در دنیای امروز، ابزارهای دیجیتال به بخش لاینفک زندگی تبدیل شده‌اند. از گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها گرفته تا ساعت‌های مچی و ماشین‌های لباسشویی، نمایشگرهای دیجیتال نقش مهمی در ارائه اطلاعات و تعامل با کاربر ایفا می‌کنند. در پشت پرده این نمایشگرها، قطعات الکترونیکی ظریفی نهفته‌اند که وظیفه‌ی نمایش اعداد، حروف و علائم را بر عهده دارند. یکی از این قطعات پرکاربرد، سون سگمنت(seven segment) یا نمایشگر هفت بخشی است.
سون سگمنت‌ها با طراحی ساده و در عین حال کارآمد، به عنوان قلب تپنده‌ی نمایشگرهای دیجیتال در طیف وسیعی از دستگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این مقاله، سفری به دنیای سون سگمنت‌ها خواهیم داشت و با ساختار، عملکرد و کاربردهای این قطعه آشنا خواهیم شد.
سون سگمنت چیست؟
سون سگمنت یک نمایشگر هفت بخشی است که از آن برای نمایش اعداد و همچنین برخی از حروف و کاراکترهای الفبایی استفاده می‌شود. نام "سون سگمنت" به آرایش هفت LED(دیود نوری) یا LCD (نمایشگرهای کریستال مایع) اشاره دارد که در یک الگوی مستطیلی به نحوی قرار گرفته‌اند که شکل یک عدد "8" را تشکیل می‌دهند. هر سگمنت از این نمایشگر با یک حرف خاص از "a" تا "g" مشخص می‌شود که مربوط به یک LED یا LCD خاص است.
در تصویر زیر، حروف خاص مربوط به هر سگمنت را که به صورت استاندارد است، مشاهده می‌فرمایید:
نحوه عملکرد سون سگمنت
عملکرد سون سگمنت نسبتاً ساده است. هر بخش می‌تواند به طور مستقل روشن یا خاموش شود تا الگوهای مختلف ایجاد شود. برای نمایش یک عدد یا کاراکتر خاص، بخش‌های مربوطه در یک ترکیب خاص روشن می‌شوند. فرضاً، برای نمایش عدد "1"، فقط بخش‌های b و c باید روشن شوند، یا برای نمایش عدد "8" نیاز به روشن شدن هر هفت سگمنت است.
نمایشگرهای سون سگمنت به طور معمول در دو نوع آند مشترک و کاتد مشترک موجود هستند. در نوع آند مشترک، تمامی آندهای LEDها به یکدیگر وصل شده‌اند و سرهای کاتد هر سگمنت به همراه یک پین مشترک (آند) به صورت خروجی وجود خواهد داشت. در نمایشگرهای کاتد مشترک، کاتد LEDها به یکدیگر وصل هستند و سرهای آند به صورت پین‌های سون سگمنت ظاهر می‌شوند. در تصویر زیر، اتصالات هر دو نوع آند مشترک و کاتد مشترک مشاهده می‌شود:
در نظر بگیرید که بخواهیم چندین سون سگمنت را در کنار هم راه‌اندازی کنیم. در این صورت، با تعداد پین‌های بسیار زیادی مواجه خواهیم بود که برای اتصال به میکروکنترلر مناسب نیست. برای رفع این مشکل، سون سگمنت‌ها معمولاً توسط تراشه‌های مدار مجتمع که به عنوان دیکودر یا درایورهای سون سگمنت شناخته می‌شوند، راه اندازی می‌شوند. این تراشه‌ها به سون سگمنت‌ها وصل می‌شوند و با استفاده از رابط‌های دیتا، اطلاعات مورد نظر را بر روی نمایشگر، نشان می‌دهند. بدین ترتیب، این تراشه‌ها امکان طراحی‌های فشرده‌تر و مقرون به صرفه‌تر را فراهم می‌کنند.
کاربرد سون سگمنت
سون سگمنت‌ها در زندگی روزمره کاربردهای مختلفی دارند. برخی از رایج‌ترین کاربردهای آنها عبارتند از:
1) ساعت‌ها و تایمرهای دیجیتال
از نمایشگرهای سون سگمنت اغلب در ساعت‌های زنگ‌دار، اجاق‌های مایکروویو و سایر لوازم خانگی برای نشان دادن زمان یا تنظیم تایمرهای شمارش معکوس استفاده می‌شود.
2) ماشین‌حساب
ماشین‌حساب‌ها برای نمایش محاسبات از سون سگمنت به صورت LED یا نمایشگر کریستال مایع استفاده می‌کنند.
3) ابزار دقیق و تابلوهای کنترل
در کاربردهای صنعتی از این نمایشگرها برای نمایش داده‌های عددی، نظارت بر فرآیندها یا نشان دادن شرایط آلارم استفاده می‌شود.
4) نمایشگرهای اطلاعاتی و تبلیغاتی
برخی از سیستم‌های حمل و نقل عمومی و بیلبوردها از نمایشگرهای سون سگمنت در ابعاد بزرگ برای نمایش اطلاعات به عموم استفاده می‌کنند.
5) ابزارهای آموزشی
در دستگاه‌های آموزشی، نمایشگرهای سون سگمنت در آزمایشگاه‌های علوم و الکترونیک برای آموزش سیستم‌های دیجیتال و نمایش اعداد به دانش‌آموزان و دانشجویان استفاده می‌شود.
جمع بندی
در این مقاله، ابتدا توضیحات مهمی در مورد سون سگمنت‌ها و ساختار داخلی آن ارائه گردید. سپس، انواع مختلف این نمایشگر بیان شد و در نهایت، کاربردهای مختلف این نمایشگر ارائه گردید. تمامی موارد فوق را به صورت عملی همراه با نکات تجربی دیگر در مورد سون سگمنت‌ها و نحوه راه‌اندازی آنها به طور کامل در دوره جامع آموزش الکترونیک بررسی کرده‌ایم.
در پایان، ممنون که همراه ما بودید. هر سوال یا ابهامی در مورد مطالب ارائه شده در این مقاله دارید حتما در کامنت ها بنویسید، به تمام سوالات پاسخ داده میشه. اگه انتقاد یا پیشنهادی هم داشتید ممنون میشم با ما در میان بزارید.
