LED 7 đoạn là một loại thiết bị hiển thị số phổ biến được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực cuộc sống và công nghiệp. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của LED 7 đoạn – một trong những thiết bị được ứng dụng khá phổ biến trong thực tế.
LED 7 đoạn là gì?
LED 7 đoạn là một mô-đun hiển thị kỹ thuật số được thiết kế đặc biệt để hiển thị thông tin số. Nó bao gồm một số lượng đèn LED được sắp xếp theo hình dạng của các con số, tạo ra một màn hình dễ dàng nhìn thấy. Mỗi con số trong màn hình được tạo ra bằng cách bật hoặc tắt các đèn LED tương ứng.
Ứng dụng của LED 7 đoạn
Ứng dụng của LED 7 đoạn rất đa dạng. Thường được sử dụng trong các thiết bị hiển thị số như đồng hồ, bảng điện tử, và thiết bị đo lường như máy đo nhiệt độ, công suất, áp suất. Nó cũng được sử dụng trong các ứng dụng điều khiển thời gian, đếm số, hiển thị kết quả và thông báo lỗi. Với cấu tạo đơn giản và khả năng hiển thị các ký tự đơn giản, LED 7 đoạn là một phương pháp phổ biến và đáng tin cậy để hiển thị thông tin số trên các thiết bị điện tử.
Cấu tạo của LED 7 đoạn
LED 7 đoạn là một loại LED có cấu trúc đơn giản và thường được sử dụng để hiển thị các chữ số và chữ cái cơ bản. Được gọi là “7 đoạn” vì nó bao gồm tối thiểu 8 đoạn LED, từ a đến g, và một đoạn chấm thập phân, được kết nối với nhau để có thể hiển thị các ký tự như “0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, b, C, d, E, F,” và các ký tự không phải là số nguyên.
Để giải thích chi tiết, cấu trúc của LED 7 đoạn được mô tả như sau:
- “7 đoạn” bao gồm tối thiểu 8 đoạn LED hàng đơn và một đoạn chấm thập phân. Mỗi đoạn LED hàng đơn có thể hiển thị một trong 7 phần của các ký tự nhưng không thể hiển thị kết hợp các đoạn LED hàng đơn để tạo ra các ký tự phức tạp hơn.
- Các đoạn LED hàng đơn được ký hiệu theo bảng chữ cái Alphabet từ a đến g và được sắp xếp sao cho khi các đoạn LED này được kết nối với nhau, ta có thể hiển thị các chữ số và chữ cái thông qua việc bật/tắt từng đoạn LED.
Áp dụng chấm thập phân:
Ngoài 8 đoạn LED hàng đơn, LED 7 đoạn còn có một đoạn thứ 8 gọi là chấm thập phân (Decimal Point). Được ký hiệu là DP, chấm thập phân được sử dụng khi muốn hiển thị số không phải là số nguyên, như các số thập phân, các biểu đồ, dấu chấm câu, hoặc các ký tự đặc biệt.
Khi sử dụng đoạn chấm thập phân, tổng số đoạn LED cần được kích hoạt sẽ tăng lên, giúp hiển thị các giá trị có độ chính xác cao hơn trên LED 7 đoạn. Chấm thập phân có thể nằm ở bất kỳ vị trí nào trên LED 7 đoạn, trừ những vị trí đang được sử dụng để hiển thị ký tự khác.
Nguyên lý hoạt động của LED 7 đoạn
Nguyên tắc phân cực thuận
Nguyên lý hoạt động của LED 7 đoạn dựa trên nguyên tắc phân cực thuận. LED 7 đoạn thường gồm 7 đoạn LED độc lập, mỗi đoạn tương ứng với một thanh ngang hoặc dọc của các chữ số. Mỗi đoạn LED có hai đầu cực, khi đầu dương được kết nối với nguồn điện dương và đầu âm được kết nối với nguồn điện âm, dòng điện sẽ chạy qua LED làm cho nó phát sáng (nguyên tắc phân cực thuận).
Để hiển thị các chữ số từ 0 đến 9, các đoạn LED cần được kích hoạt theo các mẫu khác nhau. Ví dụ, để hiển thị số “1”, chỉ cần kích hoạt đoạn LED thứ 2 từ trên xuống; cho số “4”, cần kích hoạt các đoạn 3, 5, 6. Việc chọn bật tắt các đoạn LED được điều khiển bởi một mạch điện tử bên trong.
Do đó, nguyên lý hoạt động của LED 7 đoạn là sử dụng mạch điện để điều khiển từng đoạn LED bật sáng theo một thứ tự nhất định, tạo thành các chữ số mong muốn. Kỹ thuật này giúp tạo ra các thiết bị hiển thị số với cấu trúc đơn giản và chi phí thấp.
Phân loại LED 7 đoạn
Loại dương chung (Common Anode)
Đây là một kiểu kết nối LED (Đèn Phát Quang) được sử dụng phổ biến trong việc nối các LED lại với nhau. Trong loại kết nối này, cực dương (anode) của tất cả 8 LED sẽ được nối với nhau và các cực âm (cathode) đứng riêng lẻ.
Khi một điện áp dương được áp dụng vào cực dương chung (anode) của các LED, chúng sẽ được kích hoạt. Các cực âm (cathode) của từng LED cần được kết nối đến mạch điện để tạo ra một mạch điện đầy đủ và cho phép dòng điện đi qua. Khi dòng điện đi qua các LED, chúng sẽ tỏa sáng theo một mẫu thông qua các thiết bị điều khiển.
Loại âm chung (Common Cathode)
Đây là một loại LED 7 đoạn hoặc mạch đèn LED trong đó cực âm (cathode) của tất cả 8 LED được nối với nhau, trong khi các cực dương (anode) đứng riêng lẻ.
Khi một điện áp được đưa vào mạch đèn, nỗ lực kích thích diode trong 7 đoạn LED này sẽ bắt đầu. Cụ thể, điện áp sẽ làm cho các diode trong LED phát ra ánh sáng. Tuy nhiên, trong trường hợp này, để LED phát sáng, cần phải đưa cực âm (cathode) vào mức điện áp thích hợp.
Như vậy, qua bài viết này, chúng ta đã tìm hiểu cơ bản về nguyên lý hoạt động của LED 7 đoạn – một thiết bị hiển thị số đơn giản nhưng vô cùng hữu ích. Nhờ ưu điểm về độ tin cậy, chi phí thấp, dễ sử dụng, LED 7 đoạn đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều thiết bị điện tử hiện đại. Nextworld LED hy vọng bài viết đã cung cấp những thông tin hữu ích cho bạn đọc về nguyên lý hoạt động cơ bản của loại LED này.
