TM1637 4자리 7세그먼트 디스플레이 마스터하기: 단계별 아두이노 튜토리얼

아두이노 마이크로컨트롤러에 숫자를 표시하는 방법을 찾고 계신가요? 그럼 TM1637 4자리 7세그먼트 디스플레이가 필요합니다.

이 장치로 시계 회로 및 숫자 표시가 필요한 다른 애플리케이션 설계 가능.

하지만 일반 4자리 7세그먼트 디스플레이는 12핀과 많은 배선이 필요합니다. 다행히 TM1637은 핀 수를 4개로 줄여줍니다.

두 핀은 전원 제어, 나머지 두 핀은 세그먼트 제어를 담당합니다.

따라서 이 글에서는 TM1637의 모든 것과 아두이노 보드와 인터페이스하는 방법을 배우게 됩니다.

준비되셨나요? 시작해봅시다.

TM1637이란?

TM1637의 설계는 숫자 표시를 허용합니다. 또한, 모듈은 숫자를 생성하기 위해 함께 작동하는 네 개의 7세그먼트 디스플레이를 특징으로 합니다. TM1637 모듈은 TM1637 IC를 기반으로 작동하므로 TM1637 디스플레이라고 불립니다.

TM1637 핀 구성

TM1637은 각각 다른 기능을 가진 4개 단자를 가집니다. 각 핀 기능은 아래 이미지 참조.

TM1637 핀 구성 이미지 참조

TM1637 특징 및 사양

• 휴대용 크기
• 3.3V ~ 5.5V 동작 전압
• 최대 8단계 조도 레벨 조정 가능
• 4개 영숫자 디지트 접근 가능
• 80mA 활성 전류 소비
• 동작 온도: -10°C ~ +80°C
• 2와이어 인터페이스 제공

TM1637 모듈 작동 원리

이 모듈에서는 DIO와 CLK 두 핀으로만 통신 설정 가능. 이 두 핀으로 모듈에서 데이터 송수신 가능.

따라서 TM1637 인터페이스에 표시하려는 숫자들을 시리얼 데이터 형태로 전송합니다. 또한, 이 모듈은 +5V 정격 전원 공급으로만 동작 가능. 그보다 높으면 영구적 손상 유발 가능.

통신 설정을 위해 CLK와 DIO 핀을 마이크로컨트롤러의 사용 가능한 GPIO 핀들에 연결합니다. 프로그래밍으로 시리얼 데이터 교환 개발에 도움.

하지만 시리얼 데이터 교환은 복잡한 과정. 라이브러리 다운로드로 데이터 전송 쉽게 만들 수 있습니다. 또한, 애플리케이션 프로그램에서 이 라이브러리들 다운로드 후 사용. 여러 웹사이트에서 라이브러리 찾을 수 있습니다.

헤더 포함 시 컨트롤러가 자체적으로 통신하며 표시하려는 문자들을 모듈로 전송.

TM1637 IC가 컨트롤러로부터 데이터 수신 시 코드를 통해 네 디스플레이 세그먼트 구동. 그러면 네 세그먼트에서 원하는 문자 표시.

아두이노와 TM1637 4자리 7세그먼트 디스플레이 인터페이싱

TM1637을 아두이노와 인터페이스하는 법 배우기 전, 먼저 7세그먼트 디스플레이 기초 이해 필요.

7세그먼트 디스플레이 이미지 참조

7세그먼트 디스플레이는 보통 8자 모양의 특정 패턴으로 정렬된 7개 LED를 특징. 각 LED를 세그먼트라 부름.

세그먼트 점등 시 숫자, 16진수, 소수 일부 형성. 각 세그먼트 A~G로 레이블링. 구성요소 HIGH/LOW 설정으로 원하는 문자 생성 가능.

TM1637 모듈 하드웨어 개요

TM1637은 저비용 시리얼 LED 드라이버 탑재. LED 밝기 제어, ON/OFF 제어 등 다양한 기능. 각 세그먼트 접근 가능.

또한, 0.36인치 7세그먼트 디스플레이 4개로 온도나 센서 데이터 표시. 중간에 콜론 있어 시간 기반 또는 시계 프로젝트 생성 용이.

아두이노 우노와 TM1637 모듈 배선

TM1637 모듈을 아두이노 우노와 연결하는 건 간단. 디스플레이 제어용 2개, 전원용 2개 총 4개 와이어만 연결.

모듈을 아두이노 5V 출력으로 안전하게 전원 공급 가능. DIO와 CLK를 아두이노 핀 3과 2에 연결.

TM1637이 특정 핀 필요 없으므로 아두이노 중요 핀 쓸 필요 없음. 핀 연결 자유롭게 변경 가능하나 코드에도 반영해야 함.

라이브러리 설치

앞서 언급했듯 TM1637 칩과 통신하려면 라이브러리 필요. 다양한 라이브러리 있지만 "Avishay Opaz" 작성 라이브러리 사용. 라이브러리 여기서 접근 가능.

라이브러리엔 TM1637 디스플레이 쉽게 제어하는 다양한 함수들 포함. 표시하려는 숫자 입력하면 라이브러리가 작업 수행.

TM1637 라이브러리 설치 방법:

1. 아두이노 IDE 열고 스케치 > 라이브러리 포함 > 라이브러리 관리로 이동.
2. 아두이노 라이브러리 매니저가 라이브러리 인덱스 다운로드하고 설치된 라이브러리 목록 업데이트 대기.
3. TM1637 검색 후 Avishay Opaz 라이브러리 선택.
4. 설치 클릭하여 라이브러리 설치 시작.

아두이노 코드

다양한 루틴을 거치는 테스트 프로그램용 기본 코드. 아두이노에 업로드하세요:

아두이노 코드 이미지 4장 참조

아두이노 프로젝트 - TM1637과 DS3231로 시계 만들기

TM1637 모듈을 DS3231 RTC 모듈과 페어링하여 작동하는 24시간 디지털 시계 만들기 가능.

먼저 TM1637 디스플레이와 DS3231 RTC 모듈 연결 후 다음 코드 업로드.

코드는 Adafruit RTC 라이브러리 사용하며 24시간 형식으로 시간 표시.

아두이노 프로젝트 코드 이미지 2장 참조

마무리

TM1637 디스플레이 모듈은 LED 디스플레이 애플리케이션에 사용할 수 있는 최고의 모듈 중 하나입니다.

내구성, 다용도, 높은 동작 온도 견디며 최적 성능 제공.

12핀 디스플레이 모듈 배선 복잡성 없애고 4핀만 특징. 다양한 라이브러리로 TM1637 칩과 통신이 다른 모듈보다 쉬움.

시간 기반 및 온도 프로젝트 등 여러 애플리케이션에 작동.

질문 있으시면 연락 주세요. 기꺼이 도와드리겠습니다.