Делаем цифровую шкалу — Сообщество «Электронные Поделки» на DRIVE2
Немножко теории
Наверное нет необходимости рассказывать, что такое 7-сегментные индикаторы. Как сложно и представить область техники, где они не применяются. Соответственно по их подключению написано масса статей, но попробую все таки написать свою 🙂
Итак: что же такое 7-сегментный индикатор?
Обратимся к Википедии: «Семисегме́нтный индика́тор — устройство отображения цифровой информации. Это — наиболее простая реализация индикатора, который может отображать арабские цифры.
Семисегментный 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. Часто семисегментные индикаторы делают в курсивном начертании.»
Сегменты обозначаются буквами от A до G; восьмой сегмент — десятичная точка (decimal point, DP), предназначенная для отображения дробных чисел.
По сути говоря данный индикатор — это 8 светодиодов расположенных на панели определенным образом.
Соответственно самая простая схема включения — подсоединить все 8 ножек на выводы микроконтроллера (микросхемы — дешифратора) через балластные резисторы, а на общий провод подавать либо «+» (для индикаторов с общим анодом) либо «-» (для индикаторов с общим катодом).
Пример подключения индикатора с общим анодом для схемы индикации включенной передачи АКПП Лансера приведен ниже
А как быть, если нужно выводить не 1 цифру, а 2,3,4 и более?
И вот тут на помощь приходит человеческая психика. Если мозгу показать несколько быстросменяющихся изображений, то он не успев обработать каждое по отдельности «сольет» их вместе. Этот принцип лег в основу мультипликации. Т.е. для вывода нескольких разрядов (нескольких цифр) нужно подключить к микроконтроллеру не только провода сегментов, но и общие провода каждого из разрядов. Тогда чтобы вывести первый разряд (опять же для схемы с общим анодом) нужно подать «+» только на общий провод первого разряда и «-» на нужные провода сегментов. Задержать изображение на 2-3 милисекунды, переключится на второй разряд и проделать то же самое с ним, поле чего перейти на третий (четвертый и т.д.) или вернутся к первому. Проделывая все это достаточно быстро мы получим в мозгу единую картинку, где все разряды горят одновременно. Для схемы с общим катодом, соответственно, перекидывать нужно «-«.
Кстати, транзисторы в этой схеме необязательны — можно подключить выводы индикатора непосредственно к выводам микроконтроллера и затем не подавать на них напряжение (выводы 8-10 данной схемы), а наоборот «притягивать к земле» выводя на них «низкое» напряжение или попросту говоря 0. А «высокое» напряжение (или 1) подается на общие выводы разрядов, которые не должны в данный момент гореть.
В чем же «бяка» данной схемы? А в том, что для вывода например трехразрядного числа нужно задействовать 11 ножек микроконтроллера, причем 7 из них, чтобы не раздувать программу, должны относится к одному порту.
Все это хорошо, но, например, у Attiny2313 такой только порт В на котором «висят» и оба входа аналогового компаратора.
И вот тут на помощь приходят специальные драйверы.
Чаще всего применяют драйвера MAX7219 и MAX7221, управляемые по SPI. Материал по работе с этими драйверами разместил недавно serdgos тут — www.drive2.ru/c/2812487/. Поэтому повторятся не буду — желающие могут почитать. Данные драйвера позволяют уменьшить количество задействованных выводом, но опять же требуют использования дополнительной библиотеки и «привязаны» к строго определенным ножкам микроконтроллера. А есть ли более «хардкорные» решения? Оказывается есть — драйвер CD4026.
Описание Драйвера
Чип CD4026 предназначен для управления 7-сегментными индикаторами и представляет собой счётчик до десятка с встроенным сдвиговым регистром.
Счётчик увеличивается на единицу всякий раз, когда контакт «clock» становится HIGH (на восходящем фронте). Выходы a-g становятся HIGH в соответствии со значением счётчика, и отражают его значение арабской цифрой при подключении 7-сегментного индикатора с общим катодом.
Контакт «reset» должен быть притянут к земле в общем случае. Когда он становится HIGH, счётчик сбрасывается в ноль.
Контакт «disable clock» также должен быть притянут к земле в общем случае. На время пока он HIGH сигналы на контакт «clock» игнорируются.
Контакт «enable display» должен снабжаться напряжением питания. Иначе выходы a-g будут выставлены в LOW. Контакт «enable out» возвращает его значение с небольшой задержкой.
Контакт «not 2» принимает значениние LOW тогда и только тогда, когда значение счётчика — 2. В остальных случаях он HIGH.
Рабочее напряжение питания: 3—15 В.
Подключение
С этим все просто: смотрим даташит на индикатор. Я использовал 3х- разрядный, но принципиально разницы с четырехразрядным нет, — для подключен
www.drive2.ru
Рамка для LED-индикатора — 5 мм
Все категорииКаталог Ардуино Метеостанция Аудио и видео Game Аудио/микрофоны/динамики Камеры и видео Разное Беспроводная связь 2,4 ГГц радиомодули 315mHz 433mHz 434mHz Bluetooth Imp RFID WiFi Инфракрасная связь Разное Датчики Вес и масса Времени Газов Давления и изгиба Дистанции и расстояния Для работы с жидкостью Звука/микрофон Инфракрасный Магнитные датчики и магниты Потенциометры и Угловые кодеры Прикосновение и пульс Разное Свет и цвет Температуры / влажности Тока и напряжения Дисплеи и индикаторы LCD дисплеи LED OLED TFT дисплеи Ленты и лампы Матрицы Мини Лазеры Прогресс Бары Разное Свет/Освещение Светодиоды Сегментный индикатор Крепеж и корпуса Корпуса и подставки Кронштейны для датчиков Кронштейны для сервоприводов Монтажные комплекты Стойки и упоры Фиксаторы и скобы Механика и двигатели Вентиляторы Захват Мобильная платформа Моторы/редукторы Насосы/Помпы Подшипники и муфты Реле Роботы Сервоприводы Соленоиды Шаговые двигатели Питание DC/DC преобразователи Аккумуляторы и батареи Блоки питания Держатели для батарей Зарядные устройства Разное Платы и модули datalogger — регистратор данных Fabrickit Lilypad -гибкая электроника NET Gadgeteer Модули Платы Программаторы/Отладчики Прото-Кит Стартовые наборы Шилды Положение в пространстве GPS Автопилот Акселерометры Гироскопы/Компасы Провода и разъемы Доски/ Bread board Переходники и конверторы Разное Разъемы/штекеры Соединительные провода Проводная связь Ethernet Разное РЕКОМЕНДУЕМ ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ Управление Джойстики Клавиатуры Кнопки Электронные компоненты Bootloader PIC Кварц Мелкие деталиТермопластик и макетированиеRaspberry Pi Семейство CubieBoard Стартовые наборы Платы и модули Дисплеи и мониторы Прототипирование и монтаж Корпуса Кабеля и переходники Зарядные устройства РазноеАнализаторы спектра и осциллографы RF_ISM_Анализатор_спектра USВ осциллографы Карманные осциллографыИнверторыСолнечные элементы Аксессуары к солнечным батареям Компаунд Контроллеры зарядки Пленка ЕVA Солнечные ячейкиAndroid mini pcКомпьютерные комплектующие Web камеры Видеокарты Жесткие диски Материнские платы Оперативная память Память для ноутбука Серверная память Стационарная память Процессоры AMD Intel Разное Сетевые карты Системы охлаждения Термопаста Устройства ввода
arduino-kit.com.ua
РадиоКот :: Управление ЖКИ без контроллера: цифровой термометр, цифровой дисплей.
РадиоКот >Статьи >Управление ЖКИ без контроллера: цифровой термометр, цифровой дисплей.
Сегодня использованием в каком-либо микроконтроллерном устройстве жидкокристаллического индикатора (ЖКИ, LCD) никого не удивишь. Однако то, что обычно встречается в таких устройствах, представляет собой модуль, в котором интегрированы собственно ЖК-панель и специальный драйвер, который помимо реализации интерфейса занимается еще и формированием управляющих напряжений для экрана. Нас же будут интересовать простые ЖКИ без контроллера, как ими управлять и вообще, насколько они применимы в любительских конструкциях.
Сначала немножко теории. Сегмент ЖКИ (будь то точка или часть семисегментного знакоместа) представляет собой конденсатор, пространство между обкладками которого заполнено жидкими кристаллами (ЖК, это группа веществ, названных так потому, что они одновременно демонстрируют свойства, характерные как для жидкостей, так и для кристаллов).
Под действием электрического поля между обкладками молекулы ЖК выстраиваются определенным образом так, что происходит поляризация проходящего через элемент света, что в купе с применением внешних поляризаторов (специальные полимерные пленки, нанесенные на дисплей) приводит к засвечиванию сегмента. В невозбужденном состоянии ячейки молекулы ЖК расположены хаотично, поляризации нет, сегмент «выключен». Это весьма упрощенное описание процессов в ЖКИ, поэтому заинтересовавшихся прошу самостоятельно ознакомиться с материалами на эту тему, найти их не сложно, например, многие вопросы достаточно подробно рассмотрены здесь.
Казалось бы, в таком случае, для управления индикатором достаточно подать на обкладки постоянное напряжение и вот оно, счастье. Но не все так просто, поскольку при приложении к обкладкам постоянного напряжения в среде между ними начинают протекать электрохимические процессы, что приводит к деградации электродов и самих ЖК и выходу индикатора из строя через некоторое непродолжительное время. Поэтому в простейшем случае для управления сегментом используется меандр, причем если на электроды подается синфазный сигнал – сегмент выключен, а если противофазный – засвечен, что и проиллюстрировано на рисунке выше. Собственно, на этом с теории пока что хватит, посмотрим, что же у нас есть по факту…
А есть у нас следующее: в общем случае ЖКИ бывают с простым управлением (когда на все сегменты ЖКИ приходится один общий электрод) и с мультиплексированием (когда существует несколько общих электродов, а сегменты объединены в группы – образуется матрица столбцов-общих и строк-сегментов). Мультиплексные индикаторы мы пока отложим в сторону и, возможно, вернемся к ним в следующих статьях (страждущие могут ознакомиться с аппнотом AN563 от Микрочипа, описаниями встроенных контроллеров LCD некоторых МК MSP-серии от Texas Instr. или отладочным комплектом AVR Butterfly на Atmega169), а мы пока поподробнее пообщаемся с более простыми представителями этого славного семейства.
Первое, что попало в руки – пара индикаторов от мультиметров M890G (или их клонов, уж не знаю) и дисплей от какого-то мультиметра Uni-T. Все индикаторы способны отображать «3,5» разряда, т.е. имеют 3 полных 7-ми сегментных знакоместа и еще одну «1» старшего разряда, а также массу специальных символов, характерных для мультиметров: Ом, кОм, мА, V и т.д., и т.п.
Конструктивно представляют собой собственно стекло индикатора, закрепленное в пластиковой рамке с креплениями к печатной плате и снабженное контактным элементом из токопроводящей резины, предназначенным для электрического соединения с той же самой платой. Первый контакт индикатора (отсчитываем слева направо в рабочем положении индикатора) является общим, остальные несколько десятков контактов – сегменты. Индикаторы от M890G пока ждут своего часа, а для Uni-T’овского дисплея была изготовлена переходная плата следующего вида:
Как видно, ничего особенного, просто способ закрепить индикатор и сделать доступными для пайки все его контакты. Та часть дорожек, которая непосредственно контактирует с индикатором (верхняя половина платы), залужена для обеспечения лучшего контакта. Плата полностью симметрична. Для определения назначения выводов использовался метод высоконаучного тыка, поскольку с документацией на такие компоненты, сами понимаете, дела обстоят довольно грустно. Для «прозвонки» можно использовать и обычный мультиметр, но, как мы уже выяснили, это не сильно полезно для индикаторов (хотя можно не обращать на это внимание при столь непродолжительном воздействии), к тому же, сегменты могут быть неконтрастными либо довольно быстро «рассасываться» (постепенное, но достаточно быстрое пропадание изображения). Поэтому была написана простейшая (даже приводить ее здесь не буду) программа для МК, которая с частотой 100Гц выдавала на два вывода контроллера противофазный меандр: одним из этих выводов касаемся первого контакта индикатора, вторым – поочередно всех остальных, записывая то, что индикатор нам показывает. Всей работы минут на пять.
Ну ладно, индикатор мы как-то подключили, что-то он у нас даже показывает, что дальше? А дальше, поскольку абстрактными изысканиями я заниматься не очень люблю, решено было изготовить на основе (или при участии? 🙂 этого индикатора простейший комнатный термометр. Собственно, контроллер – AТmega8515, датчик – TMP101 (и то, и другое выбрано исходя из наличия), схема – на рисунке:
Конструктивно это оформлено в виде «бутерброда» из платы с индикатором и платы контроллера, на которой также установлен термодатчик; питается все от внешнего 5В сетевого адаптера (а-ля зарядник для сотового, опять же, ну вот много их у меня 🙂 , а с батарейками не было нужды связываться). Один нюанс: по плате видно, что в данном случае мы не используем многие из сегментов ЖКИ. Такие сегменты лучше соединить с общим электродом ЖКИ, тогда на них будет синфазный с общим сигнал и они никогда не будут засвечены. Если этого не сделать, то при прикосновении к таким выводам или при существенном уровне внешних помех возможна нежелательная паразитная засветка сегментов. На плате разведен ряд дополнительных элементов (кварц, разъем питания с LC-фильтром), которые в конечной версии не используются, что видно на фотографии платы. Устройство упаковано в пластиковый корпус и вроде как вполне пристойно смотрится:
Программа для МК написана на Си в среде WinAVR, тоже не отличается сложностью, занимается обслуживанием датчика по шине I2C, расчетом температуры, подготовкой данных для вывода на ЖКИ и, собственно, их выводом. Процедура вывода представляет собой инвертирование портов, подключенных к ЖКИ, в теле прерывания по переполнению таймера с частотой около 100Гц. Визуально я не увидел разницы между частотами от 50 до 400Гц, ну а поскольку рекомендаций производителя для этих ЖКИ я не знаю, остановился на 100. Прошивку с исходниками можно заполучить в конце статьи, схему и платы – там же.
Да, при отрицательных температурах термометр работать отказался по причине банального замерзания индикатора, а при температурах 1-2 градуса выше нуля что-то еще показывал, ме-е-е-е-е-дленно так обновляя показания… Ну да не беда, он все же позиционируется как комнатный.
Далее был приобретен индикатор ITS-E0808 производства Intech: габаритный размер 50.80 x 22.86 мм, видимая область 45.72 x 12.70 мм, 4,5 разряда и немножко спецсимволов: данных по нему тоже не густо, но хоть распиновку угадывать не пришлось – и на том спасибо. Этот индикатор имеет проволочные выводы и может впаиваться непосредственно в печатную плату. Поскольку выводов у него тоже довольно много, в качестве разнообразия решено было для управления им использовать сдвиговые регистры 74HC4094. 5 последовательно соединенных регистров дали искомые 40 линий управления (схему рисовать не буду: стандартное каскадное включение сдвиговых регистров можно подсмотреть во многих конструкциях на нашем сайте, так что это останется домашним заданием), управление осуществляется с помощью МК по трем проводам: Data (загружаем последовательные данные), Clock (тактовая частота) и Strobe (установка данных на выходах регистров). Плата разработана односторонней, все перемычки выполнены проволокой (обрезками от выводов резисторов). Получилась вот такая штука:
А если заглянуть под индикатор…
Программу полностью приводить не буду, поскольку она «заточена» под конкретную макетную плату, но тем не менее, достаточный для понимания принципов работы и повторения конструкции исходник на Си доступен для скачивания в конце статьи. Да и принципы-то не изменились: теперь мы в прерывании не просто инвертируем состояние портов МК, подключенных к ЖКИ, а загружаем в регистры специальным образом подготовленные данные. Только и всего.
К преимуществам описанных ЖКИ можно отнести достаточно простое управление, контрастность изображения, а главное — низкое энергопотребление, которое открывает широкие перспективы по применению подобных индикаторов в портативных устройствах с батарейным питанием. Но об этом мы поговорим уже в следующий раз.
Файлы:
Схема термометра SPlan 6.0
Плата термометра Layout 5.0
Исходники (Си, WinAVR) и прошивка термометра
Плата для ITS-E0808 Layout 5.0
Исходники (Си) для ITS-E0808
Ну а все вопросы, как всегда, в Форум.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
www.radiokot.ru
Большие семисегментные индикаторы для часов
Для проекта часов с интернет синхронизацией по WiFi на ESP8266 понадобились большие индикаторы. Ну не солидно как то смотрятся полудюймовые цифирьки.Закупал детали и корпуса на ТаоБао, там же нашел индикаторы всевозможных размеров. У больших индикаторов каждый сегмент состоит из нескольких последовательных светодиодов. У 4″ индикаторов их 5 шт, а значит и питание нужно для них в районе 10В. Мне же не хотелось уходить от 5В, поэтому то я и остановился на 1.8″ индикаторов, сегмент которых состоит всего из двух светодиодов. О них этот обзор
Так как в проекте не хотелось много дискретных компонентов, решил делать часы на проверенных MAX7219 поэтому и индикаторы со светодиодами с общим катодом. Цвет свечения красный, так как другие цвета светодиодов сегментов выходили дороже
Сразу отвечу на вопрос — «а можно ли взять такие на Али?»
Да можно, по цене чуть больше $1 за штуку
Так как я делал комплексных заказ, то мне эти индикаторы обошлись дешевле. Если заказывать их на Тао отдельно, то партия в 16-20 шт обойдется так же в районе $1, зато можно заказать любое количество, в отличие от Али, где партии идут по 5шт, 10шт и т.д.
Итак заказ сделан, закончено долгое ожидание в 35 дней и посылка с индикаторами у меня дома.
Упаковка нормальная — индикаторы наколоты на пенопластовые пластины и замотаны стрейч пленкой
Маркировки на них никакой кроме двух букв «AS», что скорее всего соответствует общему катоду. 
Размеры вполне ожидаемые и соответствуют описанию товара у продавца на ТаоБао
Цифры высотой 45мм
Вес может быть интересен тому, кто будет заказывать на ТаоБао — 10шт с упаковкой примерно 220г
Расчлененку я делать не буду, но кому интересно, может посмотреть здесь
Я же перейду к испытаниям. Описание выводов есть на картинке у продавца
Подцепляем катод к минуса, а анод сегмента «А» к 5В через сопротивление 100 ом к плюс 5В. Ток свечения сегмента получается примерно 15мА, что при наличии двух светодиодов сегмента дает падение напряжения на каждом в районе 1.75В
В «точке» только один диод и она при таком сопротивлении светится ярче и забирает 33мА при напряжении на светодиоде 1.8В. 
Ну что ж, отлично, первый эксперимент показал, что MAX7219 при своих максимальных 320мА на каждую цифру и вполне потянет четыре таких индикатора
Собираю схему на макетке — все отлично работает:
На фотоаппарате в некоторых режимах можно различить два светодиода в сегменте, хотя глазу доступны яркие ровные светящиеся полоски
Теперь делаю прототип платы из отличного фольгированного бакелита (гетинакса)
В ходе экспериментов пришла светлая мысль — посадить два дискретных диода, разделяющих часы и минуты, вместо точки второго индикатора. Почему второго? Точка у него ближе всех к эти диодам. )))
Такое решение дает возможность управления яркостью этих светодиодов вместе с яростью всего индикатора. А MAX7219 позволяет выставить 16 градаций яркости, управляя при этом токовым драйвером каждого сегмента.
Итак вставляю в разъемы индикаторы, подключаю к прототипу платы управления, которую собирал здесь
И вот он — прототип моих часов в работе
Фотоаппарат постоянно уводит цвет в сторону оранжевого.
Реальный цвет воспринимаемый глазом ближе к такому
Тестовый корпус из фанеры у меня уже тоже почти готов
Осталось только поместить контроллер и блок питания внутрь и немного дошлифовать программу в ESP8266 и можно от прототипа переходить к готовым часам.
Индикаторы полностью оправдали мои ожидания. Из них получатся часы или другое табло с вполне приличными по размеру цифрами. При этом им достаточно 5В питания и драйвера MAX7219
Кота загрузил кормушкой за окном. Ему теперь не до моих поделок
mysku.ru
Многофункциональная цифровая рамка для фотографий с полнофункциональным Беспроводной дистанционного 10 дюймов ЖК дисплей Экран Дисплей Встроенный динамик
Многофункциональная цифровая рамка для фотографий с полнофункциональным Беспроводной дистанционного 10 дюймов ЖК-дисплей Экран Дисплей Встроенный динамик
Особенности:
Воспроизведение видео: воспроизведение видео, смешивание изображений, поддержка нескольких форматов декодированного видео.
Фото Музыка: подставка; картина + музыкальный плеер, вы можете воспроизводить фотографии или музыку самостоятельно.
Управление файлами: просмотр и воспроизведение, легко копировать/удалять файлы
Календарь часов: несколько календарных режимов и часов.
Язык: многоязычный, настраиваемый
Воспроизведение: скорость воспроизведения изображения, круговой режим воспроизведения, автоматическое воспроизведение содержания, воспроизведение точки останова
Настройка: Регулировка яркости, настройка даты и т. Д.
Часы, режим календаря, изображение 360 градусов можно поворачивать.
С функцией управления файлами, легко удалить ненужные файлы.
Технические характеристики:
Цвет: черный
Материал: металл
Тип розетки: Великобритания
Размер модели: 250 мм * 166 мм
Толщина: 0,7 ~ 2 см
Техническое решение: полный C100S (обновленная Поддержка 200 S 1080 P видео, необходимо связаться с Заводской настройкой)
Память: 16 MB
Размер экрана: 10,1 дюймов
Экран Материал: LCD-TTL
Соотношение сторон экрана: Стандартный 16:9
Разрешение: 1024*600 (новый hd-экран)
Диапазон отображения: 221 мм * 123 мм
Адаптер питания: выход 5 V 2000mA входное напряжение для поддержки 110 V-240 V
Режим питания: непосредственно подключите блок питания, затем автоматически Включите
Поддерживаемые музыкальные форматы: MP3, MP2, MP1, WMA, OGG, APE, FLAC, AC3, RA, AAC и так далее.
Форматы видео: AVI, VOB, DAT, MP4, RM, RMVB, MKV, MOV, M4v, MPG, FLV, PMP, 3GP и другие форматы 720 P/1080 P (менее 30 кадров)
Формат изображения: JPEG/JPG, TXT документ
Встроенный динамик: Встроенный двойной динамик 16 2 Вт
Режим работы: ручная кнопка, инфракрасный пульт дистанционного управления, автоматическая загрузка.
Тип расширения: Поддержка sd-карты, U диск, максимальная совместимость 64 ГБ (рекомендуется Оригинальная карта).
Макет интерфейса: слот для sd-карты, выход для наушников, USB 2, OTG, вход постоянного тока.
Расширение корпуса: Поддержка VESA подвесной кронштейн (расстояние отверстия 75 мм), компьютерная Замочная скважина.
Язык: упрощенный китайский, английский (испанский, французский, немецкий, итальянский, русский, шведский, португальский, арабский, турецкий, польский, голландский, традиционный китайский и т. Д.) (конфигурация по умолчанию на китайском и английском языках)
Посылка включает в себя:
1 x цифровая фоторамка
1×5 V 2A источник питания
1 х инфракрасный пульт дистанционного управления
1 х Инструкция по эксплуатации
1 х настольный стенты
Примечания:
1. Из-за разницы между различными мониторами изображение может не отражать фактический цвет изделия. Мы гарантируем, что модель реального изделия не отличается от представленной на фото.
2. Из-за различных методов измерения может быть погрешность в 1-3 см. Спасибо!
ru.aliexpress.com
