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LICENCIATURA EM ENGENHARIA ELÉCTRICA 3 o ANO 6 o SEMESTRE TURMA: E31 ELECTRÓNICA DIGITAL MOSTRADORES DE 7 SEGMENTOS Estudante: Docente: Manuel Ndambindua Fernando Machava Eng o . Igídio Mutemba Songo, Julho de 2019 Mostrador digital de sete segmentos Índice 1. Introdução ........................................................................................................................... 3 2. Objectivos ........................................................................................................................... 4 2.1. Objectivo Geral ........................................................................................................... 4 2.2. Objectivos Específicos ................................................................................................ 4 3. Metodologia de Investigação .............................................................................................. 4 4. Mostrador Digital ............................................................................................................... 5 4.1. Mostrador digital de sete (7) segmentos ..................................................................... 5 4.2. Conceitos relacionados à constituição e funcionamento de mostradores digitais ....... 5 4.3. Constituição e Funcionamento .................................................................................... 6 4.4. Classificação dos mostradores quanto a forma de conexão ........................................ 7 4.5. Controlo e condições características para o funcionamento de Mostradores LED de 7 dígitos .................................................................................................................................. 8 5. Conclusão ......................................................................................................................... 10 6. Bibliografia ....................................................................................................................... 11 Mostrador digital de sete segmentos 3 1. Introdução O presente trabalho fala sobre Mostradores (Display) de sete (7) segmentos. Ao longo do seu desenvolvimento constam subtemas como: Conceitos fundamentais relacionados à constituição e funcionamento de Mostradores de sete segmentos, constituição e princípio de funcionamento, Controlo e condições características para o funcionamento de mostradores entre outros, visando deixar ficar uma sólida e confiável base sobre os mostradores digitais mais concretamente do tipo LED de sete segmentos. Mostrador digital de sete segmentos 4 2. Objectivos 2.1. Objectivo Geral Falar dos mostradores digitais de 7 segmentos 2.2. Objectivos Específicos Apresentar o conceito mostrador digital de 7 segmentos Descrever a constituição e o princípio de funcionamento de mostradores digitais de sete segmentos Apresentar os tipos de mostrador de 7 segmentos 3. Metodologia de Investigação A elaboração do presente trabalho foi baseada em pesquisas científico-didácticas, consultando artigos electrónicos e trabalhos dos anos anteriores no âmbito desta disciplina. Mostrador digital de sete segmentos 5 4. Mostrador Digital 4.1.Mostrador digital de sete (7) segmentos Mostrador (em inglês Display) digital é um dispositivo usado em electrónica como forma de exibir uma informação alfanumérica sobre as operações internas de um dispositivo, de tal maneira que possa ser facilmente compreendida pelo usuário. Os mostradores digitais são muito utilizados nos mais variados equipamentos, de áreas como por exemplo, domótica, instrumentação e automação. Estes surgiram como uma alternativa aos displays de matriz de pontos, que são mais complexos e dispendiosos. A figura 1 ilustra um modelo de mostrador digital de sete segmentos. 4.2. Conceitos relacionados à constituição e funcionamento de mostradores digitais LED (Light Emitting Diode) é um componente electrónico semicondutor (díodo), que tem a propriedade de transformar energia eléctrica em luz, em estado sólido. Código BCD é um código decimal codificado em binário Descodificador: Um dispositivo electrónico muito usado com os mostradores de 7 segmentos é o descodificador BCD-7segmentos. O descodificador tem a função de interpretar um código (BCD) e gerar os sinais para ligar o dígito correspondente a este código no mostrador de 7 segmentos. Figure 1: Exemplo de um modelo de mostrador digital de sete dígitos. Fonte: [1] Mostrador digital de sete segmentos 6 4.3.Constituição e Funcionamento O mostrador de sete segmentos é formado com sete LEDs, posicionados de modo a possibilitar a formação de números decimais. A figura 2 representa uma unidade do display genérica. Os segmentos são nomeados de a a g, em sentido horário, a partir do segmento superior do componente. Cada segmento corresponde a um LED que pode ser aceso individualmente Os sete segmentos são dispostos num rectângulo com dois segmentos verticais em cada lado e um segmento horizontal em cima e em baixo. Em acréscimo, o sétimo segmento bissecta o rectângulo horizontalmente. Figura 2: Constituição de um mostrador de sete dígitos. Fonte: [1] Funcionamento: para formar um dígito é necessário ligar os díodos (LED) dos segmentos correspondentes. Quando se necessita de acender o número, 0 por exemplo, ligam-se os LEDs correspondentes ao dígito 0, os segmentos a, b, c, d, e, f. Na tabela da Figura 3 ilustra-se a sequência para a formação dos números. Figure 3: sequência para a formação dos números. Fonte: [2] https://pt.wikipedia.org/wiki/Ret%C3%A2ngulo Mostrador digital de sete segmentos 7 4.4.Classificação dos mostradores quanto a forma de conexão Existem dois tipos de mostradores de sete segmentos, classificados de acordo com a forma como são conectados: Cátodo comum e Ânodo comum. Em um display de Cátodo Comum os cátodos de todos os LEDs (segmentos) são conectados juntos ao terra. Ele é acionado por nível lógico alto em cada segmento Um display de Ânodo Comum possui os ânodos de todos os segmentos conectados juntos em +V (tensão ânodo comum), sendo accionados por nível lógico 0 em cada segmento. Na Figura 4(a) o arranjo tipo ânodo comum requer que o circuito de acionamento proporcione uma tensão de nível BAIXO para ativar um dado segmento. Quando um nível BAIXO é aplicado na entrada de um segmento, o LED é ligado, pois existe uma corrente através dele. Na Figura 4(b) o arranjo tipo cátodo comum requer que o aciona dor proporcione uma tensão de nível ALTO para ativar um segmento. Quando um nível ALTO é aplicado na entrada de um segmento, o LED é ligado, pois existe uma corrente através dele. Figura 4: (a) Arranjo Ânodo comum; (b) Arranjo Cátodo comum. Fonte: [3] Displays de LCD Um outro tipo comum de display de 7 segmentos é o display de cristal líquido (LCD – liquid crystal display). Os LCDs operam por polarização da luz de forma que um segmento desativado reflete a luz incidente mostrando-se invisívelem relação ao fundo (plano posterior que reflete a luz de volta). Um segmento ativo não reflecte a luz incidente mostrando-se Mostrador digital de sete segmentos 8 escuro. Os LCDs consomem muito menos potência que os LEDs porém não podem ser vistos no escuro, enquanto os displays de LEDs podem ser vistos. 4.5.Controlo e condições características para o funcionamento de Mostradores LED de 7 dígitos Estes mostradores podem ser controlados utilizando-se os descodificadores, como mostrado nas Figuras 5 (a) e (b). Figure 5: (a) digrama em bloco de controlo de um display de 7 dígitos; b (digrama multifilar da alimentação do circuito de controlo de um display de 7 segmentos). Fonte (a): [3]; Fonte (b): [4] No âmbito das condições característicaspara o funcionamento de um display LED de 7 dígitos é importante salientar que cada segmento, por ser um LED individual, necessita de uma corrente entre 10 e 20mA para acender, e dessa forma, deve-se dimensionar corretamente o circuito que irá alimentar o display, para que os segmentos sejam alimentados com corrente elétrica suficiente para seu acionamento. [1] A alimentação pode ser na faixa de 5 a 15 V e neste caso estamos alimentando com 6V. [4] Mostrador digital de sete segmentos 9 O accionamento de um display de 7 segmentos pode ser utilizando componentes discretos, circuitos integrados lógicos ou um microcontrolador. 4.6.Modelos mais comuns Na tabela a seguir, são listados os códigos de alguns modelos de mostradores de 7 segmentos LEDs muito conhecidos, encontrados com relativa facilidade no mercado: Código Descrição PHD500 Mostrador de cátodo comum, cor vermelha PHD507 Mostrador de ânodo comum, cor vermelha PHD560 Cátodo comum, cor vermelha de alta intensidade PHD567 Ânodo comum, cor vermelha de alta intensidade Tabela 1: modelo de mais comuns de mostradores 4.7. Vantagens dos mostrador s de 7 segmentos Fácil configuração; Simplicidade de funcionamento; Baixo custo e simplicidade constitutiva comparativamente aos outros mostrador s como o de matriz de pontos e o LCD; A disposição dos segmentos, os tamanhos dos mostradores a disposição e numeração dos pinos é na sua maioria padronizada, permitindo assim que se utilize mostradores de múltiplos fabricantes, sem prejuízos. 4.8. Desvantagens dos mostrador s de 7 segmentos Limitação em ilustrar grande parte das letras do alfabeto; Necessidade de limitar a corrente do circuito por meio de resistências postas em cada segmento Mostrador digital de sete segmentos 10 5. Conclusão Realizado o trabalho é certo concluir que os mostradores de sete segmentos constituem um notável avanço tecnológico, que traz consigo numeráveis benefícios no âmbito industrial quanto domestico aquando da necessidade da interacção homem-maquina. Mostrador digital de sete segmentos 11 6. Bibliografia [3] FLOYD, Thomas L. Sistemas digitais: fundamentos e aplicações. Trd. Do NASCIMENTO, José Lucimar. 9 ed. Porto Alegre: Bookman, 2007. [4] Contador_de_um_digito_com_4026.pdf disponível em https://files.comunidades.net/mutcom/ acessado em 30 de Julho de 2019 as 9h: 49minutos https://files.comunidades.net/mutcom/
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