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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 74HCT574N => wie damit 512 leds steuern?


Autor: herr b. (Gast)
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hallo,

ich bastel gerade an einem led-cube und habe nun wenigstens durch einige 
tüftelei einen multiplexer für eine 3x3-matrix hinbekommen.

ich habe mit 6 transistoren nun 9 leds ansteuerbar. effektiv brauche ich 
also 6 outputs von meinem mikrocontroller.

wenn ich nun 512 leds adressieren will bräuchte ich nach meinem ansatz 
mit den einzelnen transistoren aber 8+8+8=24 ausganspins, die ich 
allerdings nicht habe (ich habe maximal 12, atmel atmega328 auf arduino 
uno).

in einem howto 
(http://www.instructables.com/id/Led-Cube-8x8x8/ste...) 
habe ich einige ansätze gesehen und habe mir auch aus der o.g. liste 
einige komponenten zum tüfteln bestellt. allerdings blicke ich zum 
beispiel nicht durch wie ich mit dem 74HCT574N irgendwas adressieren 
soll? laut dem datenblatt (in dem übrigens "Octal D-type flip-flop; 
positive edge-trigger;3-state,74HC/HCT574" steht, keine ahnung ob das so 
passt? auf dem ic steht 74HCT574N) habe ich da 8 eingänge und 8 
ausgänge. was hilft mir das ic also? wie kann ich damit eine der 512 
leds adressieren? der typ im howto hat 8 von den 74HCT574N verwendet, 
zusätzlich noch ein 74HC138N welches ich auch hier rumliegen habe. ich 
hab' aber leider keine ahnung wie ich an das problem rangehn soll. ich 
bin für jeden tipp dankbar.

vielen dank im vorraus!

Autor: bitte löschen (Gast)
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Ich habe mich jetzt nicht durch alle Seiten dieser Anleitung gequält, 
zumal ich die Schaltpläne mangels Eagle (bin gEDA-User) nicht lesen 
könnte, aber das Grundprinzip habe ich wie folgt verstanden:

Die 64 Eingänge der 8 74574er sind parallel geschaltet. Ein 74574 hat 
einen Latch-Enable (LE)-Eingang, mit dem ihm gesagt wird, dass er die 
Daten an den Eingängen annehmen soll. Der 74138 ist ein 3->8 Dekodierer, 
und seine 8 Ausgänge gehen auf die 8 LE-Eingänge der 574er, so dass 
immer nur einer davon angesprochen/adressiert wird.
So kann man mit 8 + 3 Leitungen 64 Stellen (also 1 Ebene im Cube) 
setzen.
Über 8 weitere Leitungen werden hintereinander die Ebenen aktiviert, die 
vorher jeweils mit den 64 Bits (s.o.) beschrieben wurden.
Das ganze wird dann so schnell gemacht, dass die Augen aufgrund ihrer 
Trägheit nicht mitbekommen, dass nur jeweils eine Ebene gleichzeitig 
leuchtet.

Autor: MaWin (Gast)
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> Ich habe mich jetzt nicht durch alle Seiten dieser Anleitung gequält


Das hättest du vielleicht aber tun dsollen,
damit nicht so ein unsäglicher Unsinn bei raus kommen
wie LEDs die mit dem 64-fachen Strom belastet werden.

Schau mal in das Datenblatt deiner LEDs, was dort zum zulässigen
Spitzenstrom steht. Meist weniger als 10-fach, manchmal nur 3-fach.

Also kannst du Multiplexen über 1:10 vergessen,
oft geht 1:8, macht 64 Spalten udn 8 Zeilen, also
9 74HC574.
Und die Spalten müssten 160mA liefern können (kann der 74HC574 nicht)
und die Spalten gar 10.25 Ampere.

Also: Noch mal von vorne.

Autor: Philipp (Gast)
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wer sagt, dass die leds vollen strom kriegen sollen?

Autor: MaWin (Gast)
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Wil er bei 512 Stück eh die billigsten von den biliigesten nimmt
und über jedes millicandela froh sein wird ?

Autor: bitte löschen (Gast)
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Du schon wieder...
Sich (an anderer Stelle) als "Urgestein" selbst zu loben, berechtigt 
einen nicht, jemanden anderes Sachen zu unterstellen, die er gar nicht 
geschrieben hat.
Du bist schon bei Deiner letzten unangemessenen Beschimpfung gegen mich 
nicht auf meine Gegenfragen dazu eingegangen, ich versuche es trotzdem 
nochmal:

- Wo habe ich geschrieben, dass die LEDs durch die 74574 direkt 
angesteuert werden sollen? (In der Stückliste ist auch von 64 
Transistoren die Rede, aber da es hier um die Frage der Adressierung der 
LEDs ging, und nicht um eine vollständige Schaltungsbeschreibung, bin 
ich darauf natürlich nicht eingegangen.)
- Wie kommst Du auf 1:10? In der Bauanleitung ist von 8x8x8 LEDs die 
Rede.
- Wie kommst Du dann auf den Quatsch mit dem vollen Strom?
Zitat aus der Stückliste:
"64x resistors. (see separate step for ohm value)"

Hast Du es mal mit Sport, Klassik oder Heavy Metal probiert? Baut mehr 
Stress ab, als fremde Menschen anzupöbeln.

Autor: herr b. (Gast)
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hmm... ich mag eure streiterei ja ungern unterbrechen, aber wie 
adressiere ich nun mit diesem ic (wovon ich 8 stück habe) die 512 leds?

laut der anleitung spielt wohl auch der eine rolle, ich kann aber nicht 
beurteilen welche?

viele grüße

der herr b.

Autor: herr b. (Gast)
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ich meinte den "74HC138N", hat er im beitrag vorher leider nicht 
gepostet...

Autor: Mike (Gast)
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Der Würfel wird mit 8 Ebenen aufgebaut. Eine Ebene enthält 64 Led (8x8) 
die über die 8 Latches angesteuert werden. Die Ansteuerung läuft so ab:

- Ebene abschalten
- die 8 Latches nacheinander mit den Daten befüllen (das richtige Latch 
wird über den Adressdekoder ausgewählt)
- nächste Ebene anschalten

Die Daten für die Latches werden über einen parallelen Bus angeliefert. 
Beim Umschalten der Adresse auf das nächste Latch werden die Daten 
übernommen (L->H Flanke am CP Eingang des 574).

Allerdings könnte es mit der vorgeschlagenen Schaltung Probleme geben: 
der 74HC138-Dekoder ist beim Umschalten der Adresse aktiv. D.h. es gibt 
sehr wahrscheinlich Glitches auf den Ausgängen. Die Daten landen dadurch 
in mehreren Latches. Du solltest es besser kurzzeitig über einen 
Enable-Eingang abschalten.

Ich weiss jetzt nicht wie Mawin auf die Idee mit dem 1:64 Multiplex 
gekommen ist. Die Schaltung verwendet 1:8 und das sollte mit normalen 
LED problemlos machbar sein.

Autor: bitte löschen (Gast)
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Ich glaube, ich weiß, wo das Verständnis fehlt:
Die LEDs werden quasi von zwei Seiten "angesteuert".
Welche von 8 Ebenen (je 64 LEDs) gerade aktiv ist, wird dadurch 
bestimmt, welche Ebene gerade GND "bekommt".

(Ich weiß, dass sich bei gewissen "Profis" angesichts dieser Erklärung 
die Nackenhaare aufrichten, aber es ist auch nur ein Denkanstoß.)

Autor: (Gast) (Gast)
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Die Analog-Eingänge lassen sich auch als Ausgang benutzen... (außer A6 
und A7)

Autor: MaWin (Gast)
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> Du schon wieder...

Ja, immer wenn hier Leute auftreten die nicht mal die Frage gelesne 
haben, muß man ja korrigierend eingreifen.

Du antwortest dem herr b.
> Ich habe mich jetzt nicht durch alle Seiten dieser Anleitung gequält

und ich sage, du hättest vielleicht alles lesen sollen, denn

> da es hier um die Frage der Adressierung der LEDs ging,

Richtig, und herr b. meinte es mit
> 8+8+8=24
Ausgängen schaffen zu können.

Während deine Antwort sich auf irgendein Projekt bezieht welches es 
anders macht als herr b. es machen will, zielte meine Antwort auf die 
Begründung ab, warum das so nicht geht wie er sich das denkt, sondern er 
mehr braucht.


Mit den 12 Ausgängen des herrn b. ist der 74HC574 für 8 Panes je 64 LEDs 
die falsche Wahl. Der 74HC138 zum Einsparen von Ausgängen hilft oft aber 
hier nicht ganz. Man sollte 8 Spalten a 10A durch P-MOSFETs wie IRF7329 
die direkt an 8 Ausgangspins des Arduino hängen schalten (von denen zu 
einer Zeit nur einer an ist) und die 64 LEDs durch 8 TPIC6B595 
versorgen, da die TPICs seriell in Reihe hintereinander an die 
verbleibenden 4 Ausgänge anschliessbar sind und gleich den nötigen Strom 
schalten können. Dummerweise muß er dann seine schon gekauften 74HC574 
wegschmeissen.

Autor: bitte löschen (Gast)
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Die Frage des Herrn B. bezieht sich aber auf das Verstehen eben jenes 
Projekts, nicht auf sein eigenes, was bisher nur aus Versuchen mit 
deutlich weniger LEDs besteht. Seine Frage ist eine reine 
Verständnisfrage.

herr b. schrieb:
> wie ich mit dem 74HCT574N irgendwas adressieren
> soll?

Ich denke, das Missverständnis besteht darin, das die 8 74574 nicht, wie 
angenommen, adressieren, sondern stattdessen adressiert werden, und zwar 
durch den 74138.

Wie Du siehst, habe ich die Frage sehr wohl gelesen, ich habe mir sogar 
überlegt, was mit der Frage gemeint ist und wo das Verständnissproblem 
liegt.
Du hast eine möglicherweise bessere technische Lösung beschrieben, als 
in der genannten Anleitung, aber darum geht es nicht, sondern um das 
Grundverständniss, wie die 512 LEDs angesprochen werden.
Ob das jetzt über Decoder und Latches, über Schieberegister oder über 
Multiplexing gemacht wird und wie die Umsetzung in die nötige Leistung 
realisiert wird, ist erst mal Nebensache, solange das Grundprinzip nicht 
verstanden wurde.

MaWin schrieb:
> Richtig, und herr b. meinte es mit
>> 8+8+8=24
> Ausgängen schaffen zu können.

Er hat aber den Konjunktiv benutzt ("bräuchte").

MaWin schrieb:
> und ich sage, du hättest vielleicht alles lesen sollen, denn

Ich war (und bin) sehr positiv beeindruckt von der Klarheit und 
Schlichtheit von Seiten wie dem Elektronik-faq, an denen Du Dich auch 
beteiligst. Die verlinkte Seite ist genau das Gegenteil. Sie ist so mit 
Grafiken, Werbung etc.. überladen, dass ich froh war, als ich mich zum 
Schaltplan durchgeklickt hatte, so dass ich das Prinzip verstehen konnte 
und mir den Rest ersparen konnte. Ich werde das jetzt nachholen, und 
falls ich irgendeine Information finden sollte, die ich nicht vorher 
schon aus dem bereits gesehenen extrapolieren konnte, werde ich mich 
hier dazu äußern.

Autor: bitte löschen (Gast)
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So, ich habe mich durch die 72 Seiten ("steps") geklickt und nach 
Informationen gesucht, die die Frage des Herrn B. betreffen und nicht 
vorher schon klar waren. Das einzige, was vielleicht erwähnenswert sein 
könnte, ist, dass auch die alternative Möglichkeit der Verwendung von 
Schieberegistern beschrieben wird.

Zum herunterladen der Schaltpläne muss man sich übrigens dort anmelden.

Autor: M. W. (hobbyloet)
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Hallo,

schau dir mal diese Seite mit dem 8er Cube an.

http://www.stefan-weigert.de/

Autor: Maddin (Gast)
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warum nicht das Forum nutzen?

http://www.mikrocontroller.net/articles/LED_cube

Autor: Waldemar A. (exilit)
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Hallo zusammen,

ich hoffe dieses Thema nochmal ausgraben zu dürfen, da mein Anliegen 
genau ins Theman passt. Ich plane ebenfalls einen LED-Cube und bin auf 
auf dieses Thema hier gestoßen, da mir die 70mA des 74HC574 als zu wenig 
erscheinen(soll heir aber nun nicht Thema sein).da ich die Latches 
ebenfalls mit dem 74HC138 adressieren wollte, bin ich über folgende 
Aussage ins Grübeln gekommen:

MaWin schrieb:
> Der 74HC138 zum Einsparen von Ausgängen hilft oft aber
> hier nicht ganz.

Könnte mir Jemand erklären, in wiefern der 138er hier nicht 
empfehlenswert ist?

LG
W.A.

Autor: MCUA (Gast)
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> allerdings blicke ich zum beispiel nicht durch wie ich mit dem 74HCT574N
> irgendwas adressieren soll?
damit gar nichts. Leg die Adressen an die Eing. des '138 , \WR an \En 
des '138. Mit den \Outs des '138 kann man dann die Daten der einzelnen 
'574 (oder auch '573) speichern (oder latchen).

Autor: andy (Gast)
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Hallo,für meinen 8x8x8 Cube habe ich 8 TPIC6B595 und 8 
Mosfetsgebraucht,dazu 64 Wiederstände.Am MC brauchst du dann nur 11 Pins
und funktioniert tadellos.

gruss

andy

Autor: Waldemar A. (exilit)
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und die rund 60mA pro Led reichen? Sind die nicht zu dunkel?

Autor: andy (Gast)
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Hallo,falls die Frage auf mich bezogen war,reicht dicke aus.Es ist sehr 
angenehm in einem dunklen Raum in den leuchtenden Cube zu schauen.Man 
kann jede einzelheit erkennen,nicht nur einen strahlenden Würfel.Bei 
Animationen
ist die leuchtstärke auch absolut zufriedenstellend.

gruss

andy

Autor: Waldemar A. (exilit)
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Hallo, ja war an dich gerichtet xD.
ich sehe gerade, dass das ja ein Schieberegister und kein Flip-Flop ist. 
dann muss ich seriell ansteuern, richtig?

Ach und: hast du low-current LED's verwendet oder normale?

Autor: andy (Gast)
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Hallo,normale blaue LEDs .Die Schieberegister werden über SPI 
angesteuert.
diese Schieberegister schalten gegen GND,also Ebenen an 5V und GND an 
die Schieberegister.

gruss

andy

Autor: Waldemar A. (exilit)
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Ahja, dann weiß ich bescheid, danke.

Werde mir das nochmal überlegen, und will nochmal schauen, durch welche 
Ansteuerung, das Befüllen schneller geht. Aber klingt eigentlich 
ziemlich praktisch.
Wenn ich noch Fragen haben sollte, werde ich mich melden. Und falls noch 
Jemandem eine Möglichkeit einfällt, es parallel zu lösen, immer her 
damit, bin für Alles dankbar.

LG

Autor: andy (Gast)
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Hallo,mein MC läuft mit 12Mhz.Zeitlich ist das befüllen kein problem,die 
meiste Zeit wartet man darauf das eine Ebene fertig ist mit dem anzeigen
bei 61 Hertz Anzeige des Cubes.

gruss

andy

Autor: Thorsten S (Gast)
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Autor: Waldemar A. (exilit)
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Hallo nochmal,

@Andy: Danke, gut zu wissen.

@Thorsten S: Auch dir danke, ich denke das soll als Parallel adressierte 
Lösung dienen, aber das habe ich schon gesehen und gelesen. Bei dem 
574er und 573 machen mir die Ströme Sorgen. Ich denke nicht, dass die 
70mA gesamtleistung(70/8 mA pro LED) ausreichend sind, um normale LED's 
hell genug zu bekommen. Wenn ich mich damit sehr täusche, korrigier mich 
bitte.

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