Arduino dan 7-Segment

Setelah dapat menggunakan Arduino dan sensor LM35, saatnya kita bermain dengan display. Saya memilih untuk menggunakan LED 7-segment. Saya memilih menggunakan 7-segment karena 7-segment biasa digunakan ketika pertama kali belajar rangkaian elektronik. Langsung saja ya.

Penjelasan 7-segment

7-segment adalah display yang terdiri dari 7 LED untuk menampilkan angka maupun huruf. Biasanya 7-segment juga dilengkapi dengan sebuah LED titik di kanan bawah, sehingga dapat digunakan untuk menampilkan bilangan desimal. 

Gambar 1 - 7-segment

7-segment yang banyak ditemui dipasaran ada 2 jenis yaitu common cathode 7-segment dan common anode 7-segment. Perbedaannya adalah pada common cathode, semua katoda 7 LED yang terdapat pada 7-segment tersambung menjadi satu, sedangan pada common anode, tersambung pada anoda nya.

Gambar 2 - common cathode 7-segment dan common anode 7-segment

 Gambar 3 - rangkaian dalam LED 7-segment

Setelah mengetahui tentang 7-segment, sekarang saatnya melakukan percobaan.

Percobaan #1

Menampilkan Angka pada 1 Buah 7-segment dengan Menggunakan Arduino

Pada percobaan ini akan dihubugkan 1 buah 7-segment common anode dengan arduino. Bagian 7-segment yang dihubungkan semua LED nya kecuali titik yang terletak di kanan bawah. Setelah 7-segment terhubung dengan Arduino, akan dibuat program untuk menghitung mundur dari 9 ke 0 kemudian akan kedap kedip di angka 0, lalu kembali ke 9, hitung mundur ke 0, dan seterusnya

Alat dan komponen yang dibutuhkan:

1. board Arduino x1
2. kabel USB untuk power Arduino x1
3. common anode 7-segment x1
4. breadboard x1
5. resistor 1k ohm x 7
6. kabel (untuk jumper) secukupnya

Skema rangkaian dapat dilihat pada gambar 4.

Gambar 4 - skema rangkaian percobaan 1

Hasil akhir rangkaian yang saya buat dapat dilihat pada gambar 5.

Gambar 5 - Rangkaian yang sudah saya buat untuk percobaan 1

Setelah membuat rangkaian, selanjutnya saya menggunggah kode program ke dalam Arduino, kode program yang saya gunakan sebagai berikut

//Arduino pin: 2,3,4,5,6,7,8
//mendefinisikan seven segment yang nyala untuk menampilkan 
//angka tertentu
byte seven_seg_digits[10][7] = { { 0,0,0,0,0,0,1 },  // = 0
                                 { 1,1,0,0,1,1,1 },  // = 1
                                 { 0,0,1,0,0,1,0 },  // = 2
                                 { 1,0,0,0,0,1,0 },  // = 3
                                 { 1,1,0,0,1,0,0 },  // = 4
                                 { 1,0,0,1,0,0,0 },  // = 5
                                 { 0,0,0,1,0,0,0 },  // = 6
                                 { 1,1,0,0,0,1,1 },  // = 7
                                 { 0,0,0,0,0,0,0 },  // = 8
                                 { 1,0,0,0,0,0,0 }   // = 9
                                 };

void setup() {               
  //setting setiap pin sebagai OUTPUT
  pinMode(2, OUTPUT);  
  pinMode(3, OUTPUT);
  pinMode(4, OUTPUT);
  pinMode(5, OUTPUT);
  pinMode(6, OUTPUT);
  pinMode(7, OUTPUT);
  pinMode(8, OUTPUT);
}

void loop() {
  //lakukan looping untuk menampilkan angka 9 sampai ke 0
  for (byte count = 10; count > 0; --count) {
   delay(1000);
   sevenSegWrite(count - 1);
  }
  
  //membuat 7-segment kedap kedip ketika menunjukkan angka 0
  for(int i=0; i<4; i++){
    clear();
    delay(250);
    sevenSegWrite(0);
    delay(250);
  }
  clear();
}

//prosedur untuk menampilkan angka pada 7-segment   
void sevenSegWrite(byte digit) {
  byte pin = 2;
  for (byte segCount = 0; segCount < 7; ++segCount) {
    digitalWrite(pin, seven_seg_digits[digit][segCount]);
    pin++;
  }
}

//prosedur untuk mematikan semua LED pada 7-segment
void clear(){
  byte pin = 2;
  for (byte segCount = 0; segCount < 7; ++segCount) {
    digitalWrite(pin, HIGH);     
    pin++;
  }  
}

Setelah program dijalankan akan didapatkan hasil seperti pada gambar 6.

Gambar 6 - Arduino sudah dimasukkan kode program diatas dan dijalankan

Percobaan #2

Menampilkan Suhu yang dibaca dengan LM35 pada 4 Buah 7-segment dengan Menggunakan Arduino

Pada percobaan 2 akan digunakan 4 buah 7-segment untuk menampilkan hasil pengukuran dari LM35, dengan menggabungkan kode dari percobaan membuat rangkaian dengan LM35 sebelumnya dengan percobaan #1. Alat dan komponen yang dibutuhkan:

1. board Arduino x1
2. kabel USB untuk power Arduino x1
3. common anode 7-segment x4
4. breadboard x2
5. resistor 1k ohm x 11
6. transistor NPN x4
7. LM35 x1
8. kabel (untuk jumper) secukupnya

skema rangkaian dapat dilihat pada gambar 7.

 Gambar 7 - skema rangkaian percobaan 2

Hasil akhir rangkaian yang saya buat dapat dilihat pada gambar 8.

 Gambar 8 - Rangkaian yang sudah saya buat untuk percobaan 2

Setelah membuat rangkaian, selanjutnya saya menggunggah kode program ke dalam Arduino, kode program yang saya gunakan sebagai berikut

int LM35Pin = 0; //pin input sensor suhu LM35

//Arduino pin: 2,3,4,5,6,7,8
//mendefinisikan seven segment yang nyala untuk menampilkan 
//angka tertentu
byte numeral[10][7] = {  { 0,0,0,0,0,0,1 },  // = 0
                         { 1,1,0,0,1,1,1 },  // = 1
                         { 0,0,1,0,0,1,0 },  // = 2
                         { 1,0,0,0,0,1,0 },  // = 3
                         { 1,1,0,0,1,0,0 },  // = 4
                         { 1,0,0,1,0,0,0 },  // = 5
                         { 0,0,0,1,0,0,0 },  // = 6
                         { 1,1,0,0,0,1,1 },  // = 7
                         { 0,0,0,0,0,0,0 },  // = 8
                         { 1,0,0,0,0,0,0 }   // = 9
                         };            
                         
//mendefinisikan seven segment untuk menampilkan derajat                         
byte degree[] = {1,1,1,0,0,0,0};

//mendefinisikan seven segment untuk menampilkan derajat   
byte celcius[] = {0,0,1,1,0,0,1};

//Arduino pin: 2,3,4,5,6,7,8
const int segmentPins[] = {2,3,4,5,6,7,8};

//jumlah seven segment yang digunakan
const int nDigit = 4;

//pin untuk setiap seven segment
const int digitPins[nDigit] = {9,10,11,12};

//variabel untuk menyimpan suhu sementara
int currentTemp = readTemp();

void setup() {      
  //mendefinisikan pin untuk 7 LED pada seven segment  
  for(int i=0; i<7; i++){
    pinMode(segmentPins[i], OUTPUT);
  }
  
  //mendefinsikan pin untuk seven segment
  for(int i=0; i<nDigit; i++){
    pinMode(digitPins[i], OUTPUT);
  }
}

void loop(){
  int currentTemp = readTemp();
  int startTime = millis();
  int duration;
  
  //looping selama program berjalan < 1s
  while(duration < 1000){
    //menghitung waktu berjalannya program
    duration = millis() - startTime;
    
    //menampilkan suhu sekarang
    showNumber(currentTemp);
    
    //menampilkan satuan
    showUnit();
  }
}

int readTemp(){
  int value = analogRead(LM35Pin);  
  float millivolts = (value / 1024.0) * 5000;//konversi perhitungan dari input 
                                            //analog ke digital
  int celcius = millivolts / 10; //output sensor sebesar 10mV per derajat celsius
  
  return celcius;
}

//prosedur untuk menentukan seven segment mana yang menampilkan angka
void showNumber(int number){
  //kondisi apabila angka yang ingin ditampilkan = 0
  if(number == 0){
    showDigit(0, nDigit-3);
  }//kondisi lainnya
  else{
    for(int digit=nDigit-3; digit>=0; digit--){
      if(number>0){
        showDigit(number%10, digit);
        number=number/10;
      }
    }
  }
}

//prosedur untuk menampilkan angka pada seven segment
void showDigit(int number, int digit){
  digitalWrite(digitPins[digit], HIGH);
  for(int segment=0; segment<7; segment++){
    digitalWrite(segmentPins[segment], numeral[number][segment]);
  }
  delay(5);
  digitalWrite(digitPins[digit], LOW);
}

//prosedur untuk menampilkan satuan
void showUnit(){
  digitalWrite(digitPins[2], HIGH);
  for(int segment=0; segment<7; segment++){
    digitalWrite(segmentPins[segment], degree[segment]);
  }
  delay(5);
  digitalWrite(digitPins[2], LOW);
  
  digitalWrite(digitPins[3], HIGH);
  for(int segment=0; segment<7; segment++){
    digitalWrite(segmentPins[segment], celcius[segment]);
  }
  delay(5);
  digitalWrite(digitPins[3], LOW);
}

Setelah program dijalankan akan didapatkan hasil seperti pada gambar 9.

Gambar 9 - Arduino sudah dimasukkan kode program diatas dan dijalankan

Demikian postingan kali ini, semoga bermanfaat dan selamat mencoba!