Cara Memakai Display 7-Segmen: Menampilkan Angka dengan Arduino, Common Anode vs Common Cathode

Display 7-segmen adalah indikator sederhana yang terdiri dari tujuh LED berbentuk batang yang disusun seperti angka “8”, ditambah satu titik kecil. Jam digital, timer microwave, papan skor, dan pompa bensin semuanya memakainya. Harganya murah, sangat terang, dan mudah dibaca bahkan dari jauh. Di proyek Arduino, display ini adalah salah satu output klasik untuk membuat penghitung, dadu, stopwatch, dan jam.

Bagaimana cara kerja display 7-segmen?

Segmen-segmennya diberi nama dengan huruf: mulai dari a di atas lalu searah jarum jam ada b (kanan atas), c (kanan bawah), d (bawah), e (kiri bawah), dan f (kiri atas); batang tengah adalah g dan titiknya dp. Setiap segmen sebenarnya adalah LED terpisah, dan angka yang berbeda terbentuk tergantung segmen mana yang menyala. Untuk “1”, misalnya, hanya b dan c yang menyala, sedangkan “8” menyalakan ketujuhnya.

Common cathode atau common anode?

Sama seperti LED RGB, salah satu ujung setiap segmen disatukan di pin bersama. Pada display common cathode, pin bersama dihubungkan ke GND dan segmen menyala ketika diberi HIGH. Pada display common anode, pin bersama dihubungkan ke 5V dan segmen menyala ketika diberi LOW. Dari luar keduanya terlihat sama; untuk mengetahui jenis yang kamu punya, hubungkan pin bersama ke GND lalu sentuhkan pin segmen ke 5V melalui resistor 220 Ω. Kalau segmennya menyala, display-nya common cathode; kalau tidak, balik sambungannya dan coba lagi.

Pinout dan pengkabelan Arduino

Pada display satu digit 10 pin yang umum, pin diberi nomor berlawanan arah jarum jam mulai dari kiri bawah, dengan bagian depan display menghadap ke arahmu. Dua pin tengah (3 dan 8) adalah terminal bersama dan sudah terhubung di dalam. Tabel di bawah menunjukkan pin display sekaligus pin Arduino yang dipakai kode di tulisan ini:

Menghitung dari 0 sampai 9 dengan Arduino

Menyimpan daftar segmen yang dinyalakan setiap angka sebagai bit di dalam array membuat kodenya pendek. Pada contoh di bawah, bit paling kiri dari setiap byte adalah segmen a dan bit paling kanan adalah segmen g. Fungsi showDigit() membaca bit-bit ini satu per satu lalu menuliskannya ke pin; kalau kamu memakai display common anode, cukup ubah COMMON_ANODE menjadi true.

1const int SEG_PINS[7] = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8};   // a, b, c, d, e, f, g
2const bool COMMON_ANODE = false;                 // ortak anotsa true / true for common anode
3
4// her rakam için a–g segmentleri (1 = yanar) / a–g segments per digit (1 = on)
5const byte DIGITS[10] = {
6  0b1111110, // 0
7  0b0110000, // 1
8  0b1101101, // 2
9  0b1111001, // 3
10  0b0110011, // 4
11  0b1011011, // 5
12  0b1011111, // 6
13  0b1110000, // 7
14  0b1111111, // 8
15  0b1111011  // 9
16};
17
18void showDigit(int n) {
19  for (int i = 0; i < 7; i++) {
20    bool on = DIGITS[n] & (1 << (6 - i));       // a en soldaki bit / a is the leftmost bit
21    digitalWrite(SEG_PINS[i], COMMON_ANODE ? !on : on);
22  }
23}
24
25void setup() {
26  for (int i = 0; i < 7; i++) pinMode(SEG_PINS[i], OUTPUT);
27}
28
29void loop() {
30  for (int n = 0; n <= 9; n++) {
31    showDigit(n);
32    delay(1000);
33  }
34}

Display 4 digit dan multiplexing

Display empat digit tidak punya 32 pin segmen terpisah; display ini hanya punya 12 pin: 8 jalur segmen (a–g dan dp) yang dipakai bersama oleh setiap digit, dan 4 pin yang memilih digit mana yang menyala. Karena jalur segmennya dipakai bersama, kamu tidak bisa menampilkan angka yang berbeda di digit yang berbeda pada momen yang sama. Solusinya adalah multiplexing: kamu hanya menyalakan digit ke-1 selama beberapa milidetik, lalu digit ke-2, ke-3, dan ke-4. Ketika siklus ini berulang lebih cepat dari 50 kali per detik, mata melihat keempat digit menyala bersamaan. Daripada menulis pemindaian ini secara manual, jauh lebih mudah memakai library SevSeg:

1#include "SevSeg.h"
2
3SevSeg sevseg;
4
5void setup() {
6  byte digitPins[] = {2, 3, 4, 5};                    // hane seçme pinleri / digit select pins
7  byte segmentPins[] = {6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13};  // a, b, c, d, e, f, g, dp
8  sevseg.begin(COMMON_CATHODE, 4, digitPins, segmentPins, true);  // dirençler segmentlerde / resistors on segments
9  sevseg.setBrightness(90);
10}
11
12void loop() {
13  sevseg.setNumber(millis() / 1000);   // geçen saniye / elapsed seconds
14  sevseg.refreshDisplay();             // sürekli çağrılmalı / must be called continuously
15}

Modul TM1637: 4 digit hanya dengan 2 kabel

Kalau 12 kabel dan pemindaian terus-menerus terdengar merepotkan, modul TM1637 cocok untukmu. Chip driver-nya melakukan multiplexing sendiri; Arduino cukup memberi tahu angka yang harus ditampilkan lewat pin CLK dan DIO. Sebagian besar versinya juga punya titik dua (:) di tengah untuk membuat jam. Instal library TM1637 buatan Avishay Orpaz dari Library Manager; kode di bawah menampilkan menit dan detik dengan titik dua:

1#include <TM1637Display.h>
2
3TM1637Display display(2, 3);   // CLK, DIO
4
5void setup() {
6  display.setBrightness(5);    // 0–7
7}
8
9void loop() {
10  int minutes = (millis() / 60000) % 60;
11  int seconds = (millis() / 1000) % 60;
12  // ortadaki iki noktayla dakika:saniye / minutes:seconds with the colon
13  display.showNumberDecEx(minutes * 100 + seconds, 0b01000000, true);
14  delay(200);
15}

Display 7-segmen dengan ESP32 dan Raspberry Pi Pico

Kamu bisa menghubungkan display satu digit langsung ke ESP32 atau Pico; karena pinnya mengeluarkan 3,3 V, segmennya sedikit lebih redup, jadi pakai resistor yang lebih kecil seperti 100–150 Ω. Modul TM1637 juga bekerja di 3,3 V dan dipakai di ESP32 dengan library Arduino yang sama. Di Pico dengan MicroPython, cukup salin file tm1637.py (library buatan mcauser) ke Pico:

1import tm1637
2from machine import Pin
3import time
4
5tm = tm1637.TM1637(clk=Pin(16), dio=Pin(17))   # tm1637.py Pico'da olmalı / tm1637.py must be on the Pico
6tm.brightness(4)                               # 0–7
7
8count = 0
9while True:
10    tm.number(count)        # -999 … 9999
11    count += 1
12    time.sleep(1)

7-segmen, LCD, atau OLED?

Kalau kamu hanya perlu menampilkan angka dan keterbacaan dari jauh itu penting, display 7-segmen tidak tertandingi. Kalau kamu butuh teks, satuan, dan menu, lihat Cara Memakai Layar LCD I2C.

Ide proyek dengan display 7-segmen

• Dadu elektronik: tampilkan angka acak dari 1 sampai 6 ketika tombol ditekan.
• Penghitung dengan tombol: buat penghitung yang naik dengan satu tombol dan kembali ke nol dengan tombol lain.
• Jam digital: jam dengan TM1637 dan modul jam (RTC) yang tetap menyimpan waktu walaupun listrik padam.
• Hitung mundur: timer yang bisa diatur untuk permainan papan atau eksperimen.
• Penampil suhu: tampilkan suhu yang diukur dengan DHT11 dalam angka besar.
• Tes reaksi: tampilkan dalam milidetik seberapa cepat kamu menekan tombol setelah LED menyala.

Kesalahan umum dan cara mengatasinya

• Tidak ada segmen yang menyala sama sekali: pin bersama terpasang di tempat yang salah; mungkin kamu menghubungkan display common anode ke GND.
• Angkanya terlihat acak-acakan: pemetaan antara segmen dan pin Arduino salah; periksa dengan menyalakan setiap segmen satu per satu.
• Beberapa angka redup: hanya ada satu resistor di pin bersama; pakai resistor terpisah untuk setiap segmen.
• Hanya satu digit yang menyala atau berkedip di display 4 digit: ada delay() di loop(), atau pemindaian tidak terjadi cukup sering.
• Segmen yang seharusnya menyala malah mati dan sisanya menyala: common anode dan katoda tertukar; ubah COMMON_ANODE.
• Kehabisan pin: kurangi jumlah pin dengan modul TM1637, driver MAX7219, atau shift register 74HC595.

Mengetahui bahwa setiap segmen sebenarnya adalah LED adalah kunci untuk memahami display 7-segmen; untuk dasarnya, lihat Apa Itu LED? Di aplikasi BlueGrays kamu akan menemukan proyek menghitung 0–9, penghitung dengan tombol, dadu, jam digital 4 digit, dan animasi bom langkah demi langkah lengkap dengan skema rangkaian dan kode.