7 Segment Display Nedir?

7 Segment Display olarak bilinen 7 segmentli görüntüleyici, elektronik devrelerde kullanılan LED tabanlı bir sayısal gösterge elemanıdır. Bu yazımızda 7 Segment Display'in yapısından ve nasıl kullanıldığından bahsedeceğiz. Ayrıntılar yazımızda.

A- A+

27.08.2016 tarihli yazı 60281 kez okunmuştur.

Günlük hayatta bir çok alanda karşımıza çıkan ve 7 Segment Display diye adlandırılan sayısal göstergeler oldukça yaygın şekilde kullanılan elektronik devre elemanlarıdır. 7 Segment Display'ler LED tabanlı göstergelerdir. İçerisinde bulunan 7 adet LED ile aydınlatılan 7 ayrı bölmeden oluşan bir sistem bütünüdür. 7 Segment Display'lerde LED'lerin kullanılmasının en önemli nedeni LED'lerin çok küçük hacimlerde olan türlerinin olmasıdır. Bu küçük LED'ler belirli bir kalıp içerisine yerleştirilerek 7 Segment Display'ler oluşturulmaktadır.

Elemanın yapısında bulunan 7 LED'in her biri bir segment olarak adlandırılır. Çünkü sayısal rakamların (onluk ve on altılık tabanlarda) kesim formları görüntülenmek üzere parçalar halinde aydınlatılmıştır. Ayrıca 7 Segment Display'in yapısında ek olarak 1 LED daha bulunmaktadır. Bu LED sayısal göstergelerde küsuratlı sayıların ondalık noktalarının gösterilmesi için kullanılır. Bu ilave LED simülasyonlarda veya elemanın veri sayfasında ondalık nokta anlamında gelen DP (Decimal Point) ile adlandırılır.

►İlginizi Çekebilir: Arduino ile RGB LED Sürme

Elemanın yapısındaki 7 LED'den her birinin pinleri konumsal kısımları ayrılmış şekilde bir dikdörtgen düzlemin arka alt zemininde bulunmaktadır. Konumsal olarak kısımlandırılmış 7 bölge "a" ile "g" harfleri arasındaki 7 harfle (a,b,c,d,e,f,g,) etiketlendirilir. Sistem işleyişi olarak ayrılmış 7 kısımda bulunan 7 LED'in bir uçları ortak uç diğer uçları ise ayrı ayrı bağlantıları bulunan kontrol uçlarıdır. Kontrol uçlarından yapılacak devre beslemeleri ile ayrılmış 7 bölmeden, elde edilmek istenilen sayısal değere göre, istenilen kısımlar aydınlatılır ve böylelikle diğer kısımlarda karanlık kalmış olur. Bu şekilde gösterge üzerinde görüntülenmesi istenilen değer elde edilebilir. Bu işleyiş 7 Segment Display üzerinde bize 0-9 arasındaki ondalık rakamların görüntülenmesini sağlar.

7 Segment Display'lerdeki ortak pin 7 bölmeli görüntüleyicinin tipini belirmede kullanılır. Bilindiği gibi LED'lerin bir diğer adı ışık yayan diyotlardır. Diyotlarda bilindiği üzere akımın tek yönde akmasına izin veren elemanlardır. Böylelikle LED'lerinde aydınlatılabilmeleri için besleme ve toprak bağlantılarının belirli bir yönde bağlanması gerekmektedir. 7 Segment Display'de LED'lerin bir uçları ortak uç olduğundan bu ucun toprak ya da besleme ucu olmasına göre 7 Segment Display'ler ortak anot ve ortak katot olmak üzere iki çeşide ayrılırlar.

Ortak Katot 7 Segment Display

Aşağıdaki şekilde ortak katot 7 Segment Display'in harflendirilen kısımları ve iç yapısındaki devrenin temel bağlantısı gösterilmiştir. Görüldüğü gibi görüntüleyicideki 7 LED'in katot uçları birleştirilerek, 7 Segment Display'in arkasından çıkan ortak katot pinine bağlanmıştır. Görüntüleme elemanı devreye bağlanırken ortak katot ucu güç kaynağının negatif ucuna, a-g arasında harflendirilen 7 anot ucu devrenin yapısına göre ya direk olarak güç kaynağının artı ucuna ya da 7 Segment Display sürmeye yarayan entegrelerin bacaklarına bağlanır. Burada dikkat edilmesi gereken nokta, görüntüleyicinin arkasından çıkan 7 adet anot ucunu, güç kaynağına ya da entegrelere bağlamadan önce, LED'lerin anot uçlarının hemen öncesine, devrenin anot uçlarından uygulanan gerilim değerine göre, uygun değerde bir direnç bağlanmasıdır. Çünkü görüntüleyici yapısındaki LED'ler güce maruz kaldığında kullanılmaz hale gelebilirler.

►İlginizi Çekebilir: LED'in (Light Emitted Diode) Hikayesi

Ortak Anot 7 Segment Display

Aşağıdaki şekilde ise ortak anot 7 Segment Display'in harflendirilen kısımları ve iç yapısındaki devrenin temel bağlantısı gösterilmiştir. Ortak katot mantığıyla aynı şekilde burada da LED'lerin anot uçları birleştirilerek, 7 Segment Display'in arkasından çıkan ortak anot pinine bağlanmıştır. Yukarıdaki görüntüleme elemanı devreye bağlanırken ortak anot ucu güç kaynağının pozitif ucuna, a-g arasında harflendirilen 7 katot ucu devrenin yapısına göre ya direk olarak güç kaynağının negatif ucuna ya da 7 Segment Display sürmeye yarayan entegrelerin bacaklarına bağlanır. Burada da dikkat edilmesi gereken nokta LED'lerin yüksek güce maruz kalmamaları için ortak anot ucunu güç kaynağına ya da entegrelere bağlamadan önce, LED'lerin anot uçlarından hemen öncesine, devrenin ortak anottan uygulanan gerilim değerine göre, uygun değerde bir direnç bağlanmasıdır. Aksi taktirde görüntületicinin yapısındaki LED'ler kullanılmaz hale gelebilir.

7 Segment Display Doğruluk Tablosu

7 Segment Display'de 0'dan 9'a kadar olan ondalık rakamların üretilebilmesi için aynı anda belirli bölgelerin aydınlatılması gerekmektedir. Bu gölgeler yukarıdaki şekilde verilmiştir. 7 Segment Display'in bu bölgelere göre oluşturulmuş bir doğruluk tablosu da bulunmaktadır. Bu tabloda aşağıda verilmiştir.

Aşağıdaki tabloda 0'dan 9'a kadar olan ondalık rakamların göstergede okunabilmesi için aynı anda hangi harfle harflendirilen pinlerin yanması gerektiği görülmektedir.

7 Segment Display'in Sürülmesi

7 Segment Display tek bir ekran gibi düşünülebilir fakat esasen içerisinde bulunan 7 adet LED'in tek bir paket içerisine sığdırılmasından oluşmaktadır. Bu LED'lerin her LED'in olduğu gibi aşırı akıma karşı korunmaları gerekmektedir. LED'lerin ışık güçleri artan akımla birlikte. Ancak fakat bir noktadan sonra LED aşırı akımla üzerine yüklenen yükü kaldıramaz duruma gelir ve yüksek akımdan dolayı yanar. Bu tür aksaklıkların engellenmesi için yazımızda da bahsettiğimiz gibi LED üzerinden geçen akımın sınırlandırılması için LED'lerin bulunduğu kol üzerine aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi harici dirençlerin bağlanması gerekmektedir.

Yukarıdaki devrede 7 Segment Display içerisindeki her bir LED anahtar olarak gösterilmiştir. Anahtarlar kapatıldığında o harfe bağlı olan LED'in yandığını varsayarsak örneğin görüntüleyici üzerinde 4 rakamını elde etmek istediğimiz zaman f,g,b ve c bölgelerindeki LED'lerin yanması gerekmektedir ya da 7 rakamını elde etmek istediğimiz zaman a,b ve c bölgelerindeki LED'lerin yanması gerekmektedir. Rakamları görüntülerken yanması gereken LED'lerin anahtarlamalarının bireysel olarak yapılması elektronik devreler için çok pratik bir durum değildir. Bu durumda 7 Segment Display'ler 7 Segment Display kod çözücüsü ya da sürücüsü olarak bilinen ve bir bütünleşik devre çeşidi olan 4511 gibi entegrelerle sürülürler. "BCD to 7 Segment Display" entegreler olarak bilinen 7 Segment Display sürücüleri ortak anot ve ortak katot görüntüleyicilerin sürülme işlemini gerçekleştirebiliyor. 7 Segment Display sürücüleri olarak bilinen bu tür entegrelerin A,B,C ve D olmak üzere 4 bitlik bir girişleri bulunmaktadır. Bu 4 bit ile entegreye ikilik tabanda sayısal giriş yapılmaktadır. Entegre çıkışında ise sayısal ekranda ondalık sayıları görüntüleyebilmek için 7 adet çıkış pini vardır.

7 Segment Display'in 4511 Sürücü Entegresi İle Sürülmesi

Aşağıdaki devrede 4511 BDC to 7 Segment Display kod çözücüsü olarak da bilinen 4511 entegresi ile ortak katot bir 7 Segment Display sürülmüştür. Burada entegrenin 4 adet giriş pinine ikili sistemde sayısal giriş yapılır. Örneğin görüntüleyicide 3 sayısını elde etmek için D-C-B-A pinlerine sırasıyla lojik olarak 0-0-1-1 değerleri verilir ve entegre bu şekilde kodlanan 4 biti çıkış pinlerinden a,b,c,d ve g uçlarını lojik-1 yapacak şekilde çalışır. 4511 entegresine ait doğruluk tablosu ise aşağıdaki şekilde verilmiştir.