آموزش راه اندازی سون سگمنت Seven Segment با آردوینو Arduino

سون سگمنت‌ها (Seven Segment ) یکی از پرکاربردترین ، ارزان‌ترین و پرمصرف‌ترین نمایشگر‌‌ها در دنیاست.از سون سگمنت‌ها برای نشان دادن اعداد در ساعت‌های دیجیتالی، چراغ راهنما، ماشین حساب، ترازوی دیجیتالی و …استفاده می‌شود. در ادامه آموزش با مرجع تخصصی آردوینو به زبان فارسی، دیجی اسپارک همراه باشید. هر سون سگمنت در حقیقت از چند LED در کنار هم به شکل زیر تشکیل شده است.

 

---

انواع سون سگمنت Segment

---

سگمنت‌های یک نمایشگر سون سگمنت به صورت زیر ار حروف A تا G به صورت ساعت‌گرد  نام‌گذاری می‌شوند.

 

• سون سگمنت کاتد مشترک

در این نوع سون سگمنت‌ها کاتدهای تمام LED ‌های موجود در سون سگمنت به یکدیگر متصل می‌باشند.به این معنی که برای روشن کردن هر کدام از سگمنت‌های سون سگمنت کافی‌است پایه‌ی متناظر آن را یک منطقی کنیم و پین مشترک سون سگمنت را به GND ( صفر منطقی ) متصل کنیم. برای مثال برای نشان دادن عدد ۱ بر روی این‌گونه سون‌سگمنت‌ها کافی است پین سگمنت متناظر B و C را یک منطقی کنیم و پین مشترک سون‌سگمنت را به زمین متصل کنیم.

• سون سگمنت آند مشترک

در این نوع سون‌سگمنت‌ها تمام LEDهای موجود در سون سگمنت به یک‌دیگرمتصل می‌باشند.به این معنی که برای روشن کردن هر کدام از سگمنت‌های سون‌سگمنت کافی است پایه‌ی متناظر آن را صفر منطقی کنیم و پین مشترک سون سگمنت را به VCC ( یک منطقی) متصل کنیم. برای مثال برای نشان دادن عدد ۱ بر روی این‌گونه سون سگمنت‌ها کافی است پین سگمنت متناظر B , C را صفر منطقی کنیم و پین مشترک سون سگمنت را به VCC متصل کنیم

---

جدول نمایش اعداد روی سون سگمنت

---

Decimal Digit	Individual Segments Illuminated
	a	b	c	d	e	f	g
۰	×	×	×	×	×	×
۱		×	×
۲	×	×		×	×		×
۳	×	×	×	×			×
۴		×	×			×	×
۵	×		×	×		×	×
۶	×		×	×	×	×	×
۷	×	×	×
۸	×	×	×	×	×	×	×
۹	×	×	×			×	×

 

---

نمایش اعداد روی سگمنت چهارتایی

---

همانطور که مطالب فوق ذکر شد هر سون سگمنت از LED هایی متصل به هم تشکیل شده است.در سون سگمنت‌های تکی مانند شکل زیر از ۸ عدد LED استفاده شده است بری راه اندازی آن به ۸ پین از آردویتو نیاز داریم.

اکنون فرض کنید نیاز به راه‌اندازی یک عدد سون سگمنت چهارتایی داریم ، اگر بخواهیم مطابق روش فوق پیش برویم باید از ۳۲ پین آردوینو(۸*۴=۳۲) استفاده کنیم که این عمل کاملا غیر عاقلانه می‌باشد پس باید از روشی به نام مالتی پلکسینگ به همراه خطای دید انسان استفاده نمود. در این روش تمام سگمنت‌های مشابه به هم دیگر متصل می‌باشند یعنی تمام a ها به یکدیگر ، تمام bها به یکدیگر و….. به هم دیگر متصل می‌باشند و پین مشترکه هر کدام  نیز به هم دیگر متصل هستتند.

 

 

البته در ماژول‌های سون سگمنت ( همانند تصویر زیر)  نیازی به اتصال سگمنت‌های مشابه به یکدیگر به صورت دستی نمی‌باشد و تمام سگمنت‌های مشابه در داخل ماژول به یکدیگر متصل هستند.

 

---

سخت افزار مورد نیاز

---

سون سگمنت ۴تایی

آردوینو Uno

 

آرایش پین‌های سون سگمنت ۴ تایی آند مشترک به صورت زیر می‌باشد.

در این آموزش به جای استفاده از کد‌های پیچیده به منظور راه‌‌اندازی سون سگمنت از کتابخانه مخصوص آن استفاده می‌کنیم که لینک دانلود آن در زیر قرار داده شده است ، پس از دانلود کتابخانه آن را به نرم‌افزار آردوینو اضافه کنید. دانلود کتابخانه سون سگمنت اگر هم شیوه نصب کتابخانه را نمی‌دانید، به آموزش نصب کتابخانه در آردوینو مراجعه کنید. در ابتدا کتابخانه سون سگمنت را باید طبق دستور زیر به برنامه فراخوانی کنیم:

#include <SevSeg.h>

سپس باید از کلاس SevSeg یک آبجکت بسازیم:

SevSeg sevseg;

سپس نوبت به تعریف تعداد بلاک‌ها ، پین‌های مشترک و پین‌های سگمنت‌ها می‌باشد:

byte numDigits = 4; //تعریف تعداد بلاک ها
byte digitPins[] = { 9, 10, 11, 12 };// تعریف پین های مشترک
byte segmentPins[] = { 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 13 };// تعریف پین های متصل به سگمنت

 

---

اتصالات سون سگمنت به آردوینو

---

 

در این پروژه از عملیات دیبانسینگ کلید استفاده شده است که برای اطلاعات بیشتر می‌توانید به لینک زیر مراجعه نمایید: آموزش دیبانسینگ در آردوینو

 

---

کدهای پروژه سون سگمنت با آردوینو

---

کدهای زیر را در نرم افزار آردوینو وارد کنید. اگر روش این کار را نمیدانید، به پست آموزش کار با نرم افزار آردوینو IDE مراجعه کنید.

#include <Bounce2.h>
#include <SevSeg.h>
Bounce debouncer1=Bounce();
Bounce debouncer2=Bounce();
SevSeg sevseg; //Instantiate a seven segment controller object


float number=0.0;
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  byte numDigits = 4;
  byte digitPins[] = {9,10,11,12};
  byte segmentPins[] = {2,3,4,5,6,7,8,13};

  sevseg.begin(COMMON_ANODE, numDigits, digitPins, segmentPins);
  sevseg.setBrightness(100);


pinMode (A0,INPUT_PULLUP);
debouncer1.attach(A0);
debouncer1.interval(50);

pinMode(A1,INPUT_PULLUP);
debouncer2.attach(A1);
debouncer2.interval(50);
}

void loop()
{
debouncer1.update();
debouncer2.update();
  if(debouncer1.fell())
  {
    number+=0.1;
  }

  if(debouncer2.fell())
  {
    number-=0.1;
  }
  sevseg.setNumber(number,1);
  sevseg.refreshDisplay();

}

 

 

---

معرفی چند تابع آردوینو

---

sevseg.begin (Type, NumberOFBlock, CommenPin, segmentPins)

توسط این تابع کانفیگ سون سگمنت انجام می‌شود. آرگمان اول نوع سون سگمنت را مشخص می‌کند ، اگر آند مشترک باشد به جای آرگمان Type از COMMON_ANODE ، اگر کاتد مشترک باشد از  COMMON_CATHODE  استفاده می‌شود ، هچنین می‌تواند دارای مقادیر زیر باشد:

N_TRANSISTORS ، P_TRANSISTORS ، NP_COMMMON_CATHODE و NP_COMMMON_ANODE

به جای آرگمان دوم  تعداد بلاک‌های سون سگمنتمان را وارد می‌کنیم. به چای CommenPin ، آرایه‌ای از پین‌های مشترک که در ابتداری برنامه تعریف کردیم قرار می‌دهیم.به جای آرگمان چهارم نیز آرایه‌ای از سگمنت‌هایی که در ابتدای برنامه تعریف کردیم قرار می‌دهیم.

 

 

sevseg.setNumber (your number, DP location)

توسط این تابع می‌توان عدد دلخواه خود را برای نمایش بر روی سون سگمنت مشخص کنیم.آرگمان اول ، عدد مورد نظر ما می‌باشد و آرگمان دوم تعداد رقم اعشاری است که به عددمان نسبت می‌دهیم .برای مثال برای نمایش عدد ۱۵٫۷۵ باید مطابق قطعه کد زیر عمل کنیم:

sevseg.setNumber(1575,2);

همچنین اگر بخواهیم  عددی را بدون ممیز نمایش دهیم باید به جای آرگمان دوم عدد ۰ نوشته شود.

sevseg.refreshDisplay ()

بعد از مشخص کردن عدد مورد نظر توسط تابع sevseg.setNumber ، به وسیله تابع فوق ، عدد مورد نظر را بر روی سون سگمنت به نمایش در می‌آوریم. در قسمت زیر با استفاده از توابع فوق ، یک عدد را به صورت اعشاری بر روی سون سگمنت نمایش می‌دهیم به طوری که با فشردن کلید متصل به پینA0 ، به عدد ۰٫۱ اشافه می‌شود و در صورت فشرده شدن کلید متصل به پین A1 ، از عدد ۰٫۱ کم می‌شود.

 

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد.