Představte si, že máte chladící box nebo naopak topné zařízení. Máte je doplnit termostatem, s displejem, který bude ukazovat teplotu a umožní pohodlné nastavení teploty. Jednou z mnoha možností je použít obvod MAX7219 (dříve firma Maxim, dnes Analog Devices), který připojíte přes SPI k mikropočítači, například k Raspberry nebo Arduinu, nebo jakémukoliv jinému mikropočítači. Obvod MAX7219 není potřeba příliš představovat. Jedná se o budič 8-místného multiplexovaného LED displeje se společnou katodou. Obvod navíc umožňuje řízení jasu číslovek. Právě této funkce, řízení jasu, lze využít pro zvýraznění konkrétní pozice na displeji. Obrázek č.1 ukazuje zapojení obvodu MAX7219, který je doplněn o multiplexer 74151.

obr. 1 - schema zapojení (PDF verze zde)

Jak se dosáhne zvýšeného jasu číslovky?

Obvod 7219 řídí osm číslovek a osm segmentů (segmenty a... g a desetinnou tečku). Každý výstup z obvodu na segment displeje je zdroj proudu, který vysílá proud daný odporem Iset (ve schematu odpor R2). To znamená, že jas číslovky můžeme změnit, když změníme proud změnou odporu R2. Poznamenejme, že obvod MA7219 má ještě 16 úrovní nastavení jasu pomocí 4 bitů pulsní modulace proudu do segmentu.

Displej pracuje v multiplexním režimu. Číslovky jsou se společnou katodou. Tedy, jednotlivé segmenty všech číslovek jsou spojeny (segmenty „a“ všech číslovek jsou spojeny, segmenty „b“ všech číslovek jsou spojeny atd...). Katody jednotlivých číslovek jsou odděleny. Budič katody číslovky, která není vybrána ke svícení je ve stavu „high“ a naopak katoda zvolené číslovky je ve stalu „low“. Skenování displeje je přibližně 1300x za sekundu.

Když na nastavovací vstupy „A, B, C“ multiplexeru, obvodu U1, nastavíme 3-bitový kód a současně vstup /S bude v log.0, pak multiplexer připojí odpovídající vstup multiplexeru na jeho výstup Y a jeho inverzní úroveň na výstup /W. Když současně bude z obvodu MAX7219 vybrána stejná číslovka, pak dojde k paralelnímu propojení odporů R1 a R2 a tím se sníží hodnota odporu Iset a zýší se proud do segmentů odpovídající číslovky. Znak tak svítí vyšším jasem. Když na vstupu /S multiplexeru bude log.1 , bude výstup /W multiplexeru ve stavu log. 1 a nedojde k paralelnímu propojení odporů R1 a R2 bez ohledu na nastavovací vstupy „A, B, C“.

Každý výstup obvodu U2, který řídí katodu displeje, má povolený proud 320mA. Přitom výstupy stále zůstávají kompatibilní k logickým úrovním obvodu U1. Výstupní napětí obvodu U2 na katodě displeje tak zůstává stále pod požadovanou logickou úrovní („log.0“) vstupu obvodu multiplexeru (U1).

Klávesnice sestává z pěti tlačítek. Jejich společný vývod je uzemněn, jednotlivé vývody mají přes „pull-up“ odpory stav „log.1“. Stiskem tlačítka se na výstupu objeví log.0. Připojení klávesnice je přes konektor J3.

Plošný spoj je oboustranný s rozlitou zemí. Obrázky 2, 3 a 4 ukazují náhled na plošný spoj a rozmístění součástek. Velikost plošného spoje je 63.5 x 50.8 mm.

obr. 2 - horní strana plošného spoje

obr. 3 - spodní strana plošného spoje

obr. 4 - položení součástek

U1	obvod 74151 nebo 74HC151, 74HCT151
U2	obvod MAX7219CNG
R1, R3	odpor 10K, 125 mW
R2	odpor 5K1, 125 mW
RP1	odpor SIP 5x 10K
C1, C2	keramický kondenzátor 100nF
C3	elektrolytický kondenzátor 100 µF/15V
J1, J2	konektor 2x8 vývodů, rozteč 2.54 mm
J3	hřebínek 5 vývodů, rozteč 2.54 mm
--	klávesnice s 5-tlačítky

Literatura:

Analog Devices: katalogový list obvodu MAX7219