Nauka elektroniki z modułem ESP32, część 4. Wyświetlacze LED

Mike Tooley

Dodaj do źródeł

Kursy

Mikrokontrolery (MCV,μC)

27 października 2026

W ubiegłej części cyklu omawialiśmy przetworniki ADC i DAC modułu ESP32. Pokazaliśmy, jak odczytywać napięcia i jak podłączać czujniki analogowe. Przedstawiliśmy również aplikację „plotera szeregowego” służącą do obrazowania zmian napięcia w czasie. Ponadto wyjaśniliśmy zasadę modulacji szerokości impulsu (PWM) oraz sposób jej wykorzystania do wytwarzania (pseudo)analogowych napięć i przebiegów. Warsztaty programowania dotyczyły systemów liczbowych: dziesiętnego, dwójkowego, ósemkowego i szesnastkowego. Projekt praktyczny obejmował zaprojektowanie, wykonanie i zaprogramowanie prostego testera baterii 1,5 V.

Poprzednia część

Spis treści

Następna część Toc right icon

1. Nauka elektroniki z modułem ESP32, część 1. Pierwsze kroki 2. Nauka elektroniki z modułem ESP32, część 2. Wejścia i wyjścia cyfrowe 3. Nauka elektroniki z modułem ESP32, część 3. Wejścia i wyjścia analogowe 4. Nauka elektroniki z modułem ESP32, część 4. Wyświetlacze LED

Tematem niniejszej, czwartej części jest:

konfigurowanie i stosowanie wyświetlaczy LED – siedmiosegmentowych i matrycowych,
dołączenie czujnika ruchu,
wytwarzanie i użycie liczb losowych.

Wyświetlacze siedmiosegmentowe

Siedmiosegmentowe wyświetlacze LED stanowią prosty i tani sposób wyświetlania liczb oraz ograniczonego zestawu liter. Wyświetlacze te składają się z siedmiu (czasem ośmiu) pojedynczych diod LED rozmieszczonych jak na rysunku 4.1. Zauważmy, że segmenty są oznaczone literami zgodnie z ruchem wskazówek zegara, zaczynając od góry, a kończąc na segmencie środkowym. Każdy segment jest sterowany oddzielnie, co oznacza, że można zaświecić dowolną ich kombinację. Aby zaświecić segment, należy przepuścić przez niego niewielki prąd – zazwyczaj 5...15 mA. W niektórych wyświetlaczach występuje dodatkowo kropka dziesiętna (oznaczona „d.p.” lub „DP”).

Rysunek 4.1. Oznaczenia segmentów w typowym wyświetlaczu siedmiosegmentowym

Rysunek 4.2. Wyświetlanie cyfr szesnastkowych na wyświetlaczu siedmiosegmentowym

Wyświetlacze siedmiosegmentowe są szeroko dostępne w różnych rozmiarach. Mogą być ze wspólną katodą lub wspólną anodą, w zależności od tego, które wyprowadzenia diod LED segmentów są ze sobą połączone. Na przykład wyświetlacz z rysunku 4.3a jest typem ze wspólną katodą (ang. common-cathode). Ma dziewięć wyprowadzeń, z których osiem to anody poszczególnych segmentów (w tym kropki dziesiętnej), a wyprowadzenie dziewiąte jest wspólnym połączeniem wszystkich katod. Element z rysunku 4.3b jest podobny, ale anody i katody diod LED są zamienione miejscami. Jest to typ ze wspólną anodą (ang. common-anode). Istotną różnicą w stosowaniu obu tych rodzajów wyświetlaczy jest miejsce, do którego dołączamy połączenie wspólne. „Wspólna katoda” jest dołączana do ujemnej linii zasilania (zwykle jest to masa), natomiast „wspólna anoda” jest zawsze podłączana do dodatniej linii zasilania.

Rysunek 4.3. Wyświetlacze LED ze wspólną katodą (a) i wspólną anodą (b)

Sprawdź sam!

Aby podłączyć pojedynczy wyświetlacz siedmiosegmentowy do układu ESP32, potrzebnych będzie osiem połączeń (w przypadku korzystania z kropki dziesiętnej dojdzie jeszcze jedno). Rysunek 4.4 pokazuje, jak podłączyć wyświetlacz ze wspólną katodą. Siedem rezystorów szeregowych (R1...R7) o wartościach 330 Ω służy do ograniczenia prądu poszczególnych segmentów do kilku mA. Nie zapominajmy, że gdy wszystkie segmenty są zapalone, całkowite obciążenie prądowe układu ESP32 i źródła zasilania może przekroczyć wartość dopuszczalną. W przypadku urządzeń zasilanych bateryjnie może być konieczne ograniczenie prądów segmentów do wartości poniżej około 10 mA. W większości zastosowań o małym poborze mocy powinna się sprawdzać rezystancja szeregowa 330 Ω, zapewniając jednocześnie dostatecznie jasne wyświetlanie.