة في شاشة واحدة.
أيهما يستهلك المزيد من الطاقة ، شاشات من 7 أجزاء أو شاشات LCD؟
تستهلك مصابيح LED المكونة من 7 أجزاء طاقة أكبر من شاشات LCD. تفضل شاشات LCD للأجهزة منخفضة الطاقة ، بينما تكون مصابيح LED أكثر إشراقا وصلابة.