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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 7x5 LED Matrix Schaltplan


Autor: Adrian B. (badenzer)
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Hallo zusammen,

ich möchte mir eine LED Matrix bauen.

Passt der Schaltplan so?

Autor: syn_error (Gast)
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es sind alle leds falsch herum.

Autor: AVRuser (Gast)
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Hallo,

das kann so nicht funktionieren. Im Plan sind ALLE LEDs verpolt:
an den Emittern der Transistoren liegen (bei 5V Basisspannung vom 
Controller) etwa 4,3V an. Diese Spannung geht aber an die Kathoden der 
LEDs.

Wie sollen die LEDs angesteuert werden? Sinnvoll wären senkrechte 
Spalten; dann hat man die geringsten Aus-Zeiten der LEDs bei 
Matrix-Betrieb.

Je nach Strom durch die LEDs sind sowohl Spalten- als auch Zeilentreiber 
notwendig.

Autor: Falk Brunner (falk)
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Siehe LED-Matrix

Autor: Adrian B. (badenzer)
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AVRuser schrieb:
> Hallo,
>
> das kann so nicht funktionieren. Im Plan sind ALLE LEDs verpolt:
> an den Emittern der Transistoren liegen (bei 5V Basisspannung vom
> Controller) etwa 4,3V an. Diese Spannung geht aber an die Kathoden der
> LEDs.

Oops... Stimmt. Habs mal korrigiert.

> Wie sollen die LEDs angesteuert werden? Sinnvoll wären senkrechte
> Spalten; dann hat man die geringsten Aus-Zeiten der LEDs bei
> Matrix-Betrieb.

Kann man diese Zeiten irgendwie ermitteln (berechnen)?

> Je nach Strom durch die LEDs sind sowohl Spalten- als auch Zeilentreiber
> notwendig.

Pro Zeile habe ich mit 120 mA gerechnet. Sollte doch gehen, oder?

Autor: AVRuser (Gast)
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> Pro Zeile habe ich mit 120 mA gerechnet. Sollte doch gehen, oder?

Das geht aber dann nur mit zusätzlichen Spaltentreibern (z.B. NPN nach 
Masse mit Basis-Vorwiderstand); der Mega16 schafft das nicht.

Bei deiner Anordnung der Widerstände kannst du nur spaltenweise (also 7 
LEDs senkrecht) ansteuern. Sonst hat nicht jede angesteuerte LED einen 
eigenen Vorwiderstand. Und bei 100 Ohm Widerstandswert fliesst durch 
jede Spalten-LED ein Strom von ca. 25mA.

Zu den Zeiten: Jede Spalte (Zeile) ist bei deiner Matrix-Ansteuerung in 
1/5 (bzw. 1/7) der Zeit an und den Rest aus.

Autor: Adrian B. (badenzer)
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AVRuser schrieb:
> Das geht aber dann nur mit zusätzlichen Spaltentreibern (z.B. NPN nach
> Masse mit Basis-Vorwiderstand); der Mega16 schafft das nicht.

7 NPNs habe ich ja drin. Aber wieso nach Masse? Ich hab das so 
verstanden das an der Basis das Signal vom µC ankommt und dann der Strom 
/ die Spannung, welche am Collector anliegt Richtung Emitter fliesst. 
Ist das nicht richtig?

> Bei deiner Anordnung der Widerstände kannst du nur spaltenweise (also 7
> LEDs senkrecht) ansteuern. Sonst hat nicht jede angesteuerte LED einen
> eigenen Vorwiderstand. Und bei 100 Ohm Widerstandswert fliesst durch
> jede Spalten-LED ein Strom von ca. 25mA.

7 LEDs senkrecht? Ich bin von 5 LEDs waagerecht ausgegangen, da da ja 
die NPNs sitzen.

25mA ist zwar ein wenig mehr als für die LEDs angegeben ist, sollte aber 
noch machbar sein, oder?

> Zu den Zeiten: Jede Spalte (Zeile) ist bei deiner Matrix-Ansteuerung in
> 1/5 (bzw. 1/7) der Zeit an und den Rest aus.

Also in meinem Fall 1/7 der Zeit, oder?

Autor: AVRuser (Gast)
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> 7 NPNs habe ich ja drin. Aber wieso nach Masse? Ich hab das so verstanden
> das an der Basis das Signal vom µC ankommt und dann der Strom
> / die Spannung, welche am Collector anliegt Richtung Emitter fliesst.
> Ist das nicht richtig?

Bei deiner Beschaltung der Transistoren: ja, es ist nicht richtig.
Hier handelt es sich um die Kollektorschaltung (auch Emitterfolger 
genannt). Die Eigenschaft dieser Schaltung ist, dass die an der Basis 
eingespeiste Spannung (5V vom Controller) um die Basis-Emitter-Spannung 
von 0,7V verringert am Emitter herauskommt.
Daher sprach ich von 4,3V ...

Schau dir doch mal den Link von Falk an; dort findest du die Beschaltung 
einer LED-Matrix.

> 7 LEDs senkrecht? Ich bin von 5 LEDs waagerecht ausgegangen, da da ja die
> NPNs sitzen.

Das geht nicht; wie ich schon sagte, muss JEDE angesteuerte LED einen 
eigenen Vorwiderstand haben. Du würdest bei Zeilensteuerung 5 LEDs an 
einem Widerstand betreiben, und das geht nicht gut.

P.S.: Wenn du die LEDs unbedingt mit 12V betreiben willst: dafür gibt es 
passende Bausteine; siehe "High-Side-Treiber" (z.B. ein UDN2981)

Autor: Adrian B. (badenzer)
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Ich glaub ich fange an zu verstehen. Hab mir den Link mal angesehen.

Ich muss an jede Spalte noch einen Transistor setzen (B - mit 
Widerständen zum ATMEGA | C - an die Spalten | E - nach GND), oder?

Autor: AVRuser (Gast)
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> Ich muss an jede Spalte noch einen Transistor setzen (B - mit Widerständen
> zum ATMEGA | C - an die Spalten | E - nach GND), oder?

Ja, so ist es.

Und wenn du den von mir vorgeschlagenen Baustein für die Anoden statt 
der NPN-Transistoren verwendest, hast du auch gut 11V zur LED- 
Ansteuerung zur Verfügung (falls nötig). Im Moment sind es ja nur 4,3V 
(bei einem LED-Strom von ca. 25mA).

Autor: Adrian B. (badenzer)
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AVRuser schrieb:
>> Ich muss an jede Spalte noch einen Transistor setzen (B - mit Widerständen
>> zum ATMEGA | C - an die Spalten | E - nach GND), oder?
>
> Ja, so ist es.
>
> Und wenn du den von mir vorgeschlagenen Baustein für die Anoden statt
> der NPN-Transistoren verwendest, hast du auch gut 11V zur LED-
> Ansteuerung zur Verfügung (falls nötig). Im Moment sind es ja nur 4,3V
> (bei einem LED-Strom von ca. 25mA).

Stehen mir die 12V, die am Collector von T1-T7 anliegen, nicht für die 
LEDs zur Verfügung? Wahrscheinlich dämliche Frage, aber ich versteh es 
grad nicht.

Autor: AVRuser (Gast)
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> Stehen mir die 12V, die am Collector von T1-T7 anliegen, nicht für die
> LEDs zur Verfügung?

Zum wiederholten Mal:
Bei deiner Beschaltung der Transistoren: Nein. Es kommen nur 4,3V am 
Emitter der Transistoren raus; mehr geht so nicht.
(Für weitere Infos suche nach "Transistor-Grundschaltungen".)

Mein erneuter Rat:
Benutze statt der Transistoren den IC "UDN2981" als Treiber für die 12V. 
Dann hast du knapp über 10V zur Verfügung. (OK, du brauchst vom IC nur 7 
der 8 Treiber ... )
Auch für die Spalten-Treiber gibt es fertige ICs; z.B. würde sich ein 
"ULN2003" gut dafür eignen (nur 5 der 7 Treiber werden hier gebraucht). 
Aber es braucht weniger Platz als die Transistoren und Widerstände.

Nun solltest du genug Infos haben, um selbst weiterzukommen ...  :-)

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