Lerne, wie du eine 7-Segment Anzeige mit dem Raspberry Pi Pico ansteuerst. Grundlagen zu gemeinsamer Anode/Kathode, Pin-Belegung und Beispielcode für eigene Projekte.
Was brauchst du?
Schritt 1: Gemeinsame Anode oder Kathode?
Eine 7-Segment Anzeige setzt sich aus sieben LEDs (den Segmenten a–g) sowie oft einem zusätzlichen Punkt (DP für „decimal point“) zusammen. Jedes Segment leuchtet, sobald es mit Strom versorgt wird. Die Segmente sind dabei so angeordnet, dass sie zusammen eine Zahl oder ein Symbol darstellen.
Damit eine Anzeige funktioniert, muss man wissen, ob sie als gemeinsame Kathode oder als gemeinsame Anode ausgeführt ist:
- Gemeinsame Kathode (Common Cathode)
Alle Kathoden (Minuspol) der Segmente sind intern verbunden und an einem gemeinsamen Pin herausgeführt. Um ein Segment leuchten zu lassen, legt man diesen gemeinsamen Pin auf Masse (GND) und versorgt das gewünschte Segment über seinen individuellen Pin mit Spannung (HIGH). - Gemeinsame Anode (Common Anode)
Hier sind alle Anoden (Pluspol) verbunden. Der gemeinsame Pin wird an die Versorgungsspannung (z. B. 3,3 V vom Pico) angeschlossen. Ein Segment leuchtet, wenn man den entsprechenden Segment-Pin auf LOW (GND) zieht.
Diese Unterscheidung ist wichtig, da der Code und die Schaltung je nach Typ angepasst werden müssen.
Schritt 2: Pin-Belegung im Datenblatt prüfen
Je nach Hersteller und Bauform unterscheiden sich die Pin-Belegungen einer 7-Segment Anzeige. Es gibt Standardvarianten (meist mit 10 Pins, vier pro Seite plus gemeinsame Pins), aber die genaue Zuordnung der Segmente zu den Pins sollte man immer im Datenblatt nachschauen oder mit einem Multimeter durchmessen.
Schritt 3: Beispiel mit dem Raspberry Pi Pico
Für das folgende Beispiel verwenden wir eine 7-Segment Anzeige mit gemeinsamer Anode. Das bedeutet, dass die beiden gemeinsamen Pins der Anzeige mit der 3,3V-Versorgung des Pico verbunden werden. Die einzelnen Segmente (a–g sowie der Dezimalpunkt) werden dagegen über die GPIO-Pins des Pico nach LOW geschaltet, damit sie leuchten.
Anschluss
Die Segmente sind im Code wie folgt mit dem Raspberry Pi Pico verbunden:
- GPIO 0 → oben links (UL)
- GPIO 1 → Mitte (M)
- GPIO 4 → unten links (LL)
- GPIO 5 → unten (D)
- GPIO 8 → Dezimalpunkt (DP)
- GPIO 9 → unten rechts (LR)
- GPIO 14 → oben rechts (UR)
- GPIO 15 → oben (U)
Wichtig:
- Die beiden gemeinsamen Anoden der Anzeige werden an 3,3V angeschlossen.
- Jedes Segment sollte mit einem Vorwiderstand (z. B. 220–330 Ω) in Reihe betrieben werden, um die LED-Segmente vor zu hohen Strömen zu schützen.
from machine import Pin
import time
# Pin-Zuordnung für die Segmente
segments = [
Pin(0, Pin.OUT), # oben links (UL)
Pin(1, Pin.OUT), # mitte (M)
Pin(4, Pin.OUT), # unten links (LL)
Pin(5, Pin.OUT), # unten (D)
Pin(8, Pin.OUT), # punkt (DP)
Pin(9, Pin.OUT), # unten rechts (LR)
Pin(14, Pin.OUT), # oben rechts (UR)
Pin(15, Pin.OUT) # oben (U)
]
# Segment-Muster für die Ziffern 0–9
# Reihenfolge: [UL, M, LL, D, DP, LR, UR, U]
# 0 = Segment AN, 1 = Segment AUS (gemeinsame Anode)
digits = {
'0': [0,1,0,0,1,0,0,0],
'1': [1,1,1,1,1,0,0,1],
'2': [1,0,0,0,1,1,0,0],
'3': [1,0,1,0,1,0,0,0],
'4': [0,0,1,1,1,0,0,1],
'5': [0,0,1,0,1,0,1,0],
'6': [0,0,0,0,1,0,1,0],
'7': [1,1,1,1,1,0,0,0],
'8': [0,0,0,0,1,0,0,0],
'9': [0,0,1,0,1,0,0,0]
}
def show_digit(digit):
"""Ziffer auf dem Display anzeigen"""
pattern = digits[digit]
for seg, val in zip(segments, pattern):
seg.value(val) # 0 = an, 1 = aus
# Demo: Zahlen 0–9 durchlaufen
while True:
for i in range(10):
show_digit(str(i))
time.sleep(1)Funktionsweise des Codes
Im Python-Skript werden die acht Segmente als Ausgänge definiert. Anschließend ist in einem Wörterbuch (digits) für jede Ziffer von 0 bis 9 hinterlegt, welche Segmente ein- oder ausgeschaltet werden müssen. Da es sich um eine Anzeige mit gemeinsamer Anode handelt, gilt hier:
- 0 = Segment an
- 1 = Segment aus
Die Funktion show_digit() übernimmt dann das Setzen der Segmentwerte für eine gewünschte Zahl. In der Endlosschleife durchläuft das Programm alle Ziffern von 0–9, zeigt sie nacheinander an und wechselt im Sekundentakt.
Damit erhält man eine funktionierende, einfach aufgebaute Ziffernanzeige, die sich leicht erweitern lässt – zum Beispiel für eine Uhr, einen Zähler oder eine Temperaturanzeige.
Fazit
Eine 7-Segment Anzeige ist eine einfache Möglichkeit, numerische Werte direkt sichtbar zu machen. Mit dem Raspberry Pi Pico und ein paar Kabeln lässt sich schnell ein funktionsfähiges Display aufbauen. Wichtig ist dabei vor allem, den Typ (gemeinsame Kathode oder Anode) zu kennen und die Pin-Belegung der eigenen Anzeige zu beachten. Der Rest ist dann vor allem eine Frage der Programmierung – und eine schöne Übung für den Einstieg in die Hardware-nähere Arbeit mit dem Pico.
