Utilizzo di un display 7 segmenti con Arduino

In questi giorni di vacanza provo a rilassarmi ravanando nella scatole di pezzi sparsi, nella scatola dove tengo ormai fermo da quasi un anno il mio vecchio Arduino.

Ravanando cosa mi trovo?

Delle resistenze, un po’ di fili, un display a 7 segmenti… Ok facciamo un misuratore di campi elettromagnetici, ma avanziamo per passi, prima proviamo ad usare il display.

Quindi il display è un TDSR3150, la disposizione dei pin è la seguente (tratto dal datasheet della VISHAY):

L’idea iniziale è di misurare il campo elettromagnetico e poi proporre in uscita un range di valore da 0 a 10, dove il dieci è rappresentato dall’accensione dei segmenti: “b”, “c” e “DP”.

Per ora tralascio il progetto del misurare il campo elettromagnetico dato che merita un pesante approfondimento su come progettare l’antenna 🙂 e passo direttamente all’uso del display in questione che può tornare utilie per altre applicazioni.

Per governare il display occore che uno dei PIN 3 o 8 sia collegato al “catodo”, quindi all’alimentazione +5v del nostro arduino, i restanti pin sono stati collegati alle uscite della scheda. Tali uscite sono state configurate tutte come  “digitali”.

Qui le funzioni definite per stampare i numeri:

/* ld7.h v1.0
 La funzione
 void writeDiplay(int) permette di rapresentare i seguenti numeri e simboli sul display:
 0 --> 0
 1 --> 1
 2 --> 2
 3 --> 3
 4 --> 4
 5 --> 5
 6 --> 6
 7 --> 7
 8 --> 8
 9 --> 9
 10 --> 1.

 Se in ingresso è fornito un valore <0 il dato visualizzato è 0, se è fornito
 un valore >10 il dato vizualizzato è 1.
*/

/* definizione dei pin di collegamento */
/* Il progetto usa un display a 7 segmenti con il seguente pinout:

     +------------+
 1---|            |---10
     |     a      |
 2---|   +---+    |---9
     |  f| g |b   |
 3---|   +---+    |---8
     |  e| d |c DP|
 4---|   +---+  * |---7
     |            |
 5---|            |---6
     +------------+

 1 g
 2 f
 3 A(C)
 4 e
 5 d
 6 DP
 7 c
 8 A(C)
 9 b
 10 a
 con la funzione void setPinDisplay(int pinDisplay, int pinArduino)
 è possibile abbinare i pin tra arduino e diplay
*/

/* definisco ON e OFF per rendere più facile la lettura dello stato led */
/* in quanto di mio diplay ha un collegamento al CATODO                 */
#define ON LOW
#define OFF HIGH

static unsigned short int LedPin1;
static unsigned short int LedPin2;
static unsigned short int LedPin3;
static unsigned short int LedPin4;
static unsigned short int LedPin5;
static unsigned short int LedPin6;
static unsigned short int LedPin7;
static unsigned short int LedPin8;
static unsigned short int LedPin9;
static unsigned short int LedPin10;

void LD_setPinDisplay(int pinDisplay, int pinArduino){
 if (pinDisplay == 1) LedPin1 = pinArduino;
 if (pinDisplay == 2) LedPin2 = pinArduino;
 if (pinDisplay == 3) LedPin3 = pinArduino;
 if (pinDisplay == 4) LedPin4 = pinArduino;
 if (pinDisplay == 5) LedPin5 = pinArduino;
 if (pinDisplay == 6) LedPin6 = pinArduino;
 if (pinDisplay == 7) LedPin7 = pinArduino;
 if (pinDisplay == 8) LedPin8 = pinArduino;
 if (pinDisplay == 9) LedPin9 = pinArduino;
 if (pinDisplay == 10) LedPin10 = pinArduino;
}

/* definizione delle funzioni di visualizzazione*/
void LD_writeDisplay(int numero){
 /* questa è solo una funzione di test */
 if (numero == 0){
 digitalWrite(LedPin1,OFF);
 digitalWrite(LedPin2,ON);
 digitalWrite(LedPin4,ON);
 digitalWrite(LedPin5,ON);
 digitalWrite(LedPin6,OFF);
 digitalWrite(LedPin7,ON);
 digitalWrite(LedPin9,ON);
 digitalWrite(LedPin10,ON);
 }
 if (numero == 1){
 digitalWrite(LedPin1,OFF);
 digitalWrite(LedPin2,OFF);
 digitalWrite(LedPin4,OFF);
 digitalWrite(LedPin5,OFF);
 digitalWrite(LedPin6,OFF);
 digitalWrite(LedPin7,ON);
 digitalWrite(LedPin9,ON);
 digitalWrite(LedPin10,OFF);
 }
 if (numero == 2){
 digitalWrite(LedPin1,ON);
 digitalWrite(LedPin2,OFF);
 digitalWrite(LedPin4,ON);
 digitalWrite(LedPin5,ON);
 digitalWrite(LedPin6,OFF);
 digitalWrite(LedPin7,OFF);
 digitalWrite(LedPin9,ON);
 digitalWrite(LedPin10,ON);
 }
 if (numero == 3){
 digitalWrite(LedPin1,ON);
 digitalWrite(LedPin2,OFF);
 digitalWrite(LedPin4,OFF);
 digitalWrite(LedPin5,ON);
 digitalWrite(LedPin6,OFF);
 digitalWrite(LedPin7,ON);
 digitalWrite(LedPin9,ON);
 digitalWrite(LedPin10,ON);
 }
 if (numero == 4){
 digitalWrite(LedPin1,ON);
 digitalWrite(LedPin2,ON);
 digitalWrite(LedPin4,OFF);
 digitalWrite(LedPin5,OFF);
 digitalWrite(LedPin6,OFF);
 digitalWrite(LedPin7,ON);
 digitalWrite(LedPin9,ON);
 digitalWrite(LedPin10,OFF);
 }
 if(numero == 5){
 digitalWrite(LedPin1,ON);
 digitalWrite(LedPin2,ON);
 digitalWrite(LedPin4,OFF);
 digitalWrite(LedPin5,ON);
 digitalWrite(LedPin6,OFF);
 digitalWrite(LedPin7,ON);
 digitalWrite(LedPin9,OFF);
 digitalWrite(LedPin10,ON);
 }
 if(numero == 6){
 digitalWrite(LedPin1,ON);
 digitalWrite(LedPin2,ON);
 digitalWrite(LedPin4,ON);
 digitalWrite(LedPin5,ON);
 digitalWrite(LedPin6,OFF);
 digitalWrite(LedPin7,ON);
 digitalWrite(LedPin9,OFF);
 digitalWrite(LedPin10,ON);
 }
 if(numero == 7){
 digitalWrite(LedPin1,OFF);
 digitalWrite(LedPin2,OFF);
 digitalWrite(LedPin4,OFF);
 digitalWrite(LedPin5,OFF);
 digitalWrite(LedPin6,OFF);
 digitalWrite(LedPin7,ON);
 digitalWrite(LedPin9,ON);
 digitalWrite(LedPin10,ON);
 }
 if(numero == 8){
 digitalWrite(LedPin1,ON);
 digitalWrite(LedPin2,ON);
 digitalWrite(LedPin4,ON);
 digitalWrite(LedPin5,ON);
 digitalWrite(LedPin6,OFF);
 digitalWrite(LedPin7,ON);
 digitalWrite(LedPin9,ON);
 digitalWrite(LedPin10,ON);
 }
 if(numero ==9){
 digitalWrite(LedPin1,ON);
 digitalWrite(LedPin2,ON);
 digitalWrite(LedPin4,OFF);
 digitalWrite(LedPin5,OFF);
 digitalWrite(LedPin6,OFF);
 digitalWrite(LedPin7,ON);
 digitalWrite(LedPin9,ON);
 digitalWrite(LedPin10,ON);
 }
 if (numero == 10){
 digitalWrite(LedPin1,OFF);
 digitalWrite(LedPin2,OFF);
 digitalWrite(LedPin4,OFF);
 digitalWrite(LedPin5,OFF);
 digitalWrite(LedPin6,ON);
 digitalWrite(LedPin7,ON);
 digitalWrite(LedPin9,ON);
 digitalWrite(LedPin10,OFF);
 }
}

void LD_resetDisplay(void){
 digitalWrite(LedPin1,OFF);
 digitalWrite(LedPin2,OFF);
 digitalWrite(LedPin4,OFF);
 digitalWrite(LedPin5,OFF);
 digitalWrite(LedPin6,OFF);
 digitalWrite(LedPin7,OFF);
 digitalWrite(LedPin9,OFF);
 digitalWrite(LedPin10,OFF);
}

void LD_setArduinoOutDisplay(void){
 pinMode(LedPin1,OUTPUT);
 pinMode(LedPin2,OUTPUT);
 pinMode(LedPin4,OUTPUT);
 pinMode(LedPin5,OUTPUT);
 pinMode(LedPin6,OUTPUT);
 pinMode(LedPin7,OUTPUT);
 pinMode(LedPin9,OUTPUT);
 pinMode(LedPin10,OUTPUT);
}

 

Qui il codice principale

/* 18/04/2014
 prima stesura della funzione che permette di visualizzare a display la scala da 0-9 e il lampeggio DP
 in fase di accensione

18/04/2014
 aggiunta la lettura dei valori dall'antenna

25/04/2014
 Codice organizzato in modo modulare e testato con code::blocks 12.11 per arduino
 */

#include <Arduino.h> /* Necessario se usate code::blocks come ambiente di sviluppo, diversamente rimuvere */
#include "ld7.h"

/* definizione PIN antenna

\/
 |
 |
 +--a0
 |
 R3M3K
 |
 GND
 */
#define analogIn A0
#define FQ 1/(50.) /* frequenza di campionamento pari al doppio della frequenza che mi interessa (50 Hz) */

void setup(){
 /*attivo la comunicazione seriale */
 Serial.begin(57600);

/* definizione PIN display 7 segmenti */
 LD_setPinDisplay(1,2);
 LD_setPinDisplay(2,3);
 LD_setPinDisplay(4,4);
 LD_setPinDisplay(5,5);
 LD_setPinDisplay(6,6);
 LD_setPinDisplay(7,7);
 LD_setPinDisplay(9,8);
 LD_setPinDisplay(10,9);

/*configurazione dei PIN */
 LD_setArduinoOutDisplay();

/* setto tutti i pin LOW affinche siano spenti */
 LD_resetDisplay();
}

int flag = 0;
void test(void){
 /* ciclo di test solo per verificare che i numeri siano
 rappresentati correttamente
 */
 for(int i=0;i<11;i++){
 LD_writeDisplay(i);
 delay(2000);
 }
}

int segnaleAntenna(void){
 /* definisco la sensibilità minima della conversione A/D */
 //const double c = 0.0048875855;
 return analogRead(analogIn);
}

void loop(void){
 unsigned long t;
 int valore;

if (flag ==0){
 test();
 LD_resetDisplay();
 flag=1;
 }
 //resetDisplay();
 t = millis();
 if(t%100 ==0){
 delay(1);
 valore = segnaleAntenna();
 Serial.print(valore);
 Serial.print(" ");
 Serial.println(analogRead(A1));
 }
 if(t%1000 == 0){
 valore = map(valore,0,100,0,10);
 LD_writeDisplay(valore);
 delay(1);
 }
}