ATMEGA16 - Transistor - LED - Problem

OP #2415114
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Hallo leute ...
Wie ihr oben sehen könnt, ganz einfache Schaltung

Der uC wird in Grundschaltung bei 5V Betrieben.

----------------------------------------------------------

Bauteile :

R1 : 150 Ohm = Vorwiderstand LED
R2 : 6,8 k Ohm = Basisvorwiederstand
V1: BC556 --- NPN Transistor --- hFE = 100

Rote Standart LED die mit 2V - 20 mA leuchten soll
uC : ATMEGA 16

----------------------------------------------------------

Rechnung :

R1 = (5V - 2V) / 20mA = 150 Ohm

I-Basis-Emitter = ( 20mA / 100 ) * 3 = 600 uA

R2 = ( 5V - 0,7V ) / 600 uA = 7166 Ohm

------------------------------------------------------------

Die LED leuchtet jetzt aber zimlich dunkel ?
Beim messen fließt  durch die Komplette Schaltung nur ein Strom von ca. 
5mA

Weiß jemand rat ?

Hätt ich in der Schule wohl mal besser aufpassen sollen ^^

NAchtrag : Ach ja wenn PC2 und PD7 auf Low sind soll die LED leuchten.
Angehängte Dateien:
Gast #2415148
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> Hätt ich in der Schule wohl mal besser aufpassen sollen

Ja.

Widerstand statt Wiederstand.

BC557 -> ist kein NPN sondrn ein PNP (was besser passt)

> hFE = 100

Nicht im Schaltbetrieb. Man sollte in Datenblätter gucken
der Bauteile die man verwendet, und zwar in die richtigen,
nicht von Firmen die sich nicht damit auskennen was sie
verkaufen wie Philips (NXP) die wohl auch nur noch billig
in China irgendwelchen Restmüll aufkaufen.

http://www.play.com.br/datasheet/BC557.pdf

Figure 3 sagt Ib = Ic/10, also Stromverstärkung 10,
bei 20mA sollen 2mA fliessen, macht nicht mehr als

R2 = ( 5V - 0,7V ) / 2mA =  2k2 Ohm

Falls der Transistor richtigrum reingelötet wurde,
das kannst nur du kontrollieren.
#2415186
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JajaAlob D. schrieb:
> Also so ... neues Bild neues Glück
>
> Genau so hab ich das jetzt angeschlossen.
> Der Transistor soll ja nur als Schalter dienen.
> Also Voll auf oder voll ZU.
>
> Wenn ich dich jetzt richtig verstehe hab ich den falsch drinne ?

Jau.
Auslöten, die Basis zur anderen Seite biegen und um 180° verdreht neu 
einsetzen. Der Emitter (der Anschluss, der in einem Schaltbild den Pfeil 
bekommt) muss nach +5V verschaltet sein.

Und siehe da: Dann stimmts auch mit deinem Schaltbild überein :-)
OP #2415193
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Aber was genau ändert sich denn dann genau ?
Ich will ja das die LED heller leuchtet tut sie das dann auch ?
Hab keine lust 12 Transistoren auszulöten um dann zu sehen ... oh mist 
geht nicht ^^

So wie ich das in dem Transistor-Beitrag gelesen hab ...
ändert sich die Verstärkung und das würde erklären warum meine LED nur 
so "Dunkel" leuchtet . Richtig ?
OP #2415208
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Naja hab drei Jahre eine Berufscolleg besucht.
Also Abi und Ausbildung zum Elektrotechnichen Assistenten in einem ....
und nun Studier ich Elektrotechnick ^^

Aber an so einfachen dingen haperts dann xD

Mein Lehrer würde sich jetzt wahrscheinlich im Grab umdrehen xD

Sorry für die schlechte Rechtschreibung.....
Aber beim schnellschreiben schaff ich das irgendwie nich ^^
Gast #2415213
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Viel Sinn macht der Schaltplan nicht.

Aber eines nach dem anderen:
- Bei Deinem Cube-Schaltplan (btw, bitte mal den kompletten Plan posten) 
scheinst Du für einen LED-Strang einen gemeinsamen Vorwiderstand 
vorzusehen.
Das funktioniert nicht dauerhaft wenn Du mehrere LEDs gleichzeitig 
leuchten lassen möchtest. Stichwort "Parallelschaltung von LEDs".

- Wenn Du die LEDs nicht gleichzeitig leuchten lassen willst dann 
brauchst Du auch keinen Treibertransistor. Damit wirst Du aber keine 
Cube ordentlich angesteuert kriegen...

- Falls die LEDs gleichzeitig leuchten sollen (und Du jeder LED einen 
eigenen Vorwiderstand spendierst) dann brauchst Du Transistoren auf 
High- UND Lowside. Der Controller kann nicht soviel Strom "fressen" wie 
Du ihm da zumuten würdest. (1 Pin kann zwar 20mA sourcen/sinken, aber 
die GND und VCC Pins vom AVR können maximal 150mA ab! Und das ist 
absolutes Maximum, d.h. mehr geht auf gar keinen Fall!)

Lies Dir am Besten mal den Artikel hier im Forum zum Thema LED-Cubes 
durch, dann wirst Du vermutlich weiter kommen... ;)

Wenn Du dazu dann noch Fragen hast frag ruhig.
OP #2415225
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Keine Sorge der Cube ist fertig und ich hab mir mit dem Schaltplan auch 
schon Ordentlich gedanken gemacht ^^
Ist ne eigen entwicklung. Obs die beste ist weiß ich nicht.
Wenn ich mehrere LED`s gleichzeitig leuchten lassen will dann mach ich 
das mi ner Frequenz.

Also die leuchten kurz, dann leuchtet die andere, dann wieder die 
andere, ..... Und so weiter. Wofür kann der ATMEGA denn 16 Mhz :D
#2415226
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Karl Heinz Buchegger schrieb:
> Und siehe da: Dann stimmts auch mit deinem Schaltbild überein :-)

Mhmm, aber sein Schaltbild ist falsch.
Oder schliesst man bei Schaltanwendungen den Emitter eines Transistors 
aus irgendeinem Grund an das höhere Potential an? o0

So wie der OP es in seinem letzten Pic gepostet hat wäre der Transistor 
im Prinzip richtig verschaltet, WENN es sich um einen PNP handelt.

JajaAlob D. schrieb:
> Keine Sorge der Cube ist fertig und ich hab mir mit dem Schaltplan auch
> schon Ordentlich gedanken gemacht ^^
> Ist ne eigen entwicklung. Obs die beste ist weiß ich nicht.
> Wenn ich mehrere LED`s gleichzeitig leuchten lassen will dann mach ich
> das mi ner Frequenz.
>
> Also die leuchten kurz, dann leuchtet die andere, dann wieder die
> andere, ..... Und so weiter. Wofür kann der ATMEGA denn 16 Mhz :D
>

D.h. Du steuerst jede LED einzeln an?
Anders gefragt: Wieviele LEDs sind denn theoretisch zu einem bestimmten 
Zeitpunkt gleichzeitig an?
OP #2415240
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Generell ist immer nur EINE einzige LED an.

Aber wenn du z.B 2 haben willst dann schaltest du sie eben abwechselnd 
ein.
Ab 40 Hz kommt es dir schon so vor als würde sie normal leuchten.
Da der ATMEGA aber 16 MHz kann merkt man das also noch weniger.

ich hab einen 6 x 6 x 6 Cube ... Jede LED steuer ich einzeln an. Und 
lass sie dann wenn ich mehrere brauche hin und her schalten.
#2415242
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Christian T. schrieb:
> Karl Heinz Buchegger schrieb:
>> Und siehe da: Dann stimmts auch mit deinem Schaltbild überein :-)
>
> Mhmm, aber sein Schaltbild ist falsch.

Sieht nur so aus, weil es besch...  gezeichnet ist

> Oder schliesst man bei Schaltanwendungen den Emitter eines Transistors
> aus irgendeinem Grund an das höhere Potential an? o0

Wenns ein PNP ist: ja das tut man

Orientier dich an der Pfeilrichtung im Emitter. Der Pfeil zeigt dir an, 
wie der Strom durch den Transistor durch will.

Bei einem NPN zeigt der Pfeil von der Basis weg. Dieser Anschluss kommt 
auf Masse, weil der Strom dort herauskommt.

Bei einem PNP zeigt der Pfeil zur Basis hin. Dort muss also der Strom 
"reinrinnen", damit er nicht gegen die Pfeilrichtung arbeitet.
#2415262
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JajaAlob D. schrieb:
> Generell ist immer nur EINE einzige LED an.
>
> Aber wenn du z.B 2 haben willst dann schaltest du sie eben abwechselnd
> ein.

Autsch.

> ich hab einen 6 x 6 x 6 Cube ... Jede LED steuer ich einzeln an. Und
> lass sie dann wenn ich mehrere brauche hin und her schalten.

Das wird nix

6*6*6 macht 216 LED.
Wenn alle LED leuchten sollen brauchst du einen 1:216 Multiplex.
Den kriegst du aber nicht hin. Weder in Software noch hast du eine 
vernünftige Leuchtstärke.
#2415264
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> ich hab einen 6 x 6 x 6 Cube ... Jede LED steuer ich einzeln an.
> Und lass sie dann wenn ich mehrere brauche hin und her schalten.

Der Trick bei einem Cube besteht nicht darin, dass man sich für jedes 
auszugebende Muster erneut überlegt, in welcher Reihenfolge die LED für 
ein bestimmtes Muster 'blinken' müssen, sondern dass man EIN generelles 
Schema hat, wie ALLE Leds reihum abgearbeitet werden. Und mit 216 wird 
das nix mehr.
OP #2415269
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Karl Heinz Buchegger schrieb:
> JajaAlob D. schrieb:
>> Generell ist immer nur EINE einzige LED an.
>>
>> Aber wenn du z.B 2 haben willst dann schaltest du sie eben abwechselnd
>> ein.
>
> Autsch.
>
>> ich hab einen 6 x 6 x 6 Cube ... Jede LED steuer ich einzeln an. Und
>> lass sie dann wenn ich mehrere brauche hin und her schalten.
>
> Das wird nix
>
> 6*6*6 macht 216 LED.
> Wenn alle LED leuchten sollen brauchst du einen 1:216 Multiplex.
> Den kriegst du aber nicht hin. Weder in Software noch hast du eine
> vernünftige Leuchtstärke.



Doch geht xD Wenn ich meine Unterlagen vernünftig gemacht hätte könnte 
ich dir das jetzt auch beweisen ^^

Mit 12 Transistoren und 18 "Steuerleitungen"
macht 30 Eingänge am IC
12 * 18 macht 216

Und alle LED lecuhten Hell :)
OP #2415284
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Was du aber nicht verstehen willst dass meiner Funktioniert ^^
Das einzige Problem war nur das die nicht hell genug geleuchtet haben.
Das aber lag nur am falsch herum gelöteten Transistor.
Jetzt Leuchtet er wirklich ausreichend Hell.

Erste muster hab ich auch schon einprogrammiert und diese sehen auch 
wirklich supi aus.

Du mußt es mir ja nicht glauben wenn du nicht willst ^^
#2415290
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Volkmar Dierkes schrieb:
> Nach dem Schaltplan braucht er nicht alle einzeln ansteuern sondern hat
> 12 Stränge a 18 LEDs, d.h. er kommt auf einen Multiplex von 1:18.

Das würde gehen, wenn er in jeder 18-er Säule beliebig viele LED 
gleichzeitig benutzen könnte. Was er aber nicht kann, weil der Mega in 
Summe an den Portpins überlastet ist.
Sein "jede LED einzeln" ist mit der Beschaltung tatsächlich wörtlich zu 
nehmen.
#2415308
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Karl Heinz Buchegger schrieb:
> Volkmar Dierkes schrieb:
>> Nach dem Schaltplan braucht er nicht alle einzeln ansteuern sondern hat
>> 12 Stränge a 18 LEDs, d.h. er kommt auf einen Multiplex von 1:18.
>
> Das würde gehen, wenn er in jeder 18-er Säule beliebig viele LED
> gleichzeitig benutzen könnte. Was er aber nicht kann, weil der Mega in
> Summe an den Portpins überlastet ist.

Ausserdem hat er nur 1 Vorwiderstand an jedem Strang
Shuzz hat das ja alles weiter oben schon auseinander genommen
#2415325
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> Du mußt es mir ja nicht glauben wenn du nicht willst ^^

Glück gehabt.
Bei 16Mhz kommst du bei 'vernünftiger' Programmierung nach den Regeln 
der Kunst, ohne den µC Strommässig zu überlasten und 6*6*6 noch auf 
289Hz Refreshrate für den ganzen Cube. (Annahme: Timer0, 8 Bit, nächste 
LED im Overflow behandelt)
Aber die Helligkeit ist bei einem 1:216 Multiplex unter aller Sau.
#2415327
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Chris schrieb:
> JajaAlob D. schrieb:
>> Und alle LED lecuhten Hell :)
>
> Bei einem 1:216 Multiplex? Wo denn? Im dunklen Keller mir
> Restlichtverstärker? :-)

:-)
Ich denke er ist noch gar nicht so weit.

er wird sich ein Programm geschrieben haben, bei dem er reihum eine 
Abfolge von 10 oder 15 LED aufleuchten lässt. Das alles in der 
Hauptschleife. Das das noch einigermassen hell ist glaub ich ihm. Aber 
das böse erwachen steht noch bevor, wenn er es dann 'richtig' macht: 
Multiplexen im Timer Interrupt, und zwar über alle LED.
#2415463
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Karl Heinz Buchegger schrieb:
> Christian T. schrieb:
>> Oder schliesst man bei Schaltanwendungen den Emitter eines Transistors
>> aus irgendeinem Grund an das höhere Potential an? o0
>
> Wenns ein PNP ist: ja das tut man
>
> Orientier dich an der Pfeilrichtung im Emitter. Der Pfeil zeigt dir an,
> wie der Strom durch den Transistor durch will.
>
> Bei einem NPN zeigt der Pfeil von der Basis weg. Dieser Anschluss kommt
> auf Masse, weil der Strom dort herauskommt.
>
> Bei einem PNP zeigt der Pfeil zur Basis hin. Dort muss also der Strom
> "reinrinnen", damit er nicht gegen die Pfeilrichtung arbeitet.

Autsch.

Entschuldigung und Danke, ich war vernagelt... :/
Stimmt bei nem PNP isses umgekehrt.
(Ich nehm immer FETs für die High-Side.)

@JajaAlob D.:
Programmier doch mal ein Muster, bei dem alle LEDs scheinbar 
gleichzeitig an sind und berichte mal von der Helligkeit...
#2415790
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Hallo Karl Heinz,

Karl Heinz Buchegger schrieb:
> Volkmar Dierkes schrieb:
>> Nach dem Schaltplan braucht er nicht alle einzeln ansteuern sondern hat
>> 12 Stränge a 18 LEDs, d.h. er kommt auf einen Multiplex von 1:18.
>
> Das würde gehen, wenn er in jeder 18-er Säule beliebig viele LED
> gleichzeitig benutzen könnte. Was er aber nicht kann, weil der Mega in
> Summe an den Portpins überlastet ist.

OK, Du hast Recht. Die Belastung der Port-Pins hatte ich übersehen :(
Wenn die Transistoren in den Zeilen und nicht in den Spalten wären, dann 
würde es gehen. Aber so, dann doch ein 1:216 Multiplex ...
#2416054
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Volkmar Dierkes schrieb:
> Hallo Karl Heinz,
>
> Karl Heinz Buchegger schrieb:
>> Volkmar Dierkes schrieb:
>>> Nach dem Schaltplan braucht er nicht alle einzeln ansteuern sondern hat
>>> 12 Stränge a 18 LEDs, d.h. er kommt auf einen Multiplex von 1:18.
>>
>> Das würde gehen, wenn er in jeder 18-er Säule beliebig viele LED
>> gleichzeitig benutzen könnte. Was er aber nicht kann, weil der Mega in
>> Summe an den Portpins überlastet ist.
>
> OK, Du hast Recht.

Jain :-)

> Die Belastung der Port-Pins hatte ich übersehen :(

Was ich nämlich wiederrum übersehen habe ist, dass er pro 18-er Strang 
nur einen Vorwiderstand hat. Wenn er den auf 15mA dimensioniert, kommt 
er so lala über die Runden. Er ist zwar mit 270mA über dem Limit für Vcc 
bzw. GND, aber eine Zeitlang wird der Mega das mitmachen.
Was natürlich das Ganze auch nicht brauchbarer macht, denn wenn sich 18 
LED 15mA teilen, wirds deswegen ja auch nicht heller. (und natürlich der 
ganze Rest mit ungleichmässiger Helligkeit weil sich der Strom nicht 
gleichmässig aufteilt, mit all dem üblichen ...)
OP #2416227
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Wie gut das hier alle weiter lästern :)
Sag mal habt ihr nichts besseres zu tun als die ganze Zeit auf mir 
rumhacken.

Ja es ist mein erster Cube. Ich hab alles alleine ohne Hilfe gemacht. 
Ohne Bauanleitung oder sonstiges . Erwartet ihr da jetzt ein Produkt was 
Perfekt funktioniert und voll endes ausgereift ist. Schön das ihr alle 
schlauer seid als ich und schon mehr erfahrungen habt.

Und nur damit ihr euch jetzt noch ein bissien mehr freuen könnt :
Ab 6 LED`s gleichzeitig wirds tatsächlich so dunkel das es schon keinen 
Spaß mehr macht sich das anzuschauen. Aber bis 6 LED`s gehts eig. noch 
ganz gut.

Zufrieden ?

lg.
#2416234
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JajaAlob D. schrieb:

> Ja es ist mein erster Cube. Ich hab alles alleine ohne Hilfe gemacht.
> Ohne Bauanleitung oder sonstiges . Erwartet ihr da jetzt ein Produkt was
> Perfekt funktioniert und voll endes ausgereift ist.

Nein.
Aber ich erwarte von dir, das du dir erst mal andere Schaltungen 
ansiehst. Ist ja nicht so, dass du der erste bist, der einen Cube baut.

Aber es ist ok. Aus Fehlern lernt man und jetzt weißt du, dass es so 
nicht geht, warum es so nicht geht und das das mit dem Überwinden von 
"Ich will keine 12 Transistoren nicht auslöten" nicht getan ist (sorry, 
aber das musste sein). Und dieses Wissen ist fast so wertvoll, wie das 
Wissen wie rum es tatsächlich funktioniert.
OP #2416243
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Gerade darum ging es mir ja bei dem Projekt.
Etwas alleine hinzubekommen.
Wenn ich mir andere Schaltungen ansehe und die dann nachbaue machts mir 
keinen Spaß ... Dann kann ich den lötkolben auch meiner kleinen 
Schwester geben und sagen hier ... malen nach zahlen ....

Naja wie dem auch sei .....

Den Cube an sich kann ich nich mehr verändern, wäre zuviel aufwand.
Da Bau ich lieber irgendwann mal nen neuen.
Ich schau was ich noch an der Platine machen kann, mir wird da schon 
noch ne lösung einfallen.
#2416253
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JajaAlob D. schrieb:
> Gerade darum ging es mir ja bei dem Projekt.
> Etwas alleine hinzubekommen.
> Wenn ich mir andere Schaltungen ansehe und die dann nachbaue

Du hast ein paar Schritte ausgelassen:

ansehen - studieren - darüber nachdenken warum die Schaltung genau so 
aussieht wie sie aussieht - über Konsequenzen nachdenken - darüber 
nachdenken wie und wo Veränderungen möglich sind und was sie bewirken 
werden - und erst dann einen eigenen Schaltplan zeichnen.


Was denkst du, was wir getan haben, nachdem du deinen Schaltplan 
gepostet hast?

> keinen Spaß ... Dann kann ich den lötkolben auch meiner kleinen
> Schwester geben und sagen hier ... malen nach zahlen ....

Von "malen nach zahlen" war auch nicht die Rede. Eher von "schaun wir 
mal wie andere dieses Detailproblem lösen, vielleicht lerne ich ja was 
dabei. Was hat er sich bloß nur bei diesem Detail gedacht, wozu ist das 
gut?"
#2416281
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> Den Cube an sich kann ich nich mehr verändern, wäre zuviel aufwand.

Die meiste Arbeit wird das verlöten der LED gewesen sein. Der könnte 
eventuell sogar noch mit kleinen Modifikationen zu retten sein.

In einem Cube dieser Größe, müssen alle LED einer Ebene (bei dieser also 
6*6) unabhängig voneinander gemeinsam leuchten können. Das geht nicht 
mehr mit Multiplexen. Gemultiplext werden ausschliesslich die Ebenen.

D.h. diesen Zustand müsste man als erstes hinkriegen.

Die Rundumbeschaltung allerdings, die ist tatsächlich zu entsorgen. Ist 
aber nicht so schlimm, Widerstände und Transistoren sind Pfennigartikel 
(kann man also wegschmeissen) und die IC bzw. Sockel sind mit 
Entlötlitze aus einer einseitigen Platine schnell wieder ausgelötet.
Gast #2416640
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Mal ne Frage an die Cube Experten: Kann man denn kein 3D Multiplexing 
machen?
Normalerweise werden ja immer eine Ebene direkt (also bei einem 5x5x5 
wären das dann 25 LEDs) angesteuert und die Ebenen gemultiplext. Könnte 
man auch diese 25 nochmal multiplexen und hätte dann 15 IO Leitungen 
belegt?  Je 5 IO Leitungen pro Dimension?
Geht das nicht oder warum macht man das nicht?

gruß cyblord
Persönliche Seite #2416652
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cyblord schrieb:
> Geht das nicht oder warum macht man das nicht?

Man macht das sogar. Allerdings eher bei kleinen Cubes. Dabei lässt man 
immer eine Spalte gleichzeitig aufleuchten. Bei einem 5x5x5-Cube wären 
das dann, wie Du schon sagtest: 5 [LEDs pro Spalte] + 5 [Spalten pro 
Ebene] + 5 [Ebenen] = 15 I/O-Leitungen. Nur das Multiplex-Timing wird 
dann etwas "knackig".
#2416658
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cyblord schrieb:

> Geht das nicht oder warum macht man das nicht?

Weil die Updaterate (bei noch größeren Cubes) zu gering wird und du die 
LED nicht mit derartig mehr Strom beaufschlagen kannst, damit du im 
Mittel wieder auf die gleiche Helligkeit kommst.

Im Beispiel: 5*5*5

d.h. du hast ein Multiplexverhältnis von 1 : 25  (Multiplex über Ebenen 
und Spalten) D.h. jede LED brennt nur 1/25-tel eines Zykluses durch alle 
LED.
Und das ist schon recht dunkel :-)

Um das Auszugleichen, müsste man die LED mit dem 25-fachen des 
Normalstromes beaufschlagen. 25 * 20mA = 0.5A
Das ist aber für die meisten LED viel zu viel.

Bei einem Multiplexverhältnis von 1:8 bis 1:10 wirds meistens 
grenzwertig.
OP #2417178
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Hi leute ...
Also ich hab beschlossen den Cube so zulassen wie er ist und demnächst 
einen neuen zu bauen.
Allerdings ist die wichtigste Frage welche LED`s nehmen ?
Ich weiß garnicht worauf es da ankommt.
Mein jetziger Cube läuft mit roten billig LED`s die ich noch aus der 
Schule hatte. Von Oben geschaut leuchte die Hell aber schaut man von der 
Seite sieht man nur nen Punkt leuchten.

Gibts LED`s die nach allen seiten gleich hell leuchten ?
Bei 250 LED`s sollten sie vllt nicht gerade 1 Euro pro stück kosten ^^.
#2417179
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Das Problem wirst Du mehr oder weniger bei allen LEDs habe: die Dinger 
leuchten nunmal primär nach "vorne". (Ja, gibt Ausnahmen, aber die sind 
meist relativ teuer.)

Versuch mal folgendes: Nimm ein Stück Heisskleberstange, bohr von unten 
ein Loch rein und steck das Ding auf ne LED. Wirkt 1a als Diffusor, habe 
ich schon bei vielen Cubes so gesehen.

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