Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Treppenbeleuchtung - Ausgangspins zusammenschalten?


von Sebastian W. (sebastian_w29)


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Liebe Leute,

ich baue gerade eine Treppenbeleuchtung:

http://sebastian.wangnick.de/treppe.jpg

uC ist z.Zt. ein Arduino Mega. Die LED-Streifen basieren auf dem WS2801. 
Die Streifen sind über J-Y(St)Y Telefonleitung 2x2x0,6mm auf einem 
Protoshield verlötet. +5V und GND liefert ein PC-Netzteil (20A). Die 
Datenleitungen gehen einzeln direkt an die Ausgänge 22-37 des Arduino 
Mega, die Clockleitungen sind miteinander verbunden und über 100 Ohm mit 
Ausgang 41 verbunden. So weit, so gut.

http://sebastian.wangnick.de/treppe_mega.jpg

Ich habe nun ein Problem mit dem Clock-Puls. Wo bei einem Streifen eine 
Pulslänge von zwei Takten ausreichend war (125ns), muss ich die 
Pulslänge bei der Treppe auf ca 1us erhöhen. Auf dem Oszilloskop ist 
deutlich eine Ladungs-Entladungskurve zu sehen, die ich auf 4-6 nF 
umrechnen kann:

http://sebastian.wangnick.de/clock.png

Die Kabellängen summieren sich bei 16 Stufen auf immerhin ca. 50 Meter, 
und 4-6 nF passen ungefähr zu den im Internet genannten 
Kapazitätsbelägen von geschirmten Telefonkabeln.

Jetzt meine Frage: Spricht etwas dagegen, alle gemeinsamen 
Clockleitungen über einen geringeren Widerstand gleichzeitig mit den 
Ausgängen 41, 40 und 39 (alle PORTG) zu verbinden, um die Stromstärke zu 
erhöhen und entsprechend die Pulslänge verringern zu können?

MfG, Sebastian

PS: Mir ist schon klar, dass ich die Clockleitungen auch auf die drei 
Ausgänge verteilen könnte. Abgesehen von der Löterei würde ich aber 
gerne grundsätzlich wissen, ob man Ausgangsports kombinieren kann um 
größere Ströme erzeugen zu können.

von Sebastian W. (sebastian_w29)


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Niemand?

von Wusel D. (stefanfrings_de)


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Solange die drei Bits zum gleichen Port gehören, kannst du ihren Pegel 
gleichzeitig ändern. Dann kannst Du sie auch parallel schalten.

Bei den Kabeln würde ich aber eher versuchen, die Taktrate zu reduzieren 
und die Empfänger so umzubauen, dass sie mit den flachen Signalflanken 
klarkommen.

Bedenke, dass steile Signalflanken zu einer starken Abstrahlung von 
elektromagnetischen Wellen führen. Bei alten Druckerports zu 286er 
Zeiten hatte man an beiden Enden des Kabels alle Signal-Adern mit 
kleinen Kondensatorem in Bereich 100pF bis 1nF belastet, um die 
Signalflanken zu "entschärfen".

von Schlumpf (Gast)


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Meines Erachtens spricht immer was dagegen, Push-Pull-Ausgänge parallel 
zu schalten. Da diese nie 100%ig gleichzeitig schalten und somit 
Kurzschlüsse entstehen.
Anders sieht das natürlich bei OD-Ausgängen aus.

Aber warum schaltest du einen 100 Ohm Widerstand in die Taktleitung?

Schaltplan wäre sinnvoll..

von Tobias (Gast)


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Sebastian W. schrieb:
> http://sebastian.wangnick.de/treppe_mega.jpg

Sieht gut aus. Wechseln die Led's auch die Farbe oder bleibt das immer 
so?



Sebastian W. schrieb:
> Jetzt meine Frage: Spricht etwas dagegen, alle gemeinsamen
> Clockleitungen über einen geringeren Widerstand gleichzeitig mit den
> Ausgängen 41, 40 und 39 (alle PORTG) zu verbinden, um die Stromstärke zu
> erhöhen und entsprechend die Pulslänge verringern zu können?

Warum nimmst du keinen Transistor?

von Sebastian W. (sebastian_w29)


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Vielen Dank für eure Beiträge!

Stefan Frings schrieb:
> Solange die drei Bits zum gleichen Port gehören, kannst du ihren Pegel
> gleichzeitig ändern. Dann kannst Du sie auch parallel schalten.

Ok, werd ich versuchen, danke.

Tobias schrieb:
> Sieht gut aus. Wechseln die Led's auch die Farbe oder bleibt das immer
> so?

Das Ziel ist natürlich Farbwechsel. Um nicht zu flackern sollte die 
Framerate möglichst hoch sein, so 100 Hz oder mehr.

Stefan Frings schrieb:
> Bei den Kabeln würde ich aber eher versuchen, die Taktrate zu reduzieren
> und die Empfänger so umzubauen, dass sie mit den flachen Signalflanken
> klarkommen.

Empfänger ist jeweils der erste WS2801 von jedem Streifen, da lässt sich 
nichts umbauen. Die längste Stufe hat 47 LED. Die Treppe braucht also 
1128 Clockimpulse pro Frame. Bei den derzeitigen verwaschenen Flanken 
brauche ich schon 2μs pro Clockpuls (1μs steigende, 1μs fallende 
Flanke), damit sind schon mal 2ms pro Frame futsch. Dazu brauche ich zur 
Zeit 8-10ms um einen Frame von der SD-Karte zu laden. Damit rutsche ich 
unter 100 Hz Framerate. Daher der Antrieb die Clockpulse zu verkürzen.

Und ja, ungeschirmte Kabel wären besser gewesen. Im Nachhinein ist man 
immer schlauer.

Tobias schrieb:
> Warum nimmst du keinen Transistor?

Ja, danke. Darauf läuft es wohl hinaus wenn das Zusammenschalten der 
drei Pins noch nicht reicht.

Schlumpf schrieb:
> Aber warum schaltest du einen 100 Ohm Widerstand in die Taktleitung?

Sonst geht der Strom während der Ladephase des Kabels bis zum Anschlag, 
so 85mA, das wollte ich dem einen Pin des Atmega nicht dauernd immer 
wieder zumuten.

LG, Sebastian

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