Màn hình LED 7 đoạn: Lịch sử, ứng dụng và ưu nhược điểm

Màn hình LED 7 đoạn là một công cụ quan trọng trong việc hiển thị thông tin số trong thế giới công nghệ hiện đại. Với tính linh hoạt và cấu trúc đơn giản, nó đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều thiết bị hiển thị số như đồng hồ, bảng điện tử, các thiết bị đo lường và trong các ứng dụng đếm số, hiển thị kết quả và thông báo lỗi. Trong bài viết này, các bạn hãy cùng Hoàng Long LED tìm hiểu về lịch sử ra đời, các loại màn hình LED 7 đoạn, ứng dụng và ưu nhược điểm của nó.

Màn hình LED 7 đoạn là gì?

Màn hình LED 7 đoạn là một loại màn hình kỹ thuật số được sử dụng để hiển thị các số từ 0 đến 9 hoặc một số ký tự đơn giản (dấu phẩy, dấu thập phân). Giống như chính tên gọi của nó, LED 7 đoạn gồm 7 đoạn led riêng lẻ được sắp xếp theo kiểu số 8. Mỗi khi muốn hiển thị số hoặc ký tự nào đó, bộ điều khiển của đèn LED sẽ chỉ thị số lượng và vị trí LED sáng lên tạo ra số hoặc ký tự đó.

Điểm đặc biệt của màn hình LED loại này là tính linh hoạt và dễ dàng sử dụng. Với cấu trúc đơn giản, nó có thể được lập trình để hiển thị bất kỳ số hoặc ký tự nào, tùy thuộc vào yêu cầu của người dùng. Điều này làm cho nó trở thành một công cụ quan trọng trong việc hiển thị thông tin số trong các thiết bị và ứng dụng khác nhau.

Lịch sử ra đời của màn hình LED 7 đoạn

Màn hình LED 7 đoạn, hay còn gọi là màn hình 7 đoạn, là một thành tựu quan trọng trong lịch sử của công nghệ điện tử. Lịch sử ra đời của màn hình LED 7 đoạn bắt đầu từ những năm đầu của thập kỷ 1960 tại Mỹ. Trước khi có màn hình LED 7 đoạn, các thiết bị hiển thị số thông thường sử dụng các loại hiển thị khác như hiển thị đèn huỳnh quang hoặc hiển thị đèn neon.

Màn hình LED 7 đoạn được phát minh và phát triển bởi một nhóm kỹ sư tại công ty Fairchild Semiconductor, một công ty điện tử hàng đầu tại thời điểm đó. Động lực chính cho việc phát triển màn hình LED loại này là nhu cầu ngày càng tăng về một phương tiện hiển thị số tiện lợi, nhỏ gọn và tiết kiệm năng lượng cho các thiết bị điện tử tiêu dùng, đặc biệt là trong lĩnh vực điện tử tiêu dùng và công nghiệp.

Màn hình LED loại này ban đầu được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng như máy tính cá nhân, máy tính bảng, đồng hồ điện tử, và các thiết bị đo lường và điều khiển. Với khả năng hiển thị các con số từ 0 đến 9 cũng như một số ký tự đơn giản như A, B, C, D, E, F, chúng đã trở thành một công cụ quan trọng trong việc hiển thị thông tin số trong các thiết bị điện tử.

Với sự phát triển của công nghệ, màn hình LED 7 đoạn đã trải qua nhiều cải tiến về kích thước, độ sáng, màu sắc và tiêu thụ năng lượng. Ngày nay, màn hình LED 7 đoạn vẫn được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau, từ các thiết bị điện tử cầm tay đến các thiết bị công nghiệp và y tế.

Sự ra đời của màn hình LED 7 đoạn không chỉ đánh dấu một bước tiến quan trọng trong công nghệ hiển thị số mà còn là một phần quan trọng của sự phát triển toàn diện của ngành công nghiệp điện tử và công nghệ thông tin.

Các loại màn hình LED 7 đoạn

Hiện nay, có hai loại chính của màn hình LED 7 đoạn là Common Anode (CA) và Common Cathode (CC). Sự khác biệt giữa hai loại này nằm ở cách kết nối các chân của đèn LED.

Common Anode (CA)

Ở loại màn hình này, tất cả các chân của các đoạn đèn LED được nối với nhau và được gọi là chân anode. Điều này có nghĩa là khi điện áp dương được cấp cho chân anode, các đoạn đèn LED sẽ bắt đầu phát sáng. Các chân cathode của từng đoạn đèn LED sẽ được nối riêng biệt và được điều khiển bởi bộ điều khiển để tạo ra các chữ số hoặc ký tự mong muốn.

Do các chân anode của tất cả các đoạn đèn LED được nối với nhau, nên chỉ cần một nguồn điện dương duy nhất để cấp nguồn cho toàn bộ màn hình. Điều này giúp đơn giản hóa mạch điện và làm cho việc kết nối dễ dàng hơn. Tuy nhiên, nhược điểm của loại màn hình này là nó tiêu thụ nhiều điện năng hơn so với màn hình cathode chung.

Xem thêm Quảng cáo ngoài trời tương tác – Truyền cảm hứng, tạo kết nối

Dưới đây là một số ưu điểm và nhược điểm của màn hình anode chung:

Ưu điểm:

Đơn giản hóa mạch điện
Dễ dàng kết nối
Chỉ cần một nguồn điện dương duy nhất

Nhược điểm:

Tiêu thụ điện năng nhiều hơn so với màn hình cathode chung

Common Cathode (CC)

Trong loại màn hình này, tất cả các chân của các đoạn LED được kết nối với nhau và được gọi là chân cathode. Khi áp âm được cấp cho chân cathode, các đoạn LED sẽ bắt đầu phát sáng. Các chân anode của từng đoạn LED sẽ được kết nối riêng lẻ và được điều khiển bởi bộ điều khiển để tạo ra các số hoặc ký tự mong muốn.

Chân cathode chung là một điểm chung để các electron chảy vào, và các chân anode là các điểm riêng biệt để các electron chảy ra. Khi áp suất âm được đặt vào chân cathode, các electron bắt đầu di chuyển từ cathode đến các anode, tạo ra dòng điện và khiến các đoạn LED phát sáng. Các chân anode được điều khiển độc lập bởi bộ điều khiển, vì vậy các đoạn LED khác nhau có thể được bật hoặc tắt để tạo ra các số, ký tự hoặc hình ảnh mong muốn.

Màn hình LED với cathode chung thường được sử dụng trong các biển quảng cáo, bảng hiệu điện tử, đồng hồ kỹ thuật số và các thiết bị điện tử khác cần hiển thị thông tin hoặc ký tự. Loại màn hình này có ưu điểm là tiết kiệm năng lượng hơn so với loại màn hình anốt chung, vì chỉ cần một chân cathode cho tất cả các đoạn LED thay vì từng chân anode riêng biệt. Tuy nhiên, màn hình LED với cathode chung cũng có nhược điểm là độ sáng của các đoạn LED có thể không đồng đều, vì dòng điện phải đi qua nhiều đoạn LED để đến được cathode.

Màn hình LED 7 đoạn dùng để làm gì?

Màn hình LED 7 đoạn được sử dụng rộng rãi trong nhiều thiết bị hiển thị số và trong các ứng dụng đếm số, hiển thị kết quả và thông báo lỗi. Dưới đây là một số ví dụ về các thiết bị và ứng dụng sử dụng màn hình LED 7 đoạn:

Đồng hồ

Màn hình LED 7 đoạn là một loại màn hình hiển thị điện tử có bảy đoạn LED xếp thành hình dạng số tám. Các đoạn này được đánh số từ 0 đến 6, với đoạn 0 ở phía trên bên trái và đoạn 6 ở phía dưới bên phải. Khi có dòng điện chạy qua các đoạn này, chúng sẽ phát sáng để hiển thị các số hoặc ký tự.

Màn hình LED 7 đoạn được sử dụng rộng rãi trong nhiều loại đồng hồ, từ đồng hồ đeo tay đến đồng hồ bàn và đồng hồ điện tử. Loại màn hình này được ưa chuộng bởi tính linh hoạt, dễ đọc và khả năng hiển thị các số và ký tự một cách rõ ràng và dễ dàng.

Với thiết kế nhỏ gọn và khả năng hiển thị các số và ký tự với nhiều kích thước khác nhau, màn hình LED 7 đoạn có thể dễ dàng tích hợp vào các thiết bị điện tử khác nhau. Màn hình LED 7 đoạn cũng rất tiết kiệm điện năng, hoạt động bền bỉ và có tuổi thọ cao, giúp cho nó trở thành một lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi độ bền và độ chính xác cao.

Ngoài ra, màn hình LED 7 đoạn còn được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác như:

Các bảng hiển thị số liệu trong các thiết bị đo lường, chẳng hạn như đồng hồ đo điện, đồng hồ đo áp suất, đồng hồ đo nhiệt độ, v.v.
Các bảng hiển thị thông báo và chỉ dẫn trong các thiết bị công nghiệp, chẳng hạn như máy móc, robot, băng chuyền, v.v.
Các bảng hiển thị thông tin trong các hệ thống thông tin công cộng, chẳng hạn như bảng thông báo điện tử, bảng giờ tàu xe, bảng kết quả bóng đá, v.v.
Các bảng hiển thị quảng cáo và giải trí, chẳng hạn như bảng quảng cáo điện tử, bảng hiệu đèn LED, màn hình sân khấu, v.v.

Bảng điện tử

Màn hình LED 7 đoạn là một loại màn hình điện tử hiển thị các số và ký tự rõ ràng và dễ dàng đọc được từ xa. Màn hình LED loại này được tạo thành từ bảy đoạn LED riêng biệt, được sắp xếp theo hình dạng số 8. Khi một đoạn LED được bật sáng, nó sẽ phát ra ánh sáng, giúp hiển thị các số và ký tự. Màn hình LED 7 đoạn thường được sử dụng trong các sân vận động, nơi công cộng, bảng đồng hồ điện tử, bảng hiển thị kết quả, bảng thông báo, bảng giá, đồng hồ, máy tính, thiết bị đo lường, máy chơi game, và nhiều thiết bị điện tử khác.

Xem thêm Tìm hiểu về màn hình LCD chân đứng 50 inch

Màn hình LED 7 đoạn có nhiều ưu điểm so với các loại màn hình khác. Đầu tiên, màn hình LED 7 đoạn rất sáng và dễ nhìn, ngay cả trong điều kiện ánh sáng yếu. Thứ hai, nó có tuổi thọ cao và có thể hoạt động liên tục trong nhiều năm. Thứ ba, màn hình LED loại này rất nhỏ gọn và nhẹ, dễ dàng lắp đặt và sử dụng. Thứ tư, màn hình LED loại này rất tiết kiệm điện, giúp giảm chi phí sử dụng.

Nhờ những ưu điểm trên, chúng đã trở thành một loại màn hình điện tử phổ biến và được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

Thiết bị đo lường

Màn hình LED 7 đoạn là một loại màn hình hiển thị kỹ thuật số thường được sử dụng trong các thiết bị điện tử như đồng hồ, máy tính, máy tính tiền và các thiết bị đo lường. Màn hình này bao gồm bảy đoạn LED (điốt phát sáng) riêng biệt, được sắp xếp theo hình dạng số tám để hiển thị các chữ số từ 0 đến 9.

Màn hình LED 7 đoạn được sử dụng trong các thiết bị đo lường như nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, v.v. vì nó có một số ưu điểm so với các loại màn hình khác.

Đầu tiên, rất dễ đọc và hiểu. Các con số được hiển thị rõ ràng và chính xác, giúp người dùng dễ dàng đọc và hiểu thông tin.
Thứ hai, rất bền và có tuổi thọ cao. Các bóng đèn LED có thể hoạt động liên tục trong nhiều năm mà không bị hỏng hóc.
Thứ ba, rất tiết kiệm điện. Các bóng đèn LED chỉ tiêu thụ một lượng điện năng rất nhỏ, giúp tiết kiệm chi phí sử dụng.
Thứ tư, rất nhỏ gọn và nhẹ. Điều này giúp cho nó có thể được sử dụng trong các thiết bị có không gian hạn chế.

Nhờ những ưu điểm này, màn hình LED loại này được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị đo lường. Nó giúp cho việc đọc và hiểu thông tin số trở nên dễ dàng và chính xác hơn, đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng và độ chính xác của các phép đo.

Ứng dụng đếm số

Màn hình LED 7 đoạn (7-segment LED display) là một dạng màn hình hiển thị điện tử sử dụng bảy bóng đèn LED (đèn phát sáng nhỏ) được sắp xếp theo dạng chữ số. Mỗi bóng đèn LED được gắn trên một đoạn riêng biệt của màn hình, tạo thành các phần riêng biệt của chữ số. Khi các bóng đèn LED được bật hoặc tắt theo các tổ hợp khác nhau, chúng sẽ tạo ra hình dạng của các chữ số từ 0 đến 9.

Đây là một thành phần rất phổ biến trong các ứng dụng hiển thị số, do tính đơn giản và dễ sử dụng của chúng. Chúng thường được sử dụng trong các thiết bị điện tử như máy tính, đồng hồ, máy tính tiền, máy đếm tiền hay các thiết bị đếm sản phẩm trong công nghiệp.

Thông báo lỗi

Màn hình LED 7 đoạn không chỉ được sử dụng để hiển thị thời gian, ngày tháng mà còn được sử dụng để hiển thị thông báo lỗi trong các thiết bị điện tử. Khi có lỗi xảy ra, chúng sẽ hiển thị mã lỗi tương ứng, giúp người dùng có thể xác định được chính xác vấn đề đang gặp phải và có biện pháp khắc phục phù hợp.

Ví dụ, trong một số thiết bị điện tử như máy giặt, máy sấy quần áo, máy rửa chén bát,… khi xảy ra lỗi, màn hình sẽ hiển thị một mã lỗi cụ thể. Mỗi mã lỗi sẽ tương ứng với một vấn đề riêng biệt, chẳng hạn như: lỗi nguồn điện, lỗi đường ống nước, lỗi cảm biến, lỗi động cơ, lỗi chương trình,…

Khi thấy màn hình LED hiển thị mã lỗi, người dùng có thể sử dụng sách hướng dẫn sử dụng của thiết bị để tra cứu ý nghĩa của mã lỗi đó. Sau khi biết được lỗi mà thiết bị đang gặp phải, người dùng có thể tự khắc phục lỗi nếu đó là lỗi đơn giản hoặc liên hệ với trung tâm bảo hành để được hỗ trợ nếu đó là lỗi phức tạp.

Nhờ có màn hình LED 7 đoạn hiển thị thông báo lỗi, người dùng có thể dễ dàng biết được tình trạng hoạt động của thiết bị điện tử, từ đó có thể xử lý kịp thời khi có lỗi xảy ra. Điều này giúp kéo dài tuổi thọ của thiết bị và tránh được những thiệt hại không đáng có.

Ưu điểm, nhược điểm của màn hình LED 7 đoạn

Ưu điểm

Cấu trúc đơn giản và dễ sử dụng: Màn hình LED sử dụng một cấu trúc đơn giản, dễ lắp đặt và sử dụng. Các tấm nền màn hình được kết nối với nhau thông qua các dây dẫn, cho phép dễ dàng tạo ra các màn hình có kích thước lớn hoặc nhỏ tùy theo nhu cầu.
Tính linh hoạt cao, có thể hiển thị bất kỳ số hoặc ký tự nào: Màn hình LED có thể hiển thị bất kỳ số hoặc ký tự nào, bao gồm chữ cái, số, biểu tượng và hình ảnh. Điều này làm cho chúng trở nên lý tưởng cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau, chẳng hạn như biển hiệu quảng cáo, bảng thông báo hoặc hệ thống hiển thị thông tin.
Tuổi thọ cao và tiêu thụ năng lượng thấp: Màn hình LED có tuổi thọ cao, thường có thể hoạt động liên tục trong hàng chục nghìn giờ. Chúng cũng tiêu thụ năng lượng thấp, giúp tiết kiệm chi phí vận hành và bảo trì.
Giá thành rẻ hơn so với các loại màn hình khác: Màn hình LED có giá thành rẻ hơn so với các loại màn hình khác, chẳng hạn như màn hình LCD hoặc màn hình plasma. Điều này làm cho chúng trở nên phù hợp với nhiều ứng dụng, đặc biệt là những ứng dụng có ngân sách hạn chế.

Xem thêm Hoàng Long LED thiết kế, thi công hệ thống màn hình LED P5 ngoài trời tại Quận Thanh Xuân

Nhược điểm

Khả năng hiển thị hạn chế: Đoạn LED chỉ có thể hiển thị các ký tự và số đơn giản, không thể hiển thị các biểu tượng hoặc hình ảnh phức tạp. Điều này hạn chế khả năng truyền tải thông tin của đoạn LED, đặc biệt là khi cần hiển thị các thông tin đa dạng và phức tạp.
Không thể hiển thị nhiều thông tin cùng một lúc: Đoạn LED chỉ có thể hiển thị một số lượng ký tự hạn chế cùng một lúc, thường là từ một đến bốn ký tự. Do đó, để hiển thị nhiều thông tin hơn, đoạn LED cần phải cuộn chữ hoặc lặp lại thông tin nhiều lần, gây khó chịu cho người dùng.
Không thể điều chỉnh độ sáng của các đoạn LED riêng lẻ:Đoạn LED thường được chiếu sáng bằng một nguồn sáng duy nhất, do đó không thể điều chỉnh độ sáng của các đoạn LED riêng lẻ. Điều này có thể gây khó khăn khi sử dụng đoạn LED trong môi trường có nhiều mức độ ánh sáng khác nhau, chẳng hạn như ngoài trời nắng hoặc trong nhà tối.

Nguyên lý hoạt động của màn hình LED 7 đoạn

Nguyên lý hoạt động của màn hình LED 7 đoạn

Màn hình LED 7 đoạn là một loại màn hình hiển thị thường được sử dụng trong các thiết bị điện tử như đồng hồ, máy tính, máy đo, v.v. để hiển thị các thông tin, dữ liệu hoặc trạng thái hoạt động của thiết bị. Màn hình LED 7 đoạn hoạt động dựa trên nguyên lý phát sáng của các điốt phát quang (LED).

Mỗi màn hình LED 7 đoạn thường bao gồm 7 bóng LED được sắp xếp thành 8 đoạn. Bảy bóng LED này được đánh số từ 0 đến 6, tương ứng với các đoạn a, b, c, d, e, f và g. Khi một bóng LED được cấp điện, nó sẽ phát sáng và tạo ra một đoạn sáng trên màn hình. Khi tất cả các bóng LED được cấp điện đồng thời, chúng sẽ tạo nên một số hoặc ký tự trên màn hình.

Ví dụ: Để hiển thị số 1, chỉ cần cấp điện cho các bóng LED ở các đoạn b và c. Để hiển thị số 2, cần cấp điện cho các bóng LED ở các đoạn a, b, d, e và g. Tương tự như vậy, để hiển thị các ký tự khác, các bóng LED sẽ được cấp điện ở các đoạn khác nhau để tạo nên ký tự mong muốn.

Màn hình LED loại này có nhiều ưu điểm như: sáng, rõ ràng, tuổi thọ cao, tiết kiệm điện năng, có thể hiển thị các thông tin, dữ liệu hoặc trạng thái hoạt động của thiết bị một cách trực quan và dễ hiểu. Tuy nhiên, màn hình LED loại này cũng có một số nhược điểm như: kích thước lớn, giá thành cao và tỏa nhiệt nhiều khi hoạt động lâu dài.

Ngoài màn hình LED 7 đoạn, còn có nhiều loại màn hình LED khác được sử dụng trong các thiết bị điện tử, chẳng hạn như màn hình LED ma trận, màn hình LED full color, v.v. Mỗi loại màn hình LED có những đặc điểm, ưu điểm và nhược điểm riêng, tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng và mục đích của thiết bị để lựa chọn loại màn hình LED phù hợp.

Màn hình LED 7 đoạn là một công cụ quan trọng trong việc hiển thị thông tin số trong thế giới công nghệ hiện đại. Với tính linh hoạt và cấu trúc đơn giản, nó đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều thiết bị và ứng dụng khác nhau. Tuy nhiên, nó cũng có nhược điểm như khả năng hiển thị giới hạn và không thể điều chỉnh độ sáng của các đoạn LED riêng lẻ. Hy vọng qua bài viết này, bạn đã hiểu thêm về màn hình LED 7 đoạn và vai trò quan trọng của nó trong cuộc sống hàng ngày.