Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Großes Zeit-Display bauen


von Tobias Elke (Gast)


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Hallo Leute,

ich möchte für ein Projekt ein Display bauen, das eine Zeit anzeigen 
wird. Hierfür muss ich ein relativ großes Display bauen.

Jedes Ziffer soll 200x100mm groß sein, gebaut aus den 5mm LEDs mit je 
5mm Abstand. Also habe ich 10 LEDs für ein Segment. Zwei segmente in der 
Höhe, eins in der Breite.

Da ein ganzes Segment nicht ausfallen darf, wenn zufällig eine LED 
ausfallen sollte, muss ich die LEDs parallel betreiben. Und wenn ich 
davon ausgehe, dass jede LED rund 20mA zieht, habe ich pro Segment 100mA 
bei ca. 3V. Bei 7 Segmenten sind es 700mA

Ich brauche insgesammt entweder 5 oder 6 Ziffern, also 35-42 Segmente.

Meine Idee ist momentan einfach eine (oder zwei) Spannungsquelle(n) zu 
nehmen und die auf eine Spannung einzustellen, bei der die LEDs eh nicht 
mehr als 20mA ziehen. Für die Ansteuerung werde ich einen 
Mikrocontroller verwenden, über einen N-Mosfet die LED Reihe ein- und 
ausschalten kann.

Habt ihr da evtl. bessere Ideen zur Umsetzung? Was mich momentan etwas 
stört, sind die 35-42 Mosfets, die dann doch ganz schön ins Geld gehen.

von MaWin (Gast)


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Tobias Elke schrieb:
> Meine Idee ist momentan einfach eine (oder zwei) Spannungsquelle(n) zu
> nehmen und die auf eine Spannung einzustellen,

Gibt es einen bestimmten Grund, warum du mit 100%iger Überzeugung 
absolut genau das machen willst, was in ALLEN Seiten zum Anschluss von 
LEDs als absolut unbedingt zu vermeidende weil voll blöde Methode 
dargesetllt ist ?

Wenn du gewollt hättest, hättest du sogar nachlesen können, warum das so 
ist, aber du willst offenbar nicht nachlesen.

Also hast du nur 2 Möglichkeiten:

Mach es so, wie alle es dir raten, mit je einem Vorwiderstand pro LED, 
je 10 an beispielsweise ULN2803 Treiber-Ausgang,

oder mach es so wie du partout willst und erkenne die Nachteile in den 
nächsten Jahren.

Sorge für ein 4A 5V Netzteil.

von Frank (Gast)


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Mal eine wirklich innovative Idee:

Es gibt diese digital seriell ansteuerbaren LED-Stripes. Die kann man 
auch ganz vorsichtig zerschneiden und wieder kontaktieren.

Also "lege" doch damit deine mehrstellige 7-Segmentanzeige aus so einem 
Stripe (geht dann auch größer als 10x20), schalte alle Segmente logisch 
in Reihe.

Dann kannst du die Segmente von einem Ende her seriell ansteuern. Ein 
kleiner MC (z.B. Arduino) kann das für Dich erledigen ...

von guss (Gast)


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Tobias Elke schrieb:
> Da ein ganzes Segment nicht ausfallen darf, wenn zufällig eine LED
> ausfallen sollte, muss ich die LEDs parallel betreiben.

Deine Aussage verstehe ich nicht.

Sind Dir Z-Dioden bekannt?
Hast Du schon mal etwas von einer Parallelschaltung verschiedener 
Bauteile gehört?
Ist die Lichterkette von Deinem Tannenbaum auch vollkommen dunkel, wenn 
nur ein LED ausfällt?

von Falk B. (falk)


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Beitrag "Re: Zeigt her eure Kunstwerke (3)"

Ansonsten, siehe LED-Matrix und ganz besonders für den OP der 
Artikel LED.

von Udo S. (urschmitt)


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Tobias Elke schrieb:
> Da ein ganzes Segment nicht ausfallen darf, wenn zufällig eine LED
> ausfallen sollte

Diese Forderung erwächst wohl aus der Tatsache daß bei dieser 
Ansteuerung:

Tobias Elke schrieb:
> Meine Idee ist momentan einfach eine (oder zwei) Spannungsquelle(n) zu
> nehmen und die auf eine Spannung einzustellen, bei der die LEDs eh nicht
> mehr als 20mA ziehen.

wohl oder über öfter mal eine oder mehrere Leds ausfallen.

Falk hat dir die relevanten Links genannt wie man es besser macht.

von zufaulzumlogin (Gast)


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Warum nicht eine fertige 7-Segmentanzeige nehmen?

von Tobias Elke (Gast)


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MaWin schrieb:
> Gibt es einen bestimmten Grund, warum du mit 100%iger Überzeugung
> absolut genau das machen willst, was in ALLEN Seiten zum Anschluss von
> LEDs als absolut unbedingt zu vermeidende weil voll blöde Methode
> dargesetllt ist ?

Es gibt zwei Gründe dafür. Einmal möchte ich die Helligkeit der LEDs 
anpassen können und zum Anderen soll es eine Low Power Anwendung sein, 
da sie über Akkus betrieben wird. Und da möchte ich nicht einfach so 
Wärme erzeugen.

Klar kann ich dann trotzdem mit der Spannung etwas hochgehen und einen 
kleinen Vorwiderstand einsetzen.

Ich verstehe aber trotzdem die Aufregung hier nicht so ganz.
Ich habe eine Spannungsquelle. Und sagen wir mal, ich setze vor die 
Spannungsquelle einen relativ großen Elko rein, dann habe ich eine 
relativ stabile Versorgung.

Jetz mal konkret. Im Datenblatt habe ich einen maximalen Strom von 30mA 
bei 2,1V. Ab 1,7V fängt die LED an zu leuchten. Was ist denn verkehrt 
daran, wenn ich sage, dass meine Spannungsquelle maximal 2V oder 1,9V 
liefert?

von Oliver R. (orb)


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Tobias Elke schrieb:
> Was ist denn verkehrt
> daran, wenn ich sage, dass meine Spannungsquelle maximal 2V oder 1,9V
> liefert?

Wenn Du die LEDs selektierst, daß sie alle die exakt gleiche 
Durchlassspannung haben und die Spannung so niedrig ansetzt, daß die 
LEDs auch bei der ungünstigsten Temperatur nur max 10mA nehmen wird es 
laufen. Aber rechne auch dann noch mit deutlich sichtbaren 
Helligkeitsunterschieden in einem Segment.
Nur was hast Du bei diesem Aufwand gewonnen?

: Bearbeitet durch User
von Helge A. (besupreme)


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Vorab wäre zu überlegen, ob auch 10mA pro LED ausreichen. Das ist immer 
noch sauhell.

Bei nur 50% des erlaubten Maximalstroms reduziert sich die Ausfallrate 
hauptsächlich auf Frühausfälle. Das fertige Teil ein paar Tage bei Hitze 
und bei Kälte laufen lassen.

Bei jetzt vernachlässigbarer Ausfallrate ist Reihenschaltung möglich. 
24-36V/0.5A als Versorgung dürften dann ausreichen je nach Farbe. 
Ansteuern mit ULN2803 wie MaWin schon geschrieben hat oder irgendwelche 
3-Cent-NPN's. Luxusversion: 2-3 x WS2803.

von Falk B. (falk)


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@ Tobias Elke (Gast)

>Es gibt zwei Gründe dafür. Einmal möchte ich die Helligkeit der LEDs
>anpassen können

Das kann man mit Vorwiderstädnen oder Stromquellen auch.

>und zum Anderen soll es eine Low Power Anwendung sein,
>da sie über Akkus betrieben wird.

LED und Low Poer ist ein Oxymoron ;-)

>Ich verstehe aber trotzdem die Aufregung hier nicht so ganz.
>Ich habe eine Spannungsquelle. Und sagen wir mal, ich setze vor die
>Spannungsquelle einen relativ großen Elko rein, dann habe ich eine
>relativ stabile Versorgung.

Das ist nicht das Problem.

>Jetz mal konkret. Im Datenblatt habe ich einen maximalen Strom von 30mA
>bei 2,1V. Ab 1,7V fängt die LED an zu leuchten. Was ist denn verkehrt
>daran, wenn ich sage, dass meine Spannungsquelle maximal 2V oder 1,9V
>liefert?

Dass du den Artikel LED immer noch nicht gelesen geschweige denn 
verstanden hast. LIES ihn, wenn es sein muss MEHRFACH und in RUHE, auch 
die verlinkten Forenbeiträge, wo eben diese unsägliche Diskussion schon 
millionfach gelaufen ist. UNd du wirst hoffentlich erkennen, warum man 
LEDs nicht direkt an Konstantspannung betreibt.

von MaWin (Gast)


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Tobias Elke schrieb:
> Ich habe eine Spannungsquelle.

Und da it etwas zum Anschluss vopn LEDs ungeeignetes.
LEDs sind keine Glühlampen.
LEDs wollen einen definierten Strom sehen.
Die Spannung suchen sie sich dann aus.
Ob es für 10mA dann 1.7V oder 2.4V werden, kannst nicht DU entscheiden.

Lern einfach Grundlagen über LEDs, und so lange du das nicht tun willst, 
mach es so, wie es empfohlen wird.

von 6A66 (Gast)


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MaWin schrieb:
> LEDs wollen einen definierten Strom sehen.
> Die Spannung suchen sie sich dann aus.
> Ob es für 10mA dann 1.7V oder 2.4V werden, kannst nicht DU entscheiden.

Korrekt - mit Einschränkung:
Bei den üblichen Feld-Wald-Wiesen-20mA-LEDs reicht die Dimensionierung 
über die Uf sofern etwa die gleiche Spannung über dem Widerstand abfällt 
da die Toleranz der Uf meist nicht so viel Differenz am Strom bewirkt 
wie die LEDs an Helligkeitstoleranz haben. Das geht schon seit >20Jahren 
so.

rgds

von Harald W. (wilhelms)


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Tobias Elke schrieb:

> Und wenn ich davon ausgehe, dass jede LED rund 20mA zieht,

Leider wissen die LEDs nicht, wovon Du ausgehst und werden beim
Betrieb an einer Konstantspannungsquelle einen beliebigen Strom
zwischen ca. 5 und 100mA ziehen. :-(
Gruss
Harald

von LK (Gast)


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Tobias Elke schrieb:
> Jedes Ziffer soll 200x100mm groß sein, gebaut aus den 5mm LEDs mit je
> 5mm Abstand. Also habe ich 10 LEDs für ein Segment. Zwei segmente in der
> Höhe, eins in der Breite.

Das Verhältnis Höhe/Breite der einzelnen Segmente (100mm/5mm) ist 
unglücklich gewählt. Die Segmente müssten deutlich breiter sein. 
Ebenfalls stört der zu grosse Abstand von 5 Millimetern zwischen den 
einzelnen LEDs. Das alles sieht nicht gut aus und auch die Lesbarkeit 
leidet darunter.

Ich würde auch keine 7-Segment-Anzeige verwenden, sondern ein 
Dot-Matrix-Display realisieren. Etwa im Format 5 x 7 oder grösser.

Gerade bei solch einem Gross-Display wirkt das nicht nur optisch 
wesentlich gefälliger, sondern auch die Erkennbarkeit der einzelnen 
Ziffern erhöht sich deutlich. Der schaltungs- und bauteilmässige 
Mehraufwand dürfte sich durchaus lohnen.

von Tobias Elke (Gast)


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MaWin schrieb:
> Und da it etwas zum Anschluss vopn LEDs ungeeignetes.
> LEDs sind keine Glühlampen.
> LEDs wollen einen definierten Strom sehen.

Okay, ich muss noch etwas herumrechnen, aber ihr habt mich überzeugt, da 
kommt dann ein Vorwiderstand rein.

LK schrieb:
> Das Verhältnis Höhe/Breite der einzelnen Segmente (100mm/5mm) ist
> unglücklich gewählt. Die Segmente müssten deutlich breiter sein.
> Ebenfalls stört der zu grosse Abstand von 5 Millimetern zwischen den
> einzelnen LEDs. Das alles sieht nicht gut aus und auch die Lesbarkeit
> leidet darunter.

Wieso findest du das? Bei den normalen 7 Segment Anzeigen ist es doch 
genauso, nur etwas kleiner.

LK schrieb:
> Ich würde auch keine 7-Segment-Anzeige verwenden, sondern ein
> Dot-Matrix-Display realisieren. Etwa im Format 5 x 7 oder grösser.

Ein Dot-Matix-Display? Da würde ich sehr viel mehr LEDs brauchen, die am 
Ende garnicht erst verwendet werden, etwa doppelt wenn nicht sogar drei 
Mal so viele. Hast du ein gutes Argument dafür?

von Amateur (Gast)


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Du solltest Dich wirklich mal intensiv mit der Ansteuerung zw. dem 
Betrieb von LEDs beschäftigen.

Da diese Hype schon lange anhält dürfte das Tema, an allen Ecken und 
Kanten - noch und nöcher - behandelt worden sein.

Sind Deine Ansprüche an die Gleichmäßigkeit der Helligkeit sehr hoch, 
kommst Du um einzeln einstellbare Stromquellen (wahrscheinlich von Hand) 
nicht herum.

Da jedes Segment ein "Einzelkämpfer" ist, d. h. völlig unabhängig von 
seinem "Nebenmann" agiert, kommst Du um die Einzelansteuerung jeder 
Stromquelle nicht herum.

von LK (Gast)


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Tobias Elke schrieb:
> LK schrieb:
>> Das Verhältnis Höhe/Breite der einzelnen Segmente (100mm/5mm) ist
>> unglücklich gewählt. Die Segmente müssten deutlich breiter sein.
>> Ebenfalls stört der zu grosse Abstand von 5 Millimetern zwischen den
>> einzelnen LEDs. Das alles sieht nicht gut aus und auch die Lesbarkeit
>> leidet darunter.

> Wieso findest du das? Bei den normalen 7 Segment Anzeigen ist es doch
> genauso, nur etwas kleiner.

Extrem dünne Segmente gab es bei Glühfaden-Anzeigen (Minitrons)
aus den 60er-Jahren. (Etwa im Cockpit von Apollo 11).

Bei heutigen ('normalen') LED-Displays bewegt sich das Verhältnis 
Höhe/Breite der Segmente meist in der Grössenordnung von etwa 5/1
(statt 20/1 wie bei deinem Projekt).

von Harald W. (wilhelms)


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LK schrieb:

> Extrem dünne Segmente gab es bei Glühfaden-Anzeigen (Minitrons)
> aus den 60er-Jahren.

Die waren auch entsprechend schlecht abzulesen. Wesentlich besser
waren da die Anzeigen, bei denen die Zahlen in Plexiglasplatten
gefräst wurden, die man dann seitlich beleuchtet hat.
Gruss
Harald

von Tobias Elke (Gast)


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LK schrieb:
> Bei heutigen ('normalen') LED-Displays bewegt sich das Verhältnis
> Höhe/Breite der Segmente meist in der Grössenordnung von etwa 5/1
> (statt 20/1 wie bei deinem Projekt).

Achso, du meinst jetzt, dass ich die Segmente breiter machen sollte? 
Also nicht nur eine LED-Reihe, sondern mehrere?

Wir haben hier an der Autobahn eine riesige Uhr etwa in diesem Format:
http://www.led-fashion.com/product_info.php/info/p87_LED-Wanduhr-mit-roten-LED-s.html

Und daran habe ich mich orientiert. Evtl. schadet es ja nicht, ein 
Segment aus zwei LED-Reihen zu machen.

von Harald W. (wilhelms)


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Tobias Elke schrieb:

> Achso, du meinst jetzt, dass ich die Segmente breiter machen sollte?
> Also nicht nur eine LED-Reihe, sondern mehrere?

Willst Du wirklich eine Uhr bauen, die man aus mehreren hundert
Metern Entfernung ablesen kann? (errechnet aus der Displayhöhe)
Dann müssen auch Segment-Breite und -helligkeit dazu passen.
Gruss
Harald

von MaWin (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> errechnet aus der Displayhöhe

Also theoretischer Quatsch eines optimalen Menschen.
Viele Städter sind jedoch kurzsichtig.
Da sind 20cm Ziffern für Hallensport schon angemessen.
Aber Harald schreibt vermtulich alle seine Korrespondenz
in 3pt Schrift als Kleingedrucktes, weil das ja angeblich
lesbar ist und viel weniger Papier kostet.

von Statler (Gast)


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Warum einfach, wenn's auch kompliziert geht? Wie wäre es mit einem 
altbewährten MAX7219, der braucht keine Vorwiderstände. Die 
Ansteuerungsapplikation für Großdisplays findest Du im Datenblatt. Bei 
Batteriebetrieb müsste ggf. noch ein Boost-Converter davor. Dazu noch 
7-Segmentanzeige mit 100mm oder gar 200mm Höhe.

Oder soll es mal wieder ein Gorgy LEDI Klon mit Sekundenkranz werden?

von Tobias Elke (Gast)


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Statler schrieb:
> Oder soll es mal wieder ein Gorgy LEDI Klon mit Sekundenkranz werden?

Gorgy LEDI Klon - mehr oder weniger. Zumindest in dem Stil. 
Sekundenkranz allerdings nicht.

Diese "Uhr" ist tatsächlich für den Sport gedacht, um eine Zeit 
anzuzeigen, ca. 30 Sekunden soll das Ergebnis leuchten, danach ist die 
Uhr bis zum nächsten Zieldurchlauf dunkel. Ich glaube, die maximale 
Distanz sind so ca. 100-130 Meter.

von Georg (Gast)


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Tobias Elke schrieb:
> Evtl. schadet es ja nicht, ein
> Segment aus zwei LED-Reihen zu machen.

Das reicht eigentlich auch noch nicht, bei rund 100 mm Segmentlänge wäre 
das immer noch 10:1. Das ist lesbar aber nicht schön, fertige Anzeigen 
haben eher 5:1.

Georg

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