Moduł trzech 16-segmentowych wyświetlaczy LED

W tabeli 1 umieszczono opis funkcjonalny poszczególnych wyprowadzeń układu. Na rysunku 1 pokazano schemat modułu wyświetlacza LED zbudowanego się z trzech wyświetlaczy 16-segmentowych oraz dwóch układów PR4010. Zastosowano wyświetlacze typu PSA11-08 o wspólnej anodzie. Ich segmenty są podłączone do wyjść 0...9 układu U1 oraz 0...6 układu U2, natomiast wyjścia 7...9 sterują załączaniem poszczególnych cyfr. Odpowiednio, wyjście 7 załącza skrajny, lewy LED1, 8 – środkowy LED2, 9 – prawy LED3.

Tabela 1. Opis funkcjonalny sygnałów układu PR4010

Układ jest szeregowym rejestrem przesuwnym, więc bit przesłany jako pierwszy staje się najstarszym, 10-tym. Dane doprowadzane są do wejścia DIN i wpisywane przy każdym narastającym zboczu na wejściu CLK. Narastające zbocze sygnału na wejściu LOAD powoduje przepisanie stanów z wewnętrznych rejestrów przesuwnych na wyjścia układu. W związku z taką budową wewnętrzną układu, pierwsze przesłane do modułu bity odpowiadają za załączenie poszczególnych cyfr. Jako tranzystory klucze zastosowano BC858 (T1...T3) o polaryzacji PNP, więc logiczna „1” powoduje zatkanie tranzystora i wyłączenie cyfry, natomiast „0” jej załączenie. Np. przesłanie do wyświetlacza sekwencji bitów (zapis zgodny z formatem języka C) 0b01111111, 0b01111100, 0b00001111 w kolejności od najstarszego do najmłodszego, powoduje zaświecenie na LED3 cyfry „3”.

Rysunek 1. Schemat ideowy modułu wyświetlacza 3×16 segmentów LED

Wyświetlacz musi być multipleksowany. Oznacza to, że w danym momencie może być załączona tylko jedna cyfra, a przełączanie pomiędzy nimi powinno być na tyle szybkie, aby ludzkie oko go nie zauważyło. Zaleca się częstotliwość multipleksowania równą co najmniej 50 Hz.

Wartość prądu płynącego przez segmenty ustalają rezystory R1 i R2. Powinny one mieć tę samą rezystancję, dzięki czemu uzyskuje się tę samą jasność świecenia poszczególnych segmentów. Dodatkowo, jasność tę można regulować za pomocą sygnału PWM doprowadzonego do wejścia BLANK. Normalnie (tabela 1) powinno ono być w stanie niskim, stan wysoki powoduje zgaszenie segmentów.

Moduły mają wyprowadzenia na krawędziach płytek, dzięki którym można je łatwo łączyć w łańcuchy (OUT do DIN następnego; CLK, LOAD, BRT, CTRL – wspólne). Producent zaleca, aby w takim łańcuchu nie było więcej niż 20 układów, co umożliwia wyświetlenie do 30 znaków w pojedynczym wierszu.

Na rysunku 2 pokazano schemat montażowy modułu wyświetlacza. Do jego budowy użyto elementów SMD, więc jego montaż wymaga pewnej wprawy. Najtrudniejsze ze względu na niewielki raster wyprowadzeń jest przylutowanie układów scalonych. Wyświetlacze należy przylutować na końcu.

Rysunek 2. Schemat montażowy modułu wyświetlacza 3×16 segmentów LED

Moduł jest zasilany napięciem 5 V. Prąd segmentów ustalono na wartość ok. 8 mA. Po poprawnym zmontowaniu moduł nie wymaga żadnych czynności regulacyjnych i od razu jest gotowy do pracy.

Jacek Bogusz, EP