راه اندازی یا درایو سون سگمنت

راه اندازی یا درایو سون سگمنت:
اگرچه سون سگمنت یک نمایشگر واحد است، اما از هفت LED تشکیل شده که در یک بسته واحد قرار گرفته اند و باید آن ها را در برابر اضافه جریان محافظت کرد.

ال ای دی ها تنها زمانی نور تولید می کنند که بایاس مستقیم شوند. نور تولیدی آن ها نیز متناسب با مقدار جریان مستقیم است.

این بدین معناست که شدت نور LED با افزایش جریان رابطه ای تقریباً خطی دارد. این جریان مستقیم را می توان با یک مقاومت خارجی در مقداری مطمئن کنترل و محدود کرد تا از آسیب دیدن LEDها جلوگیری شود.

افت ولتاژ مستقیم یک سگمنت LED قرمز، بسیار کم و حدود 2 تا 2.2 ولت است. این مقدار برای LEDهای آبی و سفید تقریباً 3.6 ولت است.

بنابراین، برای روشن شدن صحیح سگمنت ها، باید یک منبع ولتاژ را با یک مقاومت سری برای محدوسازی جریان به LEDها متصل کرد.

معمولاً در یک سون سگمنت استاندارد با رنگ قرمز، هر سگمنت LED برای روشن شدن صحیح، تقریباً 15 میلی آمپر جریان می کشد؛ بنابراین، در یک مدار منطقی دیجیتال 5 ولتی، اندازه مقاومت محدود کننده جریان باید در حدود (5v-2v)/15mA=200Ω یا نزدیکترین مقاومت بزرگ تر از آن، یعنی220Ω باشد.

مدار شکل زیر، نحوه اتصال سگمنت های یک سون سگمنت را از طریق مقاومت های محدود کننده جریان نشان می دهد.

در مثال بالا، سگمنت های نمایش گر کاتد مشترک، با کلید ها روشن می شوند. اگر کلید a بسته شود، جریان از سگمنت a می گذرد و از طریق مقاومت محدود کننده به پتانسیل 0V جریان می یابد و مدار بسته می شود.

در نتیجه، فقط سگمنت a روشن می شود. بنابراین، به یک وضعیت LOW (اتصال کلید به زمین) برای فعال کردن سگمنت های LED نیاز داریم.

اکنون فرض کنید می خواهیم عدد دسیمال 4 را روی نمایشگر نشان دهیم. برای این کار باید کلیدهای f، c، b و g را ببندیم تا LEDهای متناظر با آن ها روشن شوند.

به همین ترتیب، عدد 7 را می توان با بستن کلیدهای b، a و c نمایش داد. اما انجام این کار (بستن چند کلید مشخص برای هر رقم) در عمل کاری منطقی نیست.

به همین دلیل، سون سگمنت ها را معمولاً با یک IC کنترل می کنند که درایور/دیکدر (Driver/Decoder) سون سگمنت نامیده می شود. آی سیِCMOS4511 یکی از این قطعات است.

این درایور سون سگمنت که به عنوان یک دیکدر و درایور دسیمال کد شده به باینری (BCD) به سون سگمنت نامیده می شود، قادر است هر دو نوع سون سگمنت کاتد مشترک یا آند مشترک را کنترل کند.

البته درایورهای تکی و دوگانه ای مانندTTL7447 نیز موجود است که بسیار پرکاربرد هستند.

این درایور/دیکدر BCD به سون سگمنت، چهار ورودی با نام های C، B، A و D دارد که به ترتیب، ارقام وزن دهی باینری1، 2، 4 و 8 را نشان می دهند.

آی سیTTL7447، هفت خروجی دارد که جریان را از سگمنت مورد نظر عبور داده و عدد مطلوب را نمایش می دهد.

خروجی های دیجیتال4511، نسبت به خروجی های عادی CMOS تفاوت دارند، زیرا می توانند برای درایو LEDها تا 25 میلی آمپر جریان را تأمین کنند و منجر به تولید رنگ های مختلف شوند.

شکل زیر، مدار درایور یک سون سگمنت را با استفاده از4511نشان می دهد.

در این مدار ساده، هر LED سون سگمنت کاتد مشترک، ترمینال آند مربوط به خود را دارد و مستقیماً به درایور 4511 متصل شده است.

کاتدها نیز به یکدیگر و نیز زمین وصل شده اند. هر یک از جریان های خروجی، از مقاومت های یک کیلو اهمی عبور می کنند که برای محدودسازی جریان در نظر گرفته شده اند.

ورودی باینری، از طریق چهار کلید به 4511 وارد می شود. سپس، می توان دید که با استفاده از درایور BCD به سون سگمنت، مانند CMOS4511، می توانیم نمایشگر LED را فقط با چهار کلید (به جای هشت کلید بخش قبل) یا یک سیگنال باینری چهار بیتی کنترل کنیم که 16 ترکیب مختلف را ممکن می سازد.

اغلب تجهیزات دیجیتال، از سون سگمنت ها برای تبدیل سیگنال های دیجیتال به فرمی قابل فهم برای کاربر بهره می برند.

این اطلاعات، اغلب داده های عددی به فرم اعداد، کاراکترها و نمادها هستند. سون سگمنت های آند مشترک و کاتد مشترک، عدد مورد نظر را با روشن کردن LEDهای متناظر نمایش می دهند.

نمایشگرهای سون سگمنت مبتنی بر LED، در بین الکترونیک کاران بسیار محبوب هستند؛ زیرا استفاده از آن ها و فهم نحوه کارشان ساده است. در بسیاری از کاربردهای عملی، نمایشگرهای سون سگمنت با آی سی دیکدر/درایور مناسب، مانندCMOS4511 یاTTL 7447 و یک ورودی BCD چهار بیتی کنترل می شوند.

امروزه، نمایشگرهای سون سگمنت مبتنی بر LED، جایگزین نمایش گرهای کریستال مایع (LCD) جایگزین شده اند و جریان کمتری استفاده می کنند.