Een LED (of Light Emitting Diode) is een optische diode die lichtenergie uitstra alt in de vorm van "fotonen" wanneer deze voorwaarts is voorgespannen. In de elektronica noemen we dit proces elektroluminescentie. De kleur van zichtbaar licht dat door LED's wordt uitgezonden, varieert van blauw tot rood en wordt bepaald door de spectrale golflengte van het uitgezonden licht, die op zijn beurt afhangt van de verschillende onzuiverheden die tijdens het fabricageproces aan de halfgeleidermaterialen worden toegevoegd.
LED's hebben veel voordelen ten opzichte van traditionele lampen en armaturen, en misschien wel de belangrijkste daarvan is hun kleine formaat, duurzaamheid, verschillende kleuren, lage kosten en gemakkelijke beschikbaarheid, de mogelijkheid om eenvoudig te communiceren met verschillende andere elektronische componenten in digitale diagrammen.
Maar het belangrijkste voordeel van LED's is dat, vanwege hun kleine formaat, sommige ervan kunnen worden geconcentreerd in één compact pakket, waardoor de zogenaamde zevensegmentenindicator wordt gevormd.
De indicator met zeven segmenten bestaat uit zeven LED's (vandaar de naam),gerangschikt in een rechthoek, zoals weergegeven in de afbeelding. Elk van de zeven LED's wordt een segment genoemd omdat het segment, wanneer het brandt, deel uitmaakt van een cijfer (decimaal of hexadecimaal). Soms wordt er binnen één pakket een 8e extra LED gebruikt. Het dient om een decimale punt (DP) weer te geven, waardoor een decimaal kan worden weergegeven als twee of meer 7-segments displays met elkaar zijn verbonden om getallen groter dan tien weer te geven.
Elk van de zeven LED-segmenten van het display is verbonden met het corresponderende pad van de contactrij, die zich direct op de rechthoekige plastic behuizing van de indicator bevindt. De LED-pinnen zijn gelabeld met a tot en met g, die elk afzonderlijk segment vertegenwoordigen. De andere pinnen van de LED-segmenten zijn onderling verbonden en vormen een gemeenschappelijke terminal.
Dus, een voorwaartse bias die in een bepaalde volgorde op de corresponderende pinnen van de LED-segmenten wordt toegepast, zal ervoor zorgen dat sommige segmenten oplichten en de rest gedimd blijven, waardoor het gewenste cijferpatroon wordt gemarkeerd dat op het display moet worden weergegeven. Hierdoor kunnen we elk van de tien decimale cijfers van 0 tot 9 weergeven op een 7-segments display.
Gemeenschappelijke output wordt over het algemeen gebruikt om het type 7-segment display te bepalen. Elke display-LED heeft twee aansluitdraden, waarvan de ene "anode" en de andere "kathode" wordt genoemd. Daarom kan een LED-indicator met zeven segmenten twee soorten circuitontwerp hebben - met een gemeenschappelijke kathode(OK) en gemeenschappelijke anode (OA).
Het verschil tussen deze twee soorten displays is dat in het OK-ontwerp de kathodes van alle 7 segmenten direct met elkaar zijn verbonden, terwijl in het Common anode (OA)-ontwerp de anodes van alle 7 segmenten zijn met elkaar verbonden. Beide schema's werken als volgt.
- Gemeenschappelijke kathode (OK) - onderling verbonden kathodes van alle LED-segmenten hebben een logisch "0"-niveau of zijn verbonden met een gemeenschappelijke draad. Individuele segmenten worden verlicht door hun anode-uitgang naar een logisch "hoog" of logisch "1" te sturen via een beperkende weerstand om de individuele LED's voorwaarts te sturen.
- Gemeenschappelijke anode (OA) - de anodes van alle LED-segmenten zijn gecombineerd en hebben een logisch niveau van "1". De afzonderlijke segmenten van de indicator lichten op wanneer elke specifieke kathode is aangesloten op aarde, logisch "0" of een signaal met een laag potentiaal via de juiste beperkende weerstand.
Over het algemeen zijn zevensegmentsdisplays met gemeenschappelijke anodes populairder, omdat veel logische circuits meer stroom kunnen trekken dan de voeding kan leveren. Merk ook op dat het gemeenschappelijke kathodedisplay geen directe vervanging is in het circuit voor het gemeenschappelijke anodedisplay. En vice versa - dit komt overeen met het inschakelen van de LED's in de tegenovergestelde richting, en daarom zal er geen lichtemissie plaatsvinden.
Hoewel de 7-segments indicator kan worden beschouwd als een enkel display, is het nog steedsbestaat uit zeven individuele LED's in één pakket, en als zodanig moeten deze LED's worden beschermd tegen overstroom. LED's zenden alleen licht uit als ze voorwaarts zijn voorgespannen, en de hoeveelheid licht die ze uitstralen is evenredig met de voorwaartse stroom. Dit betekent alleen dat de intensiteit van de LED ongeveer lineair toeneemt met toenemende stroom. Dus om beschadiging van de LED te voorkomen, moet deze voorwaartse stroom worden geregeld en beperkt tot een veilige waarde door een externe beperkende weerstand.
Zulke indicatoren met zeven segmenten worden statisch genoemd. Hun grote nadeel is het grote aantal uitgangen in het pakket. Om deze tekortkoming te verhelpen, worden schema's voor dynamische besturing van indicatoren met zeven segmenten gebruikt.
De indicator met zeven segmenten is enorm populair geworden onder radioamateurs omdat hij gemakkelijk te gebruiken en gemakkelijk te lezen is.
