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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 7-Segment Anzeige mit gemeinsamer Anoder


Autor: Tobias (Gast)
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Hallo,

nur ne kurze Frage: ich möchte eine 7-Segment Anzeige mit gemeinsamer 
Anode betreiben. Die Kathoden werden über Vorwiderstände direkt an einen 
AVR angeschlossen und die gem. Anode muß ich doch über einen PNP mit 
+5V verbinden und zwar derart, dass der Kollektor an die gem. Anode 
kommt, und der Emitter an +5V. Die Basis natürlich über Widerstand an 
einen AVR-Pin.

Stimmt das so? Ich bin mir gerade nicht sicher, ob nicht vielleicht doch 
der Emitter des PNP an die gem. Anode muß.

Vielen Dank!

MfG
Tobias

Autor: Klaus (Gast)
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Wenn Du nur EINE Anzeige anschliessen willst, kannst Du den Transistor 
komplett weglassen und Anode direkt mit +5V verbinden.

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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Ist schon richtig so.
Widerstand so 500 ohm - 1k ohm

Autor: Tobias (Gast)
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> Widerstand so 500 ohm - 1k ohm

Du meinst den Basisiderstand, oder? Ich denke, da kann ich deutlich 
höher gehen denn ich werde dann den BCV26 benutzen, ist ein 
Darlington-Typ.

@Klaus

Insgesamt werden 4 Anzeigen angeschlossen.

Autor: remo (Gast)
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Kleiner Tipp:
Achte darauf, das die Transistoren auf jedenfall komplett Durchschalten 
und in Sättigung gehen, sonst hast du eine zu große Verlustleistung auf 
dem Transistor. Das merkst du wenn sie heiss werden.
Um den Vorwiderstand einzusparen hab ich es mal mit Digitaltransistoren 
(Vorwiderstand ist da bereits im Transsitor integriert) in SMD Bauform 
probiert Da hatte ich vorher nicht sauber gerechnet und schon fingen die 
Dinger zu dampfen an.
Um bessere Schaltzeiten hinzubekommen und damit die Verlustleistung der 
Transistoren weiter zu reduzieren kann es sinnvoll sein zusätzlich zu 
dem Vorwiderstand noch einen Widerstand gegen +5V zu spendieren, der die 
Basisikapazität schneller entlädt und damit für eine steilere 
Abschaltflanke sorgt.

Viel Spass
Remo

Autor: Peter Dannegger (peda)
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remo wrote:
> Um bessere Schaltzeiten hinzubekommen und damit die Verlustleistung der
> Transistoren weiter zu reduzieren kann es sinnvoll sein zusätzlich zu
> dem Vorwiderstand noch einen Widerstand gegen +5V zu spendieren, der die
> Basisikapazität schneller entlädt und damit für eine steilere
> Abschaltflanke sorgt.


Man könnte auch einfach npn nehmen (C an +5V, B an AVR, E an Anzeige), 
dann hat man überhaupt keine Schaltzeitprobleme, da die nicht gesättigt 
werden.
Die 0,7V Abfall stören nicht.
Und die Basiswiderstände hat man auch gespart.


Peter

Autor: Tobias (Gast)
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Wahnsinn, auf die Idee mit den NPN muß man erst mal kommen. Vor allem, 
dass man die Basiswiderstände weglassen kann und wenn man mal genauer 
drüber nachdenkt, ist es eigentlich auch klar.

Bei dem PNP hätte man das Problem, dass durch anlegen von 0V an dessen 
Basis die Emitter-Basis-Diode voll leitend wird und ohne Widerstand 
würde sich der Transistor schnell verabschieden, wenn am Emitter mal 5V 
angenommen werden.

Verwendet man dagegen einen NPN so, wie Peter es beschrieben hat, ist 
die Basis-Kollektor-Diode entweder in Sperrrichtung geschaltet, oder 
aber es liegen über ihr 0V an. In beiden Fällen sperrt diese Richtung 
also und der Strom durch die Basis-Emitter-Diode wird ja durch den 
Vorwiderstand des LED-Segments besgrenzt.

Cool, genau so werde ich es machen! Und wieder was gelernt :)

Danke!

Tobias

Autor: remo (Gast)
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Probiers lieber aus, denn das wird aus meiner Sicht nicht 
zufriedenstellend arbeiten.
Die Anzeigen werden vorraussichtlich abhängig von der Anzahl der 
leuchtenden Segemnte sehr unterscheidlich hell leuchten.
Das liegt daran, dass der Basisstrom durch jeweils eine unterschiedliche 
Anzahl an Segmenten und Segemnt-Vorwiderständen fliesst und dieser 
Effekt auch noch mit dem Verstärkungsfaktor des Transistors verstärkt 
wird.
Zusätzlich verbrätst du nicht unerhebliche Wärme im Transistor.
Der Ausgangspegel wird durch den Spannungsabfall im uC plus BE Strecke 
des Darlingtons gute 2Volt unter der Versorgungsspannung liegen. (ca 0,7 
+ 1,4 = 2.1). Wenn du im Mittel 20mA pro Segement verwendest (bei 4 
Anzeigen heisst das einene Einschaltwert von 80mA, da jedes im Multiplex 
Betrieb ja nur 25% der Zeit leuchtet) und du von maximal 8 Segmenten 
ausgehst, dann verbätst du 20mA *8 *2 Volt = 320mW im Transistor. Da 
wird er schon schön warm.

Probiers also lieber aus, bevor du einen Platinenlayout anlegst und 
schreib deine SW so, dass du die Logik leicht umdrehen kannst. Nun 
leuchten die Anzeigen ja wenn eine 1 am Port anliegt.

Viel Spass
Remo

Autor: Tobias (Gast)
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> Die Anzeigen werden vorraussichtlich abhängig von der Anzahl der
> leuchtenden Segemnte sehr unterscheidlich hell leuchten.

Ich habe das mal simuliert. Bei allen 8 Segmenten fließen etwa 0,8mA 
weniger pro Segment, als wenn nur ein Segment leuchtet. Ich denke, 
diesen Unterschied kann man nicht sehen.

Allerdings spricht jetzt gerade ein anderes Argument doch für die 
Methode mit den PNP. Die 4 Basiswiderstände ermöglichen das Verlegen von 
Leiterbahnen zw. den Anschlüssen denn ohne die komme ich mit einem 
brückenfreien einseitigen Layout nicht hin und ich hasse Brücken!

Autor: Winfried (Gast)
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Ich glaube, das ist ein Denkfehler, mit den unterschiedlichen Strömen. 
Vorausgesetzt, die Basis bleibt auf gleichem Potenzial, dann ist der 
Emitter auch immer fast auf gleichem Potenzial. Und dann ist der 
Spannungsabfall an den Vorwiderständen auch immer gleich. Und damit ist 
der Strom durch die Segmente auch immer gleich.

Der Basisstrom, der durch die Segemente fließt, ist irrelevant. Wenn der 
da nicht lang fließen würde, würde der Strom eben über den Kollektor 
kommen.

Das, was Einfluss hat, ist:
* Die Basis-Emitter Spannung ändert sich minimal
* Die Port-Ausgangsspannung des Prozessors ändert sich je nach Belastung


Was die Verlustleistung angeht: Irgendwo muss man ja die Energie 
verbraten, ob nun in Vorwiderständen oder im Transistor. So lange der 
nicht überlastet ist, ist es wurscht.

Autor: Peter Dannegger (peda)
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remo wrote:
> Probiers lieber aus, denn das wird aus meiner Sicht nicht
> zufriedenstellend arbeiten.
> Die Anzeigen werden vorraussichtlich abhängig von der Anzahl der
> leuchtenden Segemnte sehr unterscheidlich hell leuchten.

Nö, die Kollektorschaltung hat einen sehr geringen Ausgangswiderstand, 
damit hat man früher sogar Spannungen stabilisiert (Z-Diode an Basis).


> Das liegt daran, dass der Basisstrom durch jeweils eine unterschiedliche
> Anzahl an Segmenten und Segemnt-Vorwiderständen fliesst und dieser
> Effekt auch noch mit dem Verstärkungsfaktor des Transistors verstärkt
> wird.

Die BE-Strecke hat eine Diodenkennlinie, d.h. weitgehend konstante 
Flußspannung über eine großen Basis-Strombereich.

Die Spannungsschwankung ist weit geringer, als die 
Fertigungsunterschiede der Segmente untereinander.


> Zusätzlich verbrätst du nicht unerhebliche Wärme im Transistor.

Erzähl noch einen, die 0,7V machen überhaupt nichts aus, Du jagst ja 
keine 10A durch die LEDs.
Darlingtons sind völlig unnötig.


Peter

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