Ở hình ảnh dưới đây, bạn đã nhìn thấy số 2308 phải không? Đây chính là đèn LED 7 đoạn dùng để hiển thị các số từ 0 đến 9 hoặc một số ký tự đơn giản (dấu phẩy, dấu thập phân).
Led 7 đoạn là gì?
Giống như chính tên gọi của nó, LED 7 đoạn gồm 7 đoạn led riêng lẻ được sắp xếp theo kiểu số 8. Mỗi khi muốn hiển thị số hoặc ký tự nào đó, thì bộ điều khiển của đèn LED sẽ chỉ thị số lượng và vị trí LED sáng lên tạo ra số hoặc ký tự đó.
Do cấu trúc đơn giản và tính linh hoạt, LED 7 đoạn là một công cụ quan trọng trong việc hiển thị thông tin số trong thế giới công nghệ hiện đại.
LED 7 đoạn thường được sử dụng trong nhiều thiết bị hiển thị số như đồng hồ, bảng điện tử, các thiết bị đo lường như nhiệt độ, áp suất, cũng như trong các ứng dụng đếm số, hiển thị kết quả và thông báo lỗi.
Lịch sử ra đời của màn hình LED 7 đoạn
Lịch sử ra đời của màn hình LED 7 đoạn bắt đầu vào đầu thế kỷ 20, khi một nhà phát minh người Anh là FW Wood phát minh ra màn hình LED 8 đoạn vào năm 1908. Màn hình này có khả năng hiển thị chữ số “4” theo đường chéo, sử dụng một mạch điện để kích hoạt các phần tử LED đơn lẻ. Wood không thực sự phát triển ý tưởng này thành một ứng dụng thương mại cụ thể, nhưng nó đã đánh dấu sự bắt đầu của sự phát triển của màn hình LED kỹ thuật số.
Sau đó, vào năm 1910, màn hình LED 7 đoạn được phát minh và được sử dụng rộng rãi. Ban đầu, màn hình này sử dụng bóng đèn sợi đốt để chiếu sáng các đoạn LED. Chúng được sử dụng trong các ngành công nghiệp như điện và tự động hóa, nhưng không đạt sự phổ biến vì hạn chế về hiệu suất và sức mạnh chiếu sáng của bóng đèn sợi đốt.
Cuộc cách mạng thực sự trong lịch sử màn hình LED 7 đoạn xảy ra vào cuối những năm 1970 khi đèn LED (Light Emitting Diode) đã được phát minh. Đèn LED, với hiệu suất chiếu sáng và độ bền cao hơn nhiều so với bóng đèn sợi đốt, đã giúp màn hình LED 7 đoạn trở nên phổ biến và tiện lợi hơn. Các ứng dụng của màn hình LED 7 đoạn bắt đầu mở rộng từ các công nghiệp đến thiết bị tiêu dùng, như đồng hồ số, máy tính cá nhân, và các thiết bị điện tử khác.
Màn hình LED 7 đoạn đã trở thành một phần quan trọng của cuộc sống hàng ngày của chúng ta, hiển thị các con số và ký tự trong nhiều ứng dụng khác nhau. Công nghệ LED tiếp tục phát triển, cung cấp các màn hình LED 7 đoạn hiện đại với sự sắc nét và màu sắc tốt hơn, làm cho chúng ngày càng phổ biến trong các thiết bị kỹ thuật số hiện đại.
Cách hoạt động của màn hình LED 7 đoạn
Cấu tạo của màn hình LED 7 đoạn là sự kết hợp giữa đèn LED (Light Emitting Diode) hoặc LCD (màn hình tinh thể lỏng) để hiển thị các con số và ký tự đơn giản.
Đèn LED là các diode tiếp giáp PN, và chúng phát ra ánh sáng khi được kích hoạt bởi dòng điện. Điều đặc biệt về đèn LED so với các đèn tiếp giáp PN thông thường là chúng không phát ra năng lượng dưới dạng nhiệt mà thay vào đó phát ra năng lượng dưới dạng ánh sáng. Các đèn LED này thường được sắp xếp để tạo ra các đoạn LED riêng biệt.
Thay vì sử dụng đèn LED, một số màn hình LED 7 đoạn có thể sử dụng màn hình LCD. Màn hình LCD sử dụng các tinh thể lỏng để điều khiển ánh sáng và hiển thị các ký tự. Màn hình LCD không phát ra ánh sáng trực tiếp như đèn LED mà thay vào đó điều chỉnh cách ánh sáng đi qua các tinh thể lỏng để tạo ra các ký tự.
Màn hình LED 7 đoạn được thiết kế để hiển thị các chữ số và chữ cái bằng cách sử dụng các đoạn riêng lẻ. Mỗi con số hoặc chữ cái được hiển thị bằng cách kích hoạt một số đoạn tương ứng. Thường có bảy đoạn cho mỗi ký tự 7 đoạn, và chúng thường được xếp theo kiểu chữ “8”, bao gồm 7 đoạn (a, b, c, d, e, f, g) được kích hoạt để tạo ra các ký tự khác nhau.
Cụ thể, mỗi đoạn LED có một số quy tắc cơ bản để hiển thị các con số, ví dụ:
- Chữ số 0 được hiển thị bằng cách bật tất cả các đoạn ngoại trừ đoạn “g.”
- Chữ số 1 được hiển thị bằng cách bật đoạn “b” và “c.”
- Chữ số 2 được hiển thị bằng cách bật tất cả các đoạn ngoại trừ đoạn “f” và “c.”
Màn hình LED 7 đoạn có 10 chân. Thiết bị đầu cuối chung (com) được kết nối theo mạch cực dương chung hoặc cực âm chung. Khi kết nối, bạn cần biết đó là loại chỉ báo gì. Thông thường bạn có thể tìm thấy dấu hiệu của nó ở mặt sau.
Màn hình LED 7 đoạn cần một bộ điều khiển để quyết định số lượng và cách kích hoạt các đoạn để hiển thị các chữ số hoặc ký tự cụ thể. Bộ điều khiển này thường được lập trình để hiển thị các ký tự theo yêu cầu và theo một thứ tự cụ thể.
Để đảm bảo rõ ràng và không gian giữa các đoạn, màn hình LED 7 đoạn có thể sử dụng các vật liệu cách ly để tách chúng ra.
Phân loại màn hình LED 7 đoạn
Có hai loại chính của màn hình LED 7 đoạn: màn hình LED 7 đoạn dương chung (common anode) và màn hình LED 7 đoạn âm chung (common cathode).
Màn hình LED 7 đoạn dương chung (Common Anode)
Các anot của các đoạn LED (7 đoạn cơ bản) được kết nối với nhau để hiển thị một ký tự hoặc số cụ thể, bạn cung cấp một điện áp dương cho anot chung và kết nối các cathode của các đoạn LED với các transistors hoặc chốt (trong trường hợp của mạch điều khiển).
Khi một cathode cụ thể kết nối với đất (ground), đoạn LED tương ứng sẽ sáng.
Màn hình LED 7 đoạn âm chung (Common Cathode)
Các cathode của các đoạn LED được kết nối với nhau để hiển thị một ký tự hoặc số cụ thể, bạn cung cấp một điện áp âm cho cathode chung và kết nối các anot của các đoạn LED với các transistors hoặc chốt (trong trường hợp của mạch điều khiển).
Khi một anot cụ thể kết nối với một nguồn điện dương, đoạn LED tương ứng sẽ sáng lên. Nguyên tắc hoạt động này là do khi có dòng điện dương chảy qua đoạn LED và kết hợp với cathode chung, nó tạo ra hiện tượng phát sáng, hiển thị một phần của ký tự hoặc số lên màn hình.
Xem thêm:
