Arduino UNO Q - 74HC595 4-stelliges 7-Segment-Display
Möchten Sie Zahlen auf einem kompakten 4-stelligen LED-Display mit Ihrem Arduino UNO Q anzeigen? Dieses anfängerfreundliche Tutorial zeigt Ihnen Schritt für Schritt, wie Sie ein 74HC595 4-stelliges 7-Segment-Display mit Arduino UNO Q verwenden.
In diesem Tutorial werden Sie lernen:
- Was ein 74HC595 4-stelliges 7-Segment-Display ist und wie es funktioniert
- Wie Sie das 74HC595-Display mit Arduino UNO Q verbinden
- Wie Sie die MCU (C/C++ Arduino-Code) programmieren, um ganze Zahlen, Gleitkommazahlen und Zählwerte anzuzeigen
- Wie Sie sowohl die Linux-Seite (Python) als auch die MCU-Seite (C/C++) programmieren, um das Display remote über Bridge zu steuern
- Wie Sie Telegram-Nachrichten an Arduino UNO Q senden, um das 7-Segment-Display zu aktualisieren
- Wie Sie OpenClaw auf Arduino UNO Q verwenden, um das 7-Segment-Display zu steuern
Erforderliche Hardware
Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:
| 1 | × | DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays) |
Offenlegung: Einige der in diesem Abschnitt bereitgestellten Links sind Amazon-Affiliate-Links. Wir können eine Provision für Käufe erhalten, die über diese Links getätigt werden, ohne zusätzliche Kosten für Sie. Wir schätzen Ihre Unterstützung.
Über das 74HC595 4-stellige 7-Segment-Display
Das auf 74HC595 basierende 4-stellige 7-Segment-Display kombiniert vier LED-Ziffernmodule mit einem Schieberegister, sodass Sie nur 3 MCU-Pins benötigen, um alle vier Ziffern zu steuern.
Wichtige Spezifikationen und Funktionen:
- Ziffern: 4 Ziffern, jede mit 7 LED-Segmenten + Dezimalpunkt
- Schieberegister: 74HC595 — Daten werden mit 3 Leitungen seriell verschoben
- Schnittstelle: SPI-ähnlich (SCLK, RCLK, DIO) — einfach und effizient
- Stromversorgung: 3,3V oder 5V kompatibel
- Bibliothek: DIYables_4Digit7Segment_74HC595 — unterstützt die Anzeige von ganzen Zahlen, Gleitkommazahlen, Text, Temperatur und Zeit
- Multiplexing: Die Bibliothek verwaltet die Ziffern-Multiplexing — rufen Sie display.loop() häufig auf, um das Display aktualisiert zu halten
Pinbelegung
| Pin | Funktion | Beschreibung |
|---|---|---|
| SCLK (SH_CP) | Serieller Takt | Taktsignal zum Verschieben von Daten |
| RCLK (ST_CP) | Register-Takt | Verriegelung zum Schieben von Daten in Ausgänge |
| DIO (DS) | Dateneingabe | Serielle Daten, die in das Schieberegister eingegeben werden |
| VCC | Stromversorgung | 3,3V oder 5V Stromversorgung |
| GND | Erde | Gemeinsame Erde |
Verdrahtungsdiagramm
Verbinden Sie das 74HC595 4-stellige 7-Segment-Display mit dem Arduino UNO Q MCU wie dargestellt:
Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.
| 74HC595 Display Pin | Arduino UNO Q MCU Pin | Beschreibung |
|---|---|---|
| SCLK | D7 | Serieller Takt |
| RCLK | D6 | Register-Takt / Verriegelung |
| DIO | D5 | Dateneingabe |
| VCC | 5V | Stromversorgung |
| GND | GND | Erde |
Arduino UNO Q Code
Der Arduino UNO Q hat zwei Prozessoren, die zusammenarbeiten:
- Die STM32 MCU steuert das 74HC595 7-Segment-Display direkt über digitale Pins — sie verwaltet alle Multiplexing
- Die Qualcomm MPU führt Debian Linux aus und verwaltet Wi-Fi, Python und Cloud-Konnektivität
- In diesem Abschnitt wird nur die MCU programmiert — die Linux-Seite bleibt untätig. Ein späterer Abschnitt zeigt, wie beide Prozessoren über Bridge zusammenarbeiten.
Die Skizze unten zählt von 0 bis 9999 auf dem 7-Segment-Display und erhöht sich jede Sekunde.
Wichtig: Rufen Sie immer display.loop() in der Arduino loop() Funktion auf. Die Bibliothek verwendet dies, um alle 4 Ziffern zu multiplexen. Verwenden Sie niemals delay() direkt — verwenden Sie stattdessen display.delay().
/*
* Dieser Arduino UNO Q Code wurde von newbiely.de entwickelt
* Dieser Arduino UNO Q Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt.
* Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte:
* https://newbiely.de/tutorials/arduino-uno-q/arduino-uno-q-74hc595-4-digit-7-segment-display
*/
#include <DIYables_4Digit7Segment_74HC595.h>
#define SCLK_PIN 7 // MCU pin connected to SCLK of 74HC595 7-segment display
#define RCLK_PIN 6 // MCU pin connected to RCLK of 74HC595 7-segment display
#define DIO_PIN 5 // MCU pin connected to DIO of 74HC595 7-segment display
DIYables_4Digit7Segment_74HC595 display(SCLK_PIN, RCLK_PIN, DIO_PIN);
int count = 0;
unsigned long lastUpdate = 0;
void setup() {
display.begin();
display.print(0);
}
void loop() {
display.loop(); // Must be called frequently to refresh the display
if (millis() - lastUpdate >= 1000) {
lastUpdate = millis();
count++;
if (count > 9999)
count = 0;
display.print(count);
}
}
Schnelle Schritte
Erste Zeit mit Arduino UNO Q? Folgen Sie dem Getting Started with Arduino UNO Q Tutorial, um Ihre Entwicklungsumgebung vor dem Fortfahren vorzubereiten.
- Verbinden: Verbinden Sie das 74HC595-Display mit dem Arduino UNO Q wie dargestellt, stecken Sie dann das USB-C-Kabel ein.
- Öffnen Sie Arduino App Lab: Starten Sie Arduino App Lab und warten Sie, bis es Ihren Arduino UNO Q erkennt — dies kann beim ersten Start mehrere Minuten dauern.
- Erstellen Sie eine neue App: Klicken Sie auf die Schaltfläche Create New App.
- Geben Sie der App einen Namen, zum Beispiel: DIYables_7Seg74HC595
- Klicken Sie auf Create, um zu bestätigen.
- Sie werden einen Satz von Ordnern und Dateien sehen, die in Ihrer neuen App generiert wurden.
- Suchen Sie die Datei sketch/sketch.ino — hier fügen Sie die MCU-Skizze ein.
Fügen Sie die Skizze ein: Kopieren Sie den MCU-Code oben und fügen Sie ihn in diese Skizzendatei ein. Behalten Sie andere Dateien als Standard.
- Install the library: Click the Add sketch library button (the open book icon with a + sign) in the left sidebar.
- Search for Arduino_RouterBridge created by Arduino and click the Install button.
Bricks
No bricks added...
Sketch Libraries
No sketch libra...
Files
python
sketch
.gitignore
README.md
app.yaml
sketch.ino
- Search for DIYables_4Digit7Segment_74HC595 created by DIYables.io and click the Install button.
Bricks
No bricks added...
Sketch Libraries
No sketch libra...
Files
python
sketch
.gitignore
README.md
app.yaml
sketch.ino
- Hochladen: Klicken Sie auf die Run-Schaltfläche in Arduino App Lab, um in den STM32 zu kompilieren und hochzuladen.
Ihr 7-Segment-Display beginnt bei 0 zu zählen und erhöht sich jede Sekunde bis 9999!
- Pro Tipp: Wenn Ihr Display verstümmelte Zeichen anzeigt, versuchen Sie, false als 4. Konstruktor-Argument zu übergeben: DIYables_4Digit7Segment_74HC595 display(SCLK_PIN, RCLK_PIN, DIO_PIN, false) — dies wechselt vom Common-Anode-Modus (Standard) zum Common-Cathode-Modus.
Bridge: Linux + MCU
Dieser Abschnitt zeigt, wie Sie beide Prozessoren des Arduino UNO Q programmieren, damit die Linux-Seite das 7-Segment-Display remote steuern kann:
- Das 74HC595 7-Segment-Display ist mit der MCU (STM32) verbunden — die MCU steuert alle Ziffern-Multiplexing
- Die MPU kann das Display nicht direkt steuern — sie muss die MCU anfordern, Werte über Bridge.call() zu aktualisieren
- Die MPU hat Wi-Fi — mit vollständigem Debian Linux kann sie sich mit dem Internet verbinden und Display-Updates remote schieben
- Arduino_RouterBridge ermöglicht RPC-Kommunikation zwischen den beiden Prozessoren
- ⚠️ /dev/ttyHS1 (Linux) und Serial1 (MCU) sind vom Router RESERVIERT — öffnen Sie sie nie in Benutzercode
Kurz: MCU steuert das 7-Segment-Display → MPU sendet Werte → MPU kann das Display von überall im Internet aktualisieren.
MCU Code (Bridge)
Hinweis: In der Bridge-Skizze wird display.loop() in der Arduino loop() aufgerufen, um das Display aktualisiert zu halten — dies ist erforderlich für das gemultiplexte 7-Segment-Display und beeinträchtigt die Bridge-Kommunikation nicht.
/*
* Dieser Arduino UNO Q Code wurde von newbiely.de entwickelt
* Dieser Arduino UNO Q Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt.
* Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte:
* https://newbiely.de/tutorials/arduino-uno-q/arduino-uno-q-74hc595-4-digit-7-segment-display
*/
#include "Arduino_RouterBridge.h"
#include <DIYables_4Digit7Segment_74HC595.h>
#define SCLK_PIN 7
#define RCLK_PIN 6
#define DIO_PIN 5
DIYables_4Digit7Segment_74HC595 display(SCLK_PIN, RCLK_PIN, DIO_PIN);
String current_value = "";
void display_number(String text) {
int number = text.toInt();
current_value = text;
display.print(number);
Monitor.println("7SEG: " + text);
}
void display_float(String text) {
float value = text.toFloat();
current_value = text;
display.print(value, 1);
Monitor.println("7SEG float: " + text);
}
void clear_display() {
current_value = "";
display.print(0);
Monitor.println("7SEG cleared");
}
String get_status() {
if (current_value == "")
return "Display shows: 0";
return "Display shows: " + current_value;
}
void setup() {
Bridge.begin();
Monitor.begin(9600);
display.begin();
display.print(0);
Bridge.provide_safe("display_number", display_number);
Bridge.provide_safe("display_float", display_float);
Bridge.provide_safe("clear_display", clear_display);
Bridge.provide("get_status", get_status);
}
void loop() {
display.loop(); // Keep refreshing the 7-segment display
}
Python Code (Bridge)
/*
* Dieser Arduino UNO Q Code wurde von newbiely.de entwickelt
* Dieser Arduino UNO Q Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt.
* Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte:
* https://newbiely.de/tutorials/arduino-uno-q/arduino-uno-q-74hc595-4-digit-7-segment-display
*/
from arduino.app_utils import *
import time
def loop():
result = Bridge.call("display_number", "1234")
print(result)
time.sleep(3)
result = Bridge.call("display_float", "26.5")
print(result)
time.sleep(3)
result = Bridge.call("display_number", "-42")
print(result)
time.sleep(3)
result = Bridge.call("clear_display")
print(result)
time.sleep(2)
result = Bridge.call("get_status")
print(result)
time.sleep(2)
App.run(user_loop=loop)
Schnelle Schritte
- Verbinden: Verbinden Sie das 74HC595-Display mit dem Arduino UNO Q und stecken Sie das USB-C-Kabel ein.
- Öffnen Sie Arduino App Lab: Starten Sie Arduino App Lab und warten Sie, bis die Platine erkannt wird.
- Erstellen Sie eine neue App: Klicken Sie auf Create New App, nennen Sie sie DIYables_7Seg74HC595Bridge, dann klicken Sie auf Create.
- Fügen Sie die MCU-Skizze ein: Kopieren Sie den MCU Bridge-Code oben und fügen Sie ihn in sketch/sketch.ino ein.
- Fügen Sie den Python-Code ein: Kopieren Sie den Python Bridge-Code oben und fügen Sie ihn in die Python-Datei der App ein.
- Hochladen: Klicken Sie auf die Run-Schaltfläche in Arduino App Lab.
App Lab Konsolenausgabe
sketch.ino
1#include "Arduino_RouterBridge.h"
Serial Monitor
Python
[2026-04-29 09:00:01] 7SEG: 1234
[2026-04-29 09:00:04] 7SEG float: 26.5
[2026-04-29 09:00:07] 7SEG: -42
[2026-04-29 09:00:09] 7SEG cleared
sketch.ino
1#include "Arduino_RouterBridge.h"
Serial Monitor
Python
[2026-04-29 09:00:01] OK
[2026-04-29 09:00:04] OK
[2026-04-29 09:00:07] OK
[2026-04-29 09:00:09] OK
[2026-04-29 09:00:11] Display shows: 0
Telegram
Steuern Sie das 74HC595 7-Segment-Display von überall mit Telegram. Senden Sie eine Nummer von Ihrem Telefon und das Display aktualisiert sich sofort.
MCU-Skizze: Behalten Sie die gleiche MCU-Skizze aus dem vorherigen Bridge-Abschnitt.
Python Code (Telegram)
/*
* Dieser Arduino UNO Q Code wurde von newbiely.de entwickelt
* Dieser Arduino UNO Q Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt.
* Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte:
* https://newbiely.de/tutorials/arduino-uno-q/arduino-uno-q-74hc595-4-digit-7-segment-display
*/
from arduino.app_utils import *
import requests
import time
TELEGRAM_TOKEN = "YOUR_TELEGRAM_BOT_TOKEN"
CHAT_ID = "YOUR_CHAT_ID"
last_update_id = 0
def get_updates():
global last_update_id
url = f"https://api.telegram.org/bot{TELEGRAM_TOKEN}/getUpdates"
params = {"offset": last_update_id + 1, "timeout": 5}
try:
response = requests.get(url, params=params, timeout=10)
data = response.json()
if data["ok"]:
return data["result"]
except Exception:
pass
return []
def send_message(text):
url = f"https://api.telegram.org/bot{TELEGRAM_TOKEN}/sendMessage"
requests.post(url, data={"chat_id": CHAT_ID, "text": text})
def loop():
global last_update_id
updates = get_updates()
for update in updates:
last_update_id = update["update_id"]
message = update.get("message", {})
text = message.get("text", "")
if text.startswith("/number "):
number = text[8:].strip()
result = Bridge.call("display_number", number)
send_message(result)
elif text.startswith("/float "):
value = text[7:].strip()
result = Bridge.call("display_float", value)
send_message(result)
elif text == "/clear":
result = Bridge.call("clear_display")
send_message(result)
elif text == "/status":
result = Bridge.call("get_status")
send_message(result)
elif text == "/start":
send_message("Commands:\n/number <value> - Show integer on display\n/float <value> - Show float on display\n/clear - Clear the display\n/status - Get current display value")
App.run(user_loop=loop)
Schnelle Schritte
- Ersetzen Sie YOUR_TELEGRAM_BOT_TOKEN durch Ihren tatsächlichen Bot-Token von BotFather.
- Ersetzen Sie YOUR_CHAT_ID durch Ihre Telegram-Chat-ID.
- Fügen Sie diesen Python-Code in die Python-Datei Ihrer App ein (behalten Sie die gleiche MCU-Skizze).
- Klicken Sie auf die Run-Schaltfläche. Öffnen Sie Telegram und senden Sie Befehle an Ihren Bot.
App Lab Konsolenausgabe
sketch.ino
1#include "Arduino_RouterBridge.h"
Serial Monitor
Python
[2026-04-29 09:15:00] Waiting for Telegram messages...
[2026-04-29 09:15:08] Received: /number 2025
[2026-04-29 09:15:22] Received: /float 23.4
[2026-04-29 09:15:40] Received: /status
Telegram
12:45
Welcome to Telegram!
ArduinoBot
10:19
Chatting with Arduino...
BotFather
Yesterday
Your bot has been created.
ArduinoBot
bot
OpenClaw
You can adapt the OpenClaw to this tutorial by refering the instruction on Arduino Uno Q - OpenClaw Tutorial
Projektideen
Sie können viele nützliche Projekte mit einem 74HC595 7-Segment-Display mit Arduino UNO Q erstellen:
- Remote-Zähler: Senden Sie einen Zählwert über Telegram an das Display — nützlich für Produktionszähler oder Event-Tallies
- Live-Temperaturanzeige: Holen Sie sich Temperatur von einem Sensor auf der MCU und zeigen Sie sie über Bridge auf dem 7-Segment-Display an
- Countdown-Timer: Python sendet einen Startwert über Bridge, und die MCU zählt auf dem Display bis Null herunter
- Internet-Uhr: Python ruft die aktuelle Zeit über NTP ab und sendet sie an die MCU, um sie im HH.MM-Format anzuzeigen
- Score-Anzeige: Verwenden Sie Telegram, um einen Live-Score auf dem 7-Segment-Display für Spiele oder Wettbewerbe zu aktualisieren
Fordern Sie sich selbst heraus
Bereit, weitere Herausforderungen mit dem 74HC595 7-Segment-Display auf Arduino UNO Q zu meistern? Versuchen Sie diese Herausforderungen:
- Einfach: Ändern Sie die MCU-Skizze so, dass beim Start 88.88 angezeigt wird, indem Sie die Gleitkommazahl-Anzeigemethode mit einem Dezimalpunkt verwenden.
- Mittel: Verwenden Sie die Bridge, um einen /count <start> <end> Telegram-Befehl zu implementieren, der das Display mit 1-Sekunden-Intervallen von <start> bis <end> zählen lässt.
- Fortgeschrittene: Erstellen Sie eine Telegram-gesteuerte Stoppuhr: /start beginnt mit der Sekunde auf dem Display zu zählen, /stop friert sie ein, und /reset löscht sie auf Null zurück.