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Mesures > Afficheur LED 7 segments 009
Dernière mise à jour : 05/06/2016Présentation
Encore un afficheur multiplexé, oui. Mais avec une petite particularité.
Ce circuit présente une particularité par rapport à ceux déjà visités sur mon site : il consomme toujours le maximum de courant. Mais il est fou ! Dans un monde qu'on veut plus vert et blablabla... Pour tout dire ce circuit a été conçu pour répondre à deux demandes à priori décorélées :
- obtenir une faible fluctuation de consommation quelque soit le nombre affiché (consommation quasi-constante);
- donner au lecteur de cette page l'envie de chercher des trucs encore plus fous.
L'afficheur utilisé est un vieil afficheur 4 digits à cathode commune (CC) miniature de marque HP et référence 5082-7414, mais le circuit proposé est valable pour n'importe quel afficheur CC.
Schéma
Le principe adopté est presque classique : on met en parallèle tous les segments de même nom (segment A du digit 1 avec segment A des digits 2 à 4, segment B du digit 1 avec segment B des digits 2 à 4, etc) et on pilote séparément les broches de cathodes communes.
Sauf que là, l'idée n'est pas d'allumer des segments en envoyant des commandes en logique positives, mais de les éteindre en les court-circuitants à partir de ces mêmes commandes en logique positive. Ah bah oui, cela impose d'utiliser un code de commande où l'allumage des LED se fait par des commandes en logique négative - ce que vous savez faire si vous avez déjà utilisé des afficheurs à Anode Commune (AC). Bref, rien de compliqué dans le principe, juste un principe un peu... curieux. Décortiquons par l'exemple.
Disons qu'on veut afficher le chiffre "1" sur le digit 1. Pour cela on met la broche CC1 à la masse en activant les transistors N°1 et N°5 du second ULN2803 (U2), puis on s'arrange pour qu'une tension positive soit appliquée sur les segments B et C de l'afficheur. En regardant le schéma, on se rend compte que des résistances de faible valeur (R1 à RT8) relient déjà chaque segment au pôle positif de l'alimentation (+5V). Si aucun des transistors contenus dans le circuit ULN2803 n'est passant, alors ces derniers "n'existent pas" et tous les segments s'allument. Par contre si on fait conduire un transistor, ce dernier court-circuite le segment qui lui correspond et le courant ne circule plus par la LED du segment mais par le transistor. Comme ce dernier présente une tension de saturation de quelques dizièmes de volt (disons 0,2 V pour fixer l'ordre de grandeur) la pauvre LED câblée en parallèle ne peut plus s'allumer. En clair, si on veut afficher le chiffre "1", il faut laisser "libres" les segments B et C et court-circuiter tous les autres. Pour ce faire, il faut envoyer une tension de commande positive (ici +5 V) sur les entrées 1B, 4B, 5B, 6B, 7B et 8B du premier UNL2803 (U1) et ne rien envoyer (ou envoyer une tension de 0 V) sur les entrées 2B et 3B de ce même circuit. Côté consommation, faisons un rapide calcul, en supposant que les segments réclament une tension de 1,6 V pour un courant de 20 mA.
- si segment allumé : Ia = (5 - 1,6) / 200 = 17 mA
- si segment éteint : Ie = (5 - 0,2) / 200 = 24 mA
Dans les pires cas on a :
- tous segments allumés : Itotal = Ia * 8 = 136 mA
- tous segments éteints : Itotal = Ie * 8 = 192 mA
L'affichage des quatre digits étant multiplexé, chacun s'allume pendant 1/4 du temps. Ce qui veut dire que la consommation moyenne correspond à une valeur quatre fois moindre que celle indiquée ci-avant - pour un seul digit. On tourne donc globalement autour de 40 mA par digit.
Je me doute bien que cette méthode mérite 1000 fois d'être décriée. Pourtant elle vaut le coup d'être mentionnée, ça dérouille nos petites cellules grises.
Afficheur HP-5082-7414
Cet afficheur miniature comporte 4 digits (4 chiffres) dans un boîtier compatible DIL12 (2 rangées de 6 broches au pas de 2,54 mm).
La commande de chaque digit s'opère de façon traditionnelle via un des transistors inclus dans le second ULN2803 (U2). Ce second circuit "spécialisé" peut sans soucis être remplacé par quatre transistors classiques bipolaires basse puissance (genre BC238 ou 2N2222) ou petits transistors FET (style 2N7000). Notez qu'ici on a câblé en parallèle deux transistors pour chaque digit. Le ULN2803 en comporte huit, je ne voyais aps de raison d'en laisser quatre inutilisés.
Circuit imprimé
Non réalisé.Historique
05/06/2016- Première mise à disposition