Olá leitores, tudo certo com vocês? Hoje trago um artigo bem interessante sobre utilização de display de LED 7-segmentos 4-dígitos com Arduino. É a continuação de um artigo que escrevi um tempo atrás sobre os displays de LED, porém na época utilizei apenas um dígito (um caractere).

Display de LED

Fonte: Flickr

   Ao conhecer a forma construtiva deste tipo de display nota-se que cada dígito é composto por 8 LED’s individuais (7 para formar o caractere e mais 1 para o ponto decimal) e um pino comum (todos os anodos ou todos os catodos conectados). Veja imagem abaixo.

esquema interno do display de LED 4 digitos

Fonte: datasheet do SR410561N

   Pelo datasheet do display escolhido (SR410561N) percebe-se que cada dígito tem os anodos ligados em conjunto (pinos 6, 8, 9 e 12) enquanto todos os segmentos dos 4 displays estão interconectados (pinos 1, 2, 3, 4, 5, 7, 10, 11).

   Isso significa que seriam utilizados 12 pinos de microcontrolador para controlar este display, certo? mais ou menos: a técnica que vamos utilizar hoje faz uso de um circuito integrado chamado shift register (ou registrador de deslocamento), que permite controlar os 8 catodos (8 segmentos) com apenas 3 pinos do Arduino!.

   O tal do registrador de deslocamento em questão é o circuito integrado 74595, da família lógica 74xxx, cujo datasheet pode ser baixado aqui. A função dele é receber dados de forma serial (em série) do Arduino e então transformar e paralelo, para os 8 LED’s do display.

E os anodos? você pergunta. Os 4 anodos poderiam ser controlados por mais um shift register, porém também seriam utilizados outros 3 pinos; portanto para economizar (dinheiro e espaço em placa) vou utilizar os 4 anodos diretamente em 4 pinos do Arduino. Veja o diagrama esquemático abaixo.

diagrama esquematico do display led 4 digitos

   E abaixo disponibilizo a tabela de fiação (ou de ligação) para facilitar a montagem. Observe que a cor das linhas na tabela combina com a cor dos fios no diagrama esquemático acima.

tabela de ligação dos fios

   A exibição de caracteres nos 4 segmentos utiliza a técnica da multiplexação, onde cada dígito é mostrado sozinho, um por vez. A ilusão de que os 4 dígitos estão ligados ao mesmo tempo é criada porque a multiplexação é muito rápida (milissegundos). Agora uma explicação dos detalhes do circuito:

  • Os pinos 8, 11 e 12 do Arduino são a interface com o circuito integrado 74hc595
  • Os pinos 7, 9, 10 e 13 controlam os 4 anodos comuns, 1 para cada dígito
  • Conectei um capacitor de 100nF no pino 12 do 74hc595, para fins de estabilidade do sinal digital
  • Cada um dos 8 LED’s do display estão em série com resistores de 1k ohm (1000 ohms) para limitar a corrente que é consumida do Arduino e do 74hc595
  • Todo o circuito é alimentado pelos 5V do próprio Arduino
  • Um LDR (resistor dependente de luz) é conectado á entrada analógica A0 do Arduino para fins de gerar um sinal á ser mostrado no display

O código utilizado no Arduino pode ser visto abaixo, e pode ser baixado diretamente na página do GitHub do Fritzenlab. Ele foi baseado no código ShiftOut, disponível na própria página oficial do Arduino.

Eu também fiz um vídeo demonstrando o funcionamento do ‘display de LED 7-segmentos 4-dígitos com Arduino’ na prática, utilizando a placa de desenvolvimento “Fritzen Proto“, à venda aqui e aqui.

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Display de LED 7-segmentos 4-dígitos com Arduino

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