La pantalla LED de 7 segmentos es capaz de mostrar cualquier número del 0 al 9 e incluso letras en una matriz de LED, y también puede mostrar un punto decimal, detrás del número. Sirven como una forma de mostrar información numérica al usuario, para que pueda verse y entenderse fácilmente.
Es una opción de visualización fácil y económica para implementar en proyectos electrónicos, y el propósito de este artículo es mostrar cómo funciona y cómo conectar una pantalla LED de 7 segmentos desde una señal de 4 bits.
Indice
¿Cómo funciona la pantalla de 7 segmentos?
La pantalla consta de 7 LED combinados para que puedan mostrar números del 0 al 9 e incluso algunas letras con o sin un punto decimal detrás. Cada LED en la pantalla se llama segmento, y puede haber pantallas de hasta 16 segmentos, que no son tan comunes ya que terminan siendo reemplazados por conjuntos de LED.
Los segmentos de visualización se nombran con letras de «a» a «g», el punto decimal se llama «dp» o «punto».
También tenga en cuenta que la pantalla tiene dos terminales llamadas «con». Este es el GND, que es común para los segmentos en la misma pista de clavijas. Esto es lo que llamamos el cátodo común. Todavía hay pantallas de 7 segmentos en forma de ánodo común, donde el terminal positivo es común para todos los LED y el negativo es individual para cada uno.
Para mostrar los números o letras en la pantalla, los segmentos deben estar vinculados de la siguiente manera:
- 0 0 – a B C D e F;
- 1 – antes de Cristo;
- 2 – a, b, d, e, g;
- 3 – a, b, c, d, g;
- 4 4 – b, c, f, g;
- 5 5 – a, c, d, f, g;
- 6 6 – a, c, d, e, f, g;
- 7 7 – a B C;
- 8 – a B C D E F G;
- 9 9 – a, b, c, f, g;
- Capital A – a, b, c, e, f, g;
- B minúscula – c, d, e, f, g;
- Capital c – a, d, e, f;
- D minúscula – b, c, d, e, g;
- Capital E – a, d, e, f, g;
- Capital F – a, e, f, g;
Tenga en cuenta que algunas letras solo son posibles en minúsculas, como B o D. Si intenta hacer una B mayúscula en la pantalla de 7 segmentos, se verá como un 8, y si intenta hacer una D mayúscula se convertirá en un 0. que hay pantallas más complejas, como el segmento 16 o la matriz de LED.
¿Cómo conectar una pantalla de 7 segmentos?
Lo primero es entender que, a pesar de estar juntos en un componente, todavía estamos trabajando con LED. Tienen limitación de corriente y caída de voltaje, y deben alimentarse correctamente.
Un LED rojo en la pantalla de 7 segmentos generalmente tiene una caída de voltaje de alrededor de 2.2V (los LED azules y blancos pueden alcanzar 3.6V). Por lo tanto, la pantalla debe estar conectada a una fuente que exceda este valor, aún contando con una resistencia en serie de cada LED, para limitar la corriente.
Para iluminar correctamente, cada LED necesita aproximadamente 15 mA. De acuerdo con la Ley de Ohm, podemos concluir que, para una señal de 5V, el LED deberá conectarse con una resistencia de 220 ohmios (ya redondeada al valor comercial).
Por supuesto, es imposible encender y apagar manualmente cada segmento, razón por la cual hay controladores de pantalla de 7 segmentos.
Controladores para pantallas de 7 segmentos
Los controladores son circuitos integrados de decodificador binario, como el CMOS 4511, que es capaz de trabajar con el cátodo común y las pantallas de ánodo comunes. Todavía hay controladores como el TTL 7447, capaces de realizar esta función. También está el CD 4511, que tiene una corriente de salida ligeramente más alta en comparación con CMOS, lo que permite el uso de otros colores LED.
Estos controladores generalmente tienen 4 entradas binarias, que toman los números en binario y los convierten a los decimales que se muestran en la pantalla. Representan 8, 4, 2 y 1, respectivamente. Si queremos representar el número 6, por ejemplo, las entradas 4 y 2 deben estar en un nivel lógico alto, ya que su suma de 6, mientras que las otras entradas deben estar en un nivel lógico bajo. Vea la tabla de números binarios del 0 al 9:
A continuación, mostraremos un ejemplo de un circuito que conecta una pantalla de 7 segmentos con un 4511. En él, usamos interruptores para representar el bus de 4 bits, pero esta señal podría provenir de microcontroladores, procesadores o cualquier otro circuito lógico.
Con este circuito, es posible transformar una señal binaria de un bus de 4 bits que solo las máquinas entienden en una señal numérica visible en una pantalla, que el operador de la máquina puede entender fácilmente.