Eine LED (oder Light Emitting Diode) ist eine optische Diode, die Lichtenergie in Form von "Photonen" emittiert, wenn sie in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist. In der Elektronik nennen wir diesen Vorgang Elektrolumineszenz. Die Farbe des von LEDs emittierten sichtbaren Lichts reicht von Blau bis Rot und wird durch die Spektralwellenlänge des emittierten Lichts bestimmt, die wiederum von den verschiedenen Verunreinigungen abhängt, die den Halbleitermaterialien während ihres Herstellungsprozesses hinzugefügt werden.
LEDs haben viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Lampen und Leuchten, und der vielleicht wichtigste von ihnen ist ihre geringe Größe, H altbarkeit, verschiedene Farben, niedrige Kosten und einfache Verfügbarkeit sowie die Fähigkeit, sich einfach mit verschiedenen anderen elektronischen Komponenten in digitaler Form zu verbinden Diagramme.
Aber der Hauptvorteil von LEDs besteht darin, dass einige von ihnen aufgrund ihrer geringen Größe in einem kompakten Gehäuse konzentriert werden können und die sogenannte Sieben-Segment-Anzeige bilden.
Die Sieben-Segment-Anzeige besteht aus sieben LEDs (daher der Name),in einem Rechteck angeordnet, wie in der Abbildung gezeigt. Jede der sieben LEDs wird als Segment bezeichnet, da das Segment, wenn es leuchtet, Teil einer Ziffer (dezimal oder hexadezimal) ist. Manchmal wird eine 8. zusätzliche LED innerhalb eines Pakets verwendet. Es dient zur Anzeige eines Dezimalpunkts (DP), wodurch eine Dezimalstelle angezeigt werden kann, wenn zwei oder mehr 7-Segment-Anzeigen zusammengesch altet werden, um Zahlen größer als zehn darzustellen.
Jedes der sieben LED-Segmente der Anzeige ist mit dem entsprechenden Pad der Kontaktreihe verbunden, die sich direkt auf dem rechteckigen Kunststoffgehäuse der Anzeige befindet. Die LED-Pins sind mit a bis g gekennzeichnet und repräsentieren jedes einzelne Segment. Die anderen Pins der LED-Segmente sind miteinander verbunden und bilden eine gemeinsame Klemme.
Eine Vorwärtsspannung, die in einer bestimmten Reihenfolge an die entsprechenden Pins der LED-Segmente angelegt wird, bewirkt also, dass einige Segmente aufleuchten und der Rest gedimmt bleibt, wodurch das gewünschte Zahlenmuster hervorgehoben wird, das auf dem Display angezeigt werden soll. Damit können wir jede der zehn Dezimalziffern von 0 bis 9 auf einer 7-Segment-Anzeige darstellen.
Der gemeinsame Ausgang wird im Allgemeinen verwendet, um den Typ der 7-Segment-Anzeige zu bestimmen. Jede Anzeige-LED hat zwei Anschlussleitungen, von denen die eine als „Anode“und die andere als „Kathode“bezeichnet wird. Daher kann eine LED-Anzeige mit sieben Segmenten zwei Arten von Sch altungsdesigns haben - mit einer gemeinsamen Kathode(OK) und gemeinsame Anode (OA).
Der Unterschied zwischen diesen beiden Arten von Displays besteht darin, dass beim OK-Design die Kathoden aller 7 Segmente direkt miteinander verbunden sind, während beim Design mit gemeinsamer Anode (OA) die Anoden aller 7 Segmente dies sind miteinander verbunden. Beide Schemata funktionieren wie folgt.
- Gemeinsame Kathode (OK) - miteinander verbundene Kathoden aller LED-Segmente haben einen logischen "0"-Pegel oder sind mit einer gemeinsamen Leitung verbunden. Einzelne Segmente werden beleuchtet, indem ihr Anodenausgang über einen Begrenzungswiderstand auf logisch „high“oder logisch „1“getrieben wird, um die einzelnen LEDs in Durchlassrichtung vorzuspannen.
- Gemeinsame Anode (OA) - die Anoden aller LED-Segmente sind zusammengefasst und haben einen logischen Pegel von "1". Die einzelnen Segmente der Anzeige leuchten, wenn jede spezifische Kathode mit Masse, logisch "0" oder einem Signal mit niedrigem Potential über den entsprechenden Begrenzungswiderstand verbunden ist.
Im Allgemeinen sind Siebensegmentanzeigen mit gemeinsamer Anode beliebter, da viele Logiksch altungen mehr Strom ziehen können, als die Stromversorgung liefern kann. Beachten Sie auch, dass die gemeinsame Kathodenanzeige kein direkter Ersatz für die gemeinsame Anodenanzeige in der Sch altung ist. Und umgekehrt - dies entspricht dem Einsch alten der LEDs in die entgegengesetzte Richtung, und daher tritt keine Lichtemission auf.
Obwohl die 7-Segment-Anzeige als einzelne Anzeige betrachtet werden kann, ist sie es dennochbesteht aus sieben einzelnen LEDs in einem Gehäuse, und als solche müssen diese LEDs vor Überstrom geschützt werden. LEDs emittieren nur Licht, wenn sie in Vorwärtsrichtung vorgespannt sind, und die Lichtmenge, die sie emittieren, ist proportional zum Durchlassstrom. Das bedeutet nur, dass die Intensität der LED mit zunehmendem Strom annähernd linear zunimmt. Um eine Beschädigung der LED zu vermeiden, muss dieser Vorwärtsstrom also kontrolliert und durch einen externen Begrenzungswiderstand auf einen sicheren Wert begrenzt werden.
Solche Sieben-Segment-Indikatoren werden statisch genannt. Ihr wesentlicher Nachteil ist die große Anzahl von Ausgängen im Paket. Um diesen Mangel zu beseitigen, werden Schemata zur dynamischen Steuerung von Sieben-Segment-Anzeigen verwendet.
Die Sieben-Segment-Anzeige erfreut sich bei Funkamateuren großer Beliebtheit, da sie einfach zu bedienen und leicht abzulesen ist.
