سون سگمنت ها و کاربرد آنها

در دنیای امروز از گوشی های هوشمند و تبلت ها گرفته تا ساعت های مچی و ماشین های لباسشویی، نمایشگر های دیجیتال نقش مهمی در ارائه اطلاعات ایفا می کنند.

در پشت پرده این نمایشگرها، قطعاتی الکترونیکی ظریفی نهفته اند که وظیفه ی نمایش اعداد، حروف و علائم را برعهده دارند که یکی از این قطعات پر کاربرد سون سگمنت ها (seven segment) یا نمایشگرهای هفت بخشی هستند.

در این مقاله سفری به دنیای سون سگمنت ها خواهیم داشت و با تاریخچه، ساختار، عملکرد و کاربرد های این قطعه آشنا خواهیم شد.

 

تاریخچه ی سون سگمنت ها

تاریخچه اختراع این نوع نمایشگر به اوایل سال 1903 در آمریکا بر می گردد، هنگامی که carl kinsly روشی برای انتقال تلگراف ها و اعداد اختراع کرد. در این روش حروف و اعداد با نوار هایی به صورت قطعه ای چاپ می شدند. F.W.wood در سال 1908 یک نمایشگر 8 قسمتی با یک خط مورب برای نمایش عدد 4 ساخت. درسال 1910 یک نمایشگر هفت قسمتی که با لامپ های رشته ایی ساخته شده بود، روی پنل علامت اتاق دیگ بخار نیروگاه استفاده شد.

همچنین این نوع نمایشگر را در نمایش شماره تلفن گرفته شده به اپراتور ها هنگام انتقال از شماره گیری دستی به اتوماتیک به کار گرفتند. تا زمان ظهور LED در دهه 70، این نوع نمایشگرها به طور گسترده استفاده نشدند. پیش از استفاده از LEDها در نمایشگر های هفت قسمتی، برخی از آنها با رشته های تابنده نمایش داده می شدند.

(Filament seven segment)

 

 

سون سگمنت چیست ؟

سون سگمنت یک نمایشگر هفت بخشی است که از آن برای نمایش اعداد و همچنین برخی از حروف و کارکتر های الفبایی استفاده میشود. نام سون سگمنت به آرایش هفت LED یا LCD اشاره دارد که در یک الگوی مستطیلی به نحوی قرار گرفته اند که شکل یک عدد 8 را تشکیل میدهند . هر سگمنت از این نمایشگر با یک حرف خاص از a تا g مشخص میشود که مربوط به یک LED یا LCD خاص است.

در تصویر زیر حروف خاص مربوط به هر سگمنت را که به صورت استاندارد است، مشاهده میفرمایید:

 

 

 

 

 

 

همانطور که در شکل مشخص است ، این نمایشگر فقط میتواند اعداد0تا 9 را نمایش دهد و نمی تواند اعداد دورقمی را یا سه رقمی را نمایش دهد. برای این منظور چند سون سگمنت را درکنار هم به یکدیگرمتصل می کنند که اصطلاحا به این کار مالتی پلکسی کردن میگویند. دربرد اصلی ربات جت روبو هم از سون سگمنت مالتی پلکس شده سه تایی استفاده شده است.

سون سگمنت 4 تایی

 

 

 

 

سون سگمنت 3 تایی

 

 

 

 

 

 

کاربرد سون سگمنت ها

برخی از رایج ترین کاربرد های آنها عبارتند از :

• ساعت ها و تایمر های دیجیتال

اغلب در ساعت های زنگ دار ، اجاق های مایکروویو و سایر لوازم خانگی برای نشان دادن زمان با تنظیم تایمرهای شمارش معکوس استفاده میشود.

 

 

• ماشین حساب

ماشین حساب ها برای نمایش محاسبات از سون سگمنت به صورت LED با نمایشگر کریستال مایع استفاده میکنند.

 

 

 

• ابزار دقیق و تابلو های کنترل

در کاربرد های صنعتی از این نمایشگرها برای نمایش داده های عددی،نظارت بر فرآیند ها نشان دادن شرایط آلارم استفاده میشود.

 

• نمایشگرهای اطلاعاتی و تبلیغاتی

برخی ازسیستم های حمل و نقل عمومی و بیلبوردها از نمایشگر های سون سگمنت در ابعاد بزرگ نمایش اطلاغات به عموم استفاده میکنند.

 

 

 

• ابزارهای آموزشی

در دستگاه های آموزشی ، این نوع نمایشگرها در آزمایشگاه های علوم وفیزیک برای اموزش سیستم های دیجیتال و نمایش اعداد به دانش آموزان و دانشجویان استفاده میشود که ما در بخش رباتیک در پک های جت روبو و الکترونیک استفاده میکنیم و آموزش میدهیم.

 

برد اصلی جت روبو

 

 

 

نحوه عملکرد سون سگمنت

علملکرد بسیار ساده ای دارد هر بخش میتواند به طور مستقل روشن یا خاموش شود تا الگوی های مختلف ایجاد شود. برای نمایش یک عدد یا کاراکتر خا بخش های مربوطه در یک ترکیب خاص روشن میشوند. فرضا برای نمایش عدد 1 فقط بخش های b و c باید روشن شوند ، یا برای نمایش عدد 8 نیاز به روشن شدن هر هفت سگمنت است.

این نوع ننمایشگر ها معمولا در دو نوع آندمشترک (سر های مثبت مشترک) و کاتدمشترک (سر های منفی مشترک) هستند.

در نوع آند مشترک، تمامی آند های LED ها به یکدیگر وصل شده اند و سر های کاتد هر سگمنت به صورت خروجی وجود خواهد داشت.

در نوع کاتد مشترک، کاتد LED ها به یکدیگر متصل هستند و سرهای آند به صورت خروجی ظاهر میشوند.

 

تست سون سگمنت با استفاده از مولتی متر

در مرحله اول مولتی متر را روی حالت تست دیود یا بازر قرار میدهیم

در مرحله دوم پراپ + مولتی متر را به سر com یا Vcc سون سگمنت وصل میکنیم سپس با پراپ منفی (مشکی رنگ) به دیگر پایه های سون سگمنت متصل میکنیم . اگر LED های ما روشن شدند میتوانیم بگوییم که قطعه ایی که ما در اختیار داریم آند مشترک است.

اگر LED های ما روشن نشدند همین روش را برعکس انجام می دهیم که پراپ منفی مولتی متر را به سر com سون سگمنت متصل کرده و با پراپ مثبت( قرمز رنگ) به دیگر پایه ها وصل میکنیم و اگر LED های ما روشن شدند قطعه ایی که داریم کاتد مشترک است.

نکته بسیار مهم درباره سون سگمنت

معمولا در یک سون سگمنت استاندارد با رنگ قرمز، هر سگمنت LED برای روشن شدن صحیح تقریبا 15 میلی آمپر جریان میکشد. پس در یک مدار دیجیتال 5 ولتی اندازه مقاومت محدود کننده جریان باید در حدود 200 اهم یا نزدیکترین مقاومت بزرگتر از آن باشد البته که بسته به رنگ LED ها این اعداد و ارقام متفاوت خواهند بود.