7 Segment Display Kullanımı: Arduino ile Sayı Gösterme, Ortak Anot ve Katot

7 segment display, "8" rakamı şeklinde dizilmiş yedi çubuk LED'den ve küçük bir noktadan oluşan basit bir göstergedir. Dijital saatler, mikrodalga fırın zamanlayıcıları, skor tabelaları ve akaryakıt pompaları hep bu göstergeyi kullanır. Ucuzdur, çok parlaktır ve uzaktan bile rahat okunur. Arduino projelerinde sayaç, zar, kronometre ve saat yapmak için en klasik çıkış elemanlarından biridir.

7 segment display nasıl çalışır?

Segmentler harflerle adlandırılır: en üstteki a'dan başlayıp saat yönünde b (sağ üst), c (sağ alt), d (alt), e (sol alt), f (sol üst) gelir; ortadaki çubuk g, nokta ise dp'dir. Her segment aslında ayrı bir LED'dir ve hangilerinin yandığına göre farklı rakamlar oluşur. Örneğin "1" için yalnızca b ve c yanar, "8" için ise yedisi birden.

Ortak katot mu, ortak anot mu?

Tıpkı RGB LED'de olduğu gibi segmentlerin bir ucu ortak bir pinde birleşir. Ortak katotlu display'de ortak pin GND'ye bağlanır ve bir segment HIGH verilince yanar. Ortak anotlu display'de ortak pin 5V'a bağlanır ve segment LOW verilince yanar. İkisi dışarıdan aynı görünür; hangisine sahip olduğunu ortak pini GND'ye bağlayıp bir segment pinini 220 Ω'luk dirençle 5V'a dokundurarak anlayabilirsin. Segment yanıyorsa ortak katottur, yanmıyorsa bağlantıyı ters çevirip tekrar dene.

Pin dizilimi ve Arduino bağlantısı

Yaygın 10 pinli tek haneli display'lerde pinler, display önü sana bakarken sol alttan başlayarak saat yönünün tersine numaralanır. Ortadaki iki pin (3 ve 8) ortak uçtur ve içeride birbirine bağlıdır. Aşağıdaki tablo hem display pinlerini hem de bu yazıdaki kodun kullandığı Arduino pinlerini gösterir:

Arduino ile 0'dan 9'a saymak

Her rakamın hangi segmentleri yakacağını bir dizi içinde bitlerle saklamak kodu kısaltır. Aşağıdaki örnekte her baytın en soldaki biti a, en sağdaki biti g segmentidir. showDigit() fonksiyonu bu bitleri tek tek okuyup pinlere yazar; ortak anot bir display kullanıyorsan COMMON_ANODE değerini true yapman yeterlidir.

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}

4 haneli display ve çoklama (multiplexing)

Dört haneli display'de dört hane için 32 ayrı segment pini yerine yalnızca 12 pin bulunur: 8 segment hattı (a–g ve dp) bütün hanelerde ortaktır, 4 pin ise hangi hanenin yanacağını seçer. Segment hatları ortak olduğu için aynı anda farklı hanelerde farklı rakamlar yakamazsın. Çözüm çoklamadır: önce yalnızca 1. haneyi birkaç milisaniye yakarsın, sonra 2.'yi, 3.'yü ve 4.'yü. Bu döngü saniyede 50 kereden hızlı tekrarlandığında göz dört haneyi aynı anda yanıyormuş gibi görür. Bu taramayı elle yazmak yerine SevSeg kütüphanesini kullanmak çok daha kolaydır:

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}

TM1637 modülü: 4 hane, yalnızca 2 kablo

12 kablo ve sürekli tarama zahmetli geliyorsa TM1637 modülü tam sana göre. Üzerindeki sürücü yonga çoklamayı kendisi yapar; Arduino yalnızca CLK ve DIO pinleriyle hangi sayının gösterileceğini söyler. Çoğu modelde saat yapmak için ortada iki nokta (:) da bulunur. Kütüphane Yöneticisi'nden Avishay Orpaz'ın TM1637 kütüphanesini kur; aşağıdaki kod dakika ve saniyeyi iki noktayla birlikte gösterir:

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}

ESP32 ve Raspberry Pi Pico ile 7 segment

Tek haneli bir display'i ESP32 ya da Pico'ya doğrudan bağlayabilirsin; pinler 3,3 V verdiği için segmentler biraz daha sönük yanar, bu yüzden 100–150 Ω gibi daha küçük dirençler kullan. TM1637 modülü 3,3 V ile de çalışır ve ESP32'de aynı Arduino kütüphanesiyle kullanılır. Pico'da MicroPython için tm1637.py dosyasını (mcauser'ın kütüphanesi) Pico'ya kopyalaman yeterlidir:

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 segment mi, LCD mi, OLED mi?

Yalnızca sayı göstereceksen ve uzaktan okunması önemliyse 7 segment rakipsizdir. Metin, birim ve menü gerekiyorsa I2C LCD Ekran Kullanımı yazısına göz at.

7 segment display ile proje fikirleri

• Elektronik zar: Butona basınca 1–6 arası rastgele bir sayı göster.
• Butonlu sayaç: Bir butonla artan, diğeriyle sıfırlanan bir sayaç yap.
• Dijital saat: TM1637 ve bir RTC saat modülüyle elektrik kesilse de saati kaybetmeyen bir saat.
• Geri sayım: Masa oyunları ya da deneyler için ayarlanabilir bir zamanlayıcı.
• Sıcaklık göstergesi: DHT11 ile ölçülen sıcaklığı büyük rakamlarla göster.
• Reaksiyon testi: LED yandıktan sonra butona ne kadar hızlı bastığını milisaniye olarak göster.

Sık yapılan hatalar ve çözümleri

• Hiçbir segment yanmıyor: Ortak pin yanlış yerde; ortak anotlu bir display'i GND'ye bağlamış olabilirsin.
• Rakamlar bozuk görünüyor: Segment ile Arduino pini eşlemesi hatalı; her segmenti tek tek yakarak kontrol et.
• Bazı rakamlar sönük: Tek direnç ortak pine takılmış; her segmente ayrı direnç kullan.
• 4 hanede yalnızca bir hane yanıyor ya da titriyor: loop() içinde delay() var ya da tarama yeterince sık yapılmıyor.
• Yanması gerekenler sönük, diğerleri yanık: Ortak anot ve katot karışmış; COMMON_ANODE değerini değiştir.
• Pin yetmiyor: TM1637 modülü, MAX7219 sürücü ya da 74HC595 kaydırma yazmacıyla pin sayısını azalt.

Her segmentin aslında bir LED olduğunu bilmek, 7 segment display'i anlamanın anahtarıdır; temeller için LED Nedir? yazısına göz at. BlueGrays uygulamasında 0–9 sayma, butonlu sayaç, zar, 4 haneli dijital saat ve bomba animasyonu projelerini devre şemaları ve kodlarıyla adım adım bulabilirsin.