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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 7 Segmentanzeige zu dunkel


Autor: marc (Gast)
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Hi,
auf meiner Platine habe ich eine 7 Segmentazeige in Blau (20mA, 3.7V, 
gemeinsame Anode).
Die Anode der Anzeige ist mit dem Collector eines PNP- Transistors 
(BC856) verbunden.
Die Basis des Transistors ist über einen 4,7K Ohm Widerstand mit einem 
CPLD verbunden. IO-Spannung des CPLD ist 3,3V. Der Emitter liegt an 
3.3V.
Die Segmentleitungen (A bis G) sind ebenfalls über 100 Ohm Widerstände 
mit dem CPLD verbunden. So weit funktioniert auch alles.
Nur sind die Segmente der Anzeige ein wenig dunkel.
Gibt es da eine Möglichkeit dies zu ändern?

Vielen Dank & liebe Grüße
marc

Autor: Gast (Gast)
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Widerstände kleiner machen!?! (Mit dem Messer ein Stück abschneiden ;-)

Autor: marc (Gast)
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Hi,
also meine Frage war ernst gemeint. Widerstände kleiner ist schon klar. 
Nur in wie weit verkraftet der CPLD das? Ist ein XL Type.
Also das mit dem Messer habe ich mal versucht. Von dem kleiner 0805er 
ist leider nur ein kleines Häufchen über geblieben.

gruß

Autor: Gast (Gast)
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Datenblatt des CPLD lesen!?!

Autor: juppi (Gast)
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hallo

kleine zeichn.  mit r+ u werten

MfG

Autor: karsten (Gast)
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Sinnvolle Anmerkungen von "Gast"  ;)

- das mit dem Messer   oder:
- das mit dem Datenblatt lesen

Wobei, Recht hat er ja. Zumindest mit dem Datenblatt.

Autor: marc (Gast)
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Hi,
anbei ein Auszug aus dem Schaltplan.

Gruß

Autor: marc (Gast)
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Hi,
so jetzt nochmals mit den gemessen Spannungen.

Gruß

Autor: Gast99 (Gast)
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wenn die anzeige eine flussspannung von 3,7V hat und du dem ganzen nur
3,3V -0.1 UCE anbietest, werden keine 20mA fliessen können!

Autor: marc (Gast)
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Hi,
das war schon klar das keine 20mA fliessen werden können. Ich dachte die 
Anzeigen würden auch mit weniger noch ausreichend leuchten. Aber das die 
so dunkel sind dachte ich dann nicht. Gibt es eine Möglichkeit die 
wenigstens noch ein bisschen heller zu bekommen?

Gruß
marc

Autor: Gast99 (Gast)
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NEIN!!!!!

wenn du nicht mehr spannung zur verfügung hast geht dass nicht!

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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Ist der CPLD 5V-tolerant, respektive bietet er 5V-fähige 
OpenDrain-Anschlüsse? Wenn ja, dann die Displayverschaltung mit 5V 
speisen, das gilt auch für die Ansteuerung der BC856. Ansonsten bleibt 
nur die Verwendung von grünen oder roten Displays. Oder komplett externe 
Leistungstreiber verwenden - mit 5V-Versorgung.

Gruß
Jadeclaw.

Autor: Läubi .. (laeubi) Benutzerseite
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du kannst doch + mit nem logic level Fet schalten und an - ULN Treiber 
ran. Dann muß dein CPLD nix treiben udn du kannst für die Leds z.B. 5V 
oder was halt da ist benutzen.

Autor: Ulrich P. (uprinz)
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Also wenn ich den Widerstand vor einer LED berechne, dann geht das in 
der regel doch so:
Rled=(Vcc-Vled)/Iled
In Deinem Fall also Rled=(3.3V-3.7V)/.02A=-20R
Du musst also einen -20R Widerstand einsetzen und schon wird das Display 
mit optimaler Helligkeit betrieben...
Lösung A:
Du erfindest eine negativen Widerstand und verdienst einen Nobelpreis
Lösung B:
Du akzeptierst einen geringen Helligkeitsverlust und setzt einen Treiber 
aus der ULN-Serie zwischen die Segmente und das CPLD und verringerst die 
Widerstände auf einen Wert, der lediglich der Verhinderung von Sauereien 
auf der Versorgung dient, also etwa 10R.
Lösung C:
Gibt es nicht, hättest Du aber finden können, weil es extra unter dem 
Titel "XAPP805 - Driving LEDs with Xilinx CPLDs" eini PDF gibt, dass das 
Ansteuern von LEDs mit Xilinx CPLDs erklärt und man darin auch gleich 
sehen kann, dass die Dinger nur 8mA pro Pin / Sink abkönnen.

Ich schlage Lösung B vor oder Du experimentierst mal mit einer 
Versorgung von 5V allein für das Display und Widerstände für 8mA. 
Eventuell bekommt Deine Schaltung ja eine konstante Spannung vor Deinem 
Regler, die 5V+3.7V=8.7V nicht überschreitet, dann kann das CPLD mit 
Vorwiderstand direkt das Display treiben ( aber nur mit max 8mA) oder 
man setzt noch einen ULN dazu und hat die vollen 20mA zur Verfügung.

Gruß, Ulrich

Autor: marc (Gast)
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Hi,
vielen Dank Ulrich. War das mit dem ULN so gemeint wie im Anhang?

Gruß
marc

Autor: Gast99 (Gast)
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was'n das für'n quatsch?

Autor: marc (Gast)
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Hi,
dann verbessere mich doch bitte mal. jeder halt mal klein angefangen und 
alles kann man auch nicht wissen...

Autor: Gast (Gast)
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ULN an die Segmente.

Autor: juppi (Gast)
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@ marc (Gast)

Messe erst nochmals die spannung bei einen angesteuerten segment
an der Anode und segment.
Es werden vieleicht nur 3-3,1 V sein.

datenblatt lesen welche leuchtstärke dann max möglich ist.
alle segmente an ,auch messen( nur zum vergleich)

der Weg ist das ziel.
(besser U=5V)

MfG

Autor: madler (Gast)
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vereinfacht gesagt :
Der ULN ist so eine Art Treiber ("Verstärker"), der die kleine Spannung 
und Strom vom CPLD als Eingang hat und als Ausgang richtig Power hat. 
Darum hat er auch eine eigene Stromversorgung.
Die Is sind die Eingänge, die Os die Ausgänge.
Schau Dir mal das Datenblatt an, es ist leider für Anfänger ein bißchen 
schwer zu verstehen.

Autor: Gast99 (Gast)
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im beitrag von  Ulrich P. wurde alles gesagt.

um das ganze noch zuretten (???? ohne große hardware änderung ???????)
würde ich einen spannungwandler beschaffen der aus den
3,3V 5V erzeugt. dann eine z-diode(2,4V) in die basis-leitung schalten,
sonst sperrt der tansistor nicht mehr oder er zerstört sogar
die schaltung davor(µc?).
die segment-vorwiderstände neu berechnen
und austauschen (formel ist auch schon da)

oder wirklich einfach eine ROTE anzeige wählen!!!!!

Autor: juppi (Gast)
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@madler (Gast)

macht ihn nicht "meschucke"

ULN benötigt nicht immer eigenene Versorgungsspannung.
Nur zur Klärung für die welche klären wollen.

MfG

Autor: Ulrich P. (uprinz)
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Ok, ein Stufe langsamer, aber im grunde ist alles gesagt:

Die Anzeigen haben gemeinsame Anode, d.h. hier kann jeweils ein eigener 
Transistor genommen werden um bei einem Multiplex-Verfahren eine Stelle 
aktiv zu schalten.
Die Kathoden werden ja von allen Stellen parallel geschaltet. D.h. hier 
müssen 8 Transistoren (7 ohne Dezimalpunkt) den Strom, der über die 
aktive Anode und das zu aktivierende Segment herein kommt, nach GND 
ableiten.
Anstatt nun einzelne Transistoren einzusetzen, weil das CPLD nicht genug 
Strom schalten kann, kann man eben einen passenden ULNxy einsetzen, der 
bereits den Transistor nebst passender EIngangsbeschaltung für TTL/CMOS 
beihaltet, es spart also die Transistoren und die nötigen Vorwiderstände 
für selbige.

Naja, wenn man mal nach DCF77 oder Digitalwecker oder so googelt, dann 
findet man diese Art Beschaltung massenweise. Du musst dann nur die 
darin eher vorhandenen Microcontroller gegen das CPLD tauschen und die 
Software anstatt in Assembler oder C eben in VHDL oder Verilog 
programmieren.

Merke: Blaue LED + 3.3V != Einfach

Gruß, Ulrich

Autor: Nicht_neuer_Hase (Gast)
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Weiter oben steht:

"wenn die anzeige eine flussspannung von 3,7V hat und du dem ganzen nur
3,3V -0.1 UCE anbietest, werden keine 20mA fliessen können!"

"Hi,
das war schon klar das keine 20mA fliessen werden können. Ich dachte die
Anzeigen würden auch mit weniger noch ausreichend leuchten. Aber das die
so dunkel sind dachte ich dann nicht. Gibt es eine Möglichkeit die
wenigstens noch ein bisschen heller zu bekommen?"

=> Restlichtverstärker ?

Gruss

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Nicht_neuer_Hase wrote:

> wenigstens noch ein bisschen heller zu bekommen?"
>
> => Restlichtverstärker ?

:-)
Könntest du mal vorbeikommen und das Cola von meinem Monitor
wischen, dass ich da in ganz kleinen Tröpfchen versprüht habe?

Autor: Guest (Gast)
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Ich setzte ab und zu mal blaue LED's mit 3.3V ein. Es gibt auch welche 
mit kleinerer Flussspannung, aber die sind halt was teurer. bis 3V 
Flussspannung geht noch rel. gut.

Gruss

Autor: marc (Gast)
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Hi,
so ich war jetzt erstmal krank. Grippe :-(
Mit der Gefahr das ich gleich wieder "Gesteinigt" werde ;-), anbei der 
überarbeitete Schaltplan des gesamnten Projekt.
Wär nett wenn ihr mal drüber gucken würdet.

Gruß & Danke
marc

Autor: marc (Gast)
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Hi,
sorry. war nicht böse gemeint mit dem "Steinigen". Ich weiss doch ihr 
wolltet mit alle nur helfen. Das finde ich auch gut. Respekt an euch 
dass ihr euch die Ziet dafür genommen habt. Vielen Dank. Ohne euch würde 
ich bestimmt immer noch über einer Lösung grübeln. So habe ich jetzt 
erstmal meinen Schaltplan überarbeitet (s. einen Post über diesem) und 
lasse dann eine neue Platine fertigen.

Gruß

Autor: Εrnst B✶ (ernst)
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Du hast jetzt garkeine Vorwiderstände mehr an den LEDs?

Dann werden die zwar heller, aber nur kurz.
Also nach dem ULN noch 7 Widerstände einplanen.

Autor: AC/DC (Gast)
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Von ner gemultiplexten Anwendung war hier bisher nicht die Rede.
Lösungsvorschläge:
-für jedes Display ein Latch vorsehen welche auch den Segmentstrom 
schafft.
-Wenn keine Latch zur Verfügung stehen, kann man auch 
Latch-7-Segment-Dekoder
 nehmen und die dann latchen.
-Alternativ das Impuls/Pausen-Tastverhätniss ändern (Bringt 
wahrscheinlich
 nichts,trotzdem wollte ich es nicht unerwähnt lassen).
-Blaue Pexiglasscheibe auf das Displays montieren die den Kontrast
 verbessert.
-Betriebspg. für die Display`s erhöhen (wie hier schon gepostet)
 (Dann werden Vorwiderstände für die Segment vonnöten sein.)

Autor: marc (Gast)
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Hi,
mhm. Gut die Vorwiderstände am ULN hab ich wohl unterschlagen.
Muss denn unbedint ein Latch rein?

Gruß
marc

Autor: marc (Gast)
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Die Latches wären dann statt der Transistoren?

Autor: AC/DC (Gast)
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>Die Latches wären dann statt der Transistoren?

Ne, für die Segmentleitungen für jedes Display.

Während der CPLD den Multiplex durchführt und die Latches refresht
würden die Latches direkt über Vorwiderstände(falls erforderlich)
die Displays direkt treiben.


Damit wäre das Multiplexen zwar eigentlich unnütz, es sei denn
man hätte keine Schaltungsresourcen mehr zur Verfügung.
Man spart durch das Multiplexen also nur Verdrahtungsaufwand.
Man kann auch den CPLD unter Ausnutzung seiner Resourcen ihn
mit dem direkten treiben der Displays beschalten. Evtl. über ext. 
Treiberbausteine bei Wärmeproblemen.
Man sollte vlcht erstmal eine zufriedenstellende Leuchtstärke
der Display durch Änderung der Signale herbeiführen um dann
ein gescheite Lösung zu finden.
Empfehlenswert scheint mir die Betriebspannungsproblematik und die
Multiplexproblematik mal genauer zu untersuchen. Vor allem das
zeitliche Signalverhalten im Verhältniss zur Leuchtstärke scheint
mir noch klärungsbedürftig, könnte also etwas bringen.
Am einfachsten wäre ein einzelnes Display über einen Treiber
per Funktionsgenerator anzusteuern, sowohl in der Frequenz, wie
auch im Impuls/Pausen-Verhältniss die Leuchtstärke zu begutachten
und aus den gewonnenen Erkenntnissen die Schaltung dann zu optimieren.
Wenn kein Funktionsgenerator zur Verfügung steht kann man mit nem
555 auch schnell mal eine Funktionsschaltung zusammenbasteln.
Ne brauchbare Schaltung gibt`s bestimmt im Web. Wenn an den
Transistoren nur wenig Spg abfällt kannste die so lassen oder
benutze Fet`s mit geringeren Spg.-abfall. Unter Umständen zählt jedes 
mV.

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