Hi
Ich habe vor 4 x 7Segment Anzeigen zu steuern und zwar multiplexed mit
einem Schieberegister.
Ich kann das Schieberegister mit einem Bitmuster beschreiben und an den
Ausgang schicken.
Den Ausgang des Schieberegisters kann ich dann an mehrere Anzeigen
leiten, je nach dem welcher Transistor per Anzeige durchgeschaltet wird.
So kann ich jedes mal bevor ich multiplexe, die entsprechenden Daten ins
Register schreiben, und an der entsprechenden Anzeige anzeigen lassen.
Ich kann alle 4 Anzeigen also mit einem Schieberegister steuern.
Jetzt ist meine Frage, was ich für einen Vorteil habe, wenn ich 2
Schieberegister verwende (16Bit-Daten).
Ich denke, dass ich so schneller bin, weil ich gleich 2x8bit Daten
schreiben kann und dann nur noch schalten muss. Dann steuere ich aber
jeweils nur 2 Anzeigen.
Bauteile sind:
Schieberegister 74HC4094
Anzeige LTS546AP
https://www.schukat.com/schukat/schukat_cms_de.nsf/index/FrameView?OpenDocument&art=LTS546AP&wg=W3364
max schrieb:> Jetzt ist meine Frage, was ich für einen Vorteil habe, wenn ich 2> Schieberegister verwende (16Bit-Daten).
Mit 2 Schieberegistern kannst du alle 4 siebensegmentanzeigen betreiben
und hast noch Pins am μC frei. Natürlich gemultiplext.
Vorteil schrieb:> max schrieb:>> Jetzt ist meine Frage, was ich für einen Vorteil habe, wenn ich 2>> Schieberegister verwende (16Bit-Daten).>> Mit 2 Schieberegistern kannst du alle 4 siebensegmentanzeigen betreiben> und hast noch Pins am μC frei. Natürlich gemultiplext.
Das kann ich doch mit einem Schieberegister auch oder etwa nicht?
Oder könnte man da mal noch genauer darauf eingehen.
Ich verstehe jetzt nicht, warum ich noch 2 Pins am uC spare. D, CP,STR
und OE brauche ich doch immer.
Es kommt drauf an, wie du das zweite Schieberegister nutzt:
(a) mit den 16 Ausgängen auf 16 Segmente und dann nur noch zwei
Transistoren die vom Mikrocontroller direkt gesteuert werden. Vorteil:
weniger Mikrocontrollerausgänge für die Transistoren nötig sowie nur
noch ein 2-fach Multiplexing (geringere Ströme pro Segment bei gleicher
Helligkeit). Oder,
(b) 8 Ausgänge auf 8 Segmente, 4 Ausgänge auf die Transistoren, 4
bleiben unbenutzt. Vorteil: keine Mikrocontrollerausgänge für
Transistoren nötig.
(c) ne Kombination aus beiden: du brauchst z.B. keine Punkte, dann
kannst du 14 Ausgänge auf die Segmente geben und mit den beiden
verbleibenden die Transistoren schalten.
Variante (a) kannst du noch ausbauen, indem du 4 Schieberegister benutzt
und alle Segmente direkt ansteuerst. Dann brauchst du gar keine
Transistoren mehr und hast eine statische Anzeige ohne Multiplexing.
Einfacher wäre natürlich, gleich nen passenden Chip zu nehmen, z.B. nen
MAX7219.
PS: Als neulich der Quarz meines Radioweckers kaputt gegangen ist, habe
ich bemerkt, dass die nicht nen 4-fach Multiplexing der Ziffern machen,
sondern nen 8-fach Multiplexing der Segmente. Mit Hilfe eines
3-nach-8-Decoders (z.B. 74138) würden dann 7 Ausgänge des
Mikrocontrollers reichen...
Wenn Du 4nimmst, brauchst Du garnicht mehr multiplexen...
Bei 2 sparst du 2 Transistoren (uC-Pins)
Du kannst das zweite (evt) auch nehmen, um alle 4 Transistoren zu
sparen.
max schrieb:> Anzeige LTS546AP
Falls Du die Teile noch nicht besorgt hast, diese Anzeige ist keine gute
Wahl. Besser geeignet, da nur 1/9 des Segmentstromes benötigt wird, ist
der LTS546AWC eine Zeile tiefer zum gleichen Preis. Selbst bei direkter
Ansteuerung mit vier Schieberegistern und zusätzlichen Vorwiderständen,
reicht der Strom des 74HC4094 eher schlecht als recht.
foobar schrieb:> Einfacher wäre natürlich, gleich nen passenden Chip zu nehmen, z.B. nen> MAX7219.
Auch dieser bringt keine helle 'Erleuchtung' des ..546AP.
Achim S. schrieb:> Wenn Du 4nimmst, brauchst Du garnicht mehr zu multiplexen
Das würde ich auch vorschlagen. Hier ein Beispiel:
http://mino-elektronik.de/7-Segment-Variationen/LCD.htm#led1
Auch, wenn es Dir um hohe Geschwindigkeit bzw. geringe Prozessorlast
geht, ist die statische Ansteuerung von Vorteil. Um Geistersegmente zu
verhindern, sollte man nämlich noch eine 'AUS'-Phase beim Multiplexen
vorsehen, die erst alle Segmente ausschaltet, ein paar µs wartet, und
dann das nächste Digit ausgibt. Das braucht bei Schieberegistern etwas
mehr Zeit.
Weiter unten zum o.g. Link findest Du auch noch 4- und 5-stell. Anzeigen
im Muliplexbetrieb, die auch beim LTS546AWC volle Helligkeit bringen.
m.n. schrieb:> Um Geistersegmente zu> verhindern, sollte man nämlich noch eine 'AUS'-Phase beim Multiplexen> vorsehen, die erst alle Segmente ausschaltet, ein paar µs wartet, und> dann das nächste Digit ausgibt.
Das braucht man nur bei ungünstiger Schaltungsauslegung.
Nimmt man für die Digittreiber Transistoren in Kollektorschaltung,
braucht es nirgends Wartezeiten. Man kann einfach Digit ausschalten,
Register latchen, nächstes Digit einschalten, so schnell es der µC nur
kann.
max schrieb:> Ich kann alle 4 Anzeigen also mit einem Schieberegister steuern.
Deren 7 Segmente+Dezimalpunkt schon, wen du den Ausgangsstrom mit 8
Transistore verstärkst, schliesslich brauchst du 20mAx4, also 40mA.
Aber wer schaltet die Transistoren für die Stellen um ? Dazu brauchst du
4 uC Ausgänge oder eben 4 Leitungen aus einem weiterrn (8-bit)
Schieberegister.
Der Vorteil von 16 bit Schieberegister an den Segmenen (dann von jeweils
2 Stellen) wäre halber Multiplex (nur noch 1:2) und damit halber
Sehmentstrom (nur noch 10mAx2= 20mA) und damit eventuell die Chance für
20mA ohne stromverstärkende Transistoren an den Segmenten auszukommen.
Wenn dein Mikrocontroller genug Pins hat, um die Anzeige direkt
anzusteuern (ohne Schieberegister), dann mach das ruhig. Für gesparte
Pins bekommt man kein Geld zurück.
Das Schieberegister lohnt sich besonders, wenn man mehrere verkettet. Du
könntest zum Beispiel 4 Stück verwenden, um die 7-Segment Anzeige direkt
ohne Multiplexing anzusteuern. Dann ist sie heller, flimmert nicht und
strahlt viel weniger elektromagnetische Störungen ab. Wenn direkt
daneben ein Radio oder eine Funkuhr steht, wirst du das zu schätzen
lernen.
Mit 4x Multiplexing bei 10 bis 20mA pro Segment erreicht man mit
aktuellen Anzeigen für normale Wohnräume genug Helligkeit. Falls deine
Anzeige jedoch zum Beispiel draußen angebracht wird, würde ich nicht
multiplexen. Es lohnt sich, vor dem Kauf einen Blick ins Datenblatt zu
werfen, denn die ollen Dinger aus den 80er Jahren sind sehr viel
dunkler, als aktuelle Modelle.
MaWin schrieb:> max schrieb:>> Ich kann alle 4 Anzeigen also mit einem Schieberegister steuern.>> Deren 7 Segmente+Dezimalpunkt schon, wen du den Ausgangsstrom mit 8> Transistore verstärkst, schliesslich brauchst du 20mAx4, also 40mA.
Ich verstehe nicht wie du auf die Grenzwerte kommst. Im Datenblatt der
LED steht auf der Seite 2
http://static6.arrow.com/aropdfconversion/217f6c7ddfc6a12fd76e72422c04f4e2a09e65d4/s_110_lts-546awc.pdf
dass ein Segment auch mit 1mA betrieben werden kann (low current LED).
Der maximale peak current ist 125mA.
Continuous Forward Current Per Segment ist 30mA bei 25°C.
Wenn ich die LEDs bis max. 85°C einsetzen möchte, darf ich also nur noch
maximal 6mA durch die LEDs schicken. (60x0.4=24mA)
Wenn ich nun eine Anzeige mit 7 Segmenten habe, benötige ich demnach bei
25°C, wenn ich 20mA spendiere 7x20mA = 140mA.
Bei 85° jedoch nur 7x6=42mA mit Dezimalstelle 48mA.
Der Chip 74HC4094 liefert doch an jedem Ausgang 25mA (output current).
Laut meinem Verständnis reicht das doch vollkommen aus. Oder übersehe
ich da etwas?
Wo sollte ich also nun mit Transistoren den Strom verstärken?
max schrieb:> Wenn ich nun eine Anzeige mit 7 Segmenten habe, benötige ich demnach bei> 25°C, wenn ich 20mA spendiere 7x20mA = 140mA.
Als maximalen durchschnittlichen Digit(Stellen)strom.
Durchschnittlich, aber man hat ja mehrere Stellen zeitlich nacheinander,
z.B. 4.
Also muss der geschaltete Strom ein mehrfaches (4-fach = 80mA pro
Segment) sein damit zusammen mit den Pausen von 0mA ein Durchschnitt von
20mA rauskommt.
Nein, 85 GradC ist keine sinnvolle Umgebungstemperatur, bei 85 GradC
guckt keiner mehr auf dein Display, er wäre gebraten. 85 GradC entsteht
höchstens im Autoarmaturenbrett ohne schattenspendenden Sonnenschutz -
dann willst du aber mehr als vollste Helligkeit aus den LEDs holen damit
man auch bei Sonne was sieht.
Ja, dein Display ist spezifiziert bei 1, 5, 10 und 20 mA und auch schon
bei 1mA recht hell - wenn die Helligkeit in der Anwdndung ausreicht muss
man nicht mehr Strom verwenden, durchschnittlich. 1mA pro Segment
dirchschnittlich, also 4mA für 1/4 der Zeit (geht ohne
stromverstärkenden Transistor), also 32mA pro Digit für 7 Srgmente plus
Dezimalpunkt (braucht 1 Transistor pto Stelle).
Du verweist auf das Datenblatt des 546AWC, wolltest aber ursprünglich
den 546AP einsetzen. Da solltest Du Dich festlegen, bevor Du weiter mit
mA herumrechnest.
Bezogen auf den 546AWC stelle den Segmentstrom auf <= 5 mA ein. Damit
sind die Anzeigen schon blendend hell. Mehr mag das Auge nicht haben!
max schrieb:> Der Chip 74HC4094 liefert doch an jedem Ausgang 25mA (output current).
An jedem einzelnen Ausgang, in der Summe aber max. 50 mA:
50 mA / 8 Segmente = 6,25 mA / Segment. Mit 5 mA liegst Du damit auf der
sicheren Seite.
Zeichne mal die Schaltung, die Du aufbauen möchtest. Erst dann kann man
konkret rechnen.
MaWin schrieb:> max schrieb:>> Also muss der geschaltete Strom ein mehrfaches (4-fach = 80mA pro> Segment) sein damit zusammen mit den Pausen von 0mA ein Durchschnitt von> 20mA rauskommt.>
Ja, stimmt. In anderen Worten bedeutet das ja, dass ich das Duty-cycle
so wählen muss, dass auch der mittlere Strom in meinem Fall 5mA beträgt,
wenn der genannte Ausgang max. 50mA beträgt.
m.n. schrieb:> Du verweist auf das Datenblatt des 546AWC, wolltest aber> ursprünglich> den 546AP einsetzen. Da solltest Du Dich festlegen, bevor Du weiter mit> mA herumrechnest.
Ich habe leider das falsche Datenblatt erwischt.
>> Zeichne mal die Schaltung, die Du aufbauen möchtest. Erst dann kann man> konkret rechnen.
Mache ich. Ich baue sie mal auf und melde mich wieder.
Ohne extra Treiber hat man vom Schieberegister ein Limit von rund 6 mA,
wenn man 8 Pins nutzt (ohne Dezmalpunkt 7 mA). Der Strom Teilt sich auf
4 Zeitphasen, d.h. die LEDs sehen im Mittel 1,5 mA. Ob das ausreicht
hängt von der Anzeige und der Umgebungshelligkeit ab.
Mit 2 Schieberegistern könnte man den Strom für die Segmente auf beide
ICs verteilen und so je IC 4 Segment mit je 12 mA treiben, also der
doppelte Strom.
Ich habe das Datenblatt im Anhang.
m.n. schrieb:> An jedem einzelnen Ausgang, in der Summe aber max. 50 mA:> 50 mA / 8 Segmente = 6,25 mA / Segment. Mit 5 mA liegst Du damit auf der> sicheren Seite.
Jetzt interessiert mich doch, warum maximal 50mA verwendet werden
können. Das ist der Strom am VCC und GND. Was ich aber benötige, ist der
Strom an den Ausgängen. Was ist nun der Unterschied zwischen DC output
curren und DC VCC or ground current?
Wo kommt denn der Strom her, der aus einem Ausgang heraus fließt?
Oder wo geht der Strom hin, der in einen Ausgang hinein fließt?
.
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Richtig: VCC bzw GND.
Ok, es gibt eine Ausnahme: Wenn zum Beispiel 4 Ausgänge auf High stehen
und zusammen 80mA aufnehmen und 4 Ausgänge auf Low stehen und 80mA
liefern, dann fließt durch die VCC und GDN Pins gar kein Strom.
Auch wenn man Ausgänge nach H und L kombiniert fließt natürlich Strom
über GND / VCC. Nur teilt sich der Strom auf die beiden Pins auf.
Anders hätte man ein schönes Perpetuum-Mobile.
Stefanus F. schrieb:> Wo kommt denn der Strom her, der aus einem Ausgang heraus fließt?> Oder wo geht der Strom hin, der in einen Ausgang hinein fließt?> .> .> .> .> .> .> .> .> Richtig: VCC bzw GND.>> Ok, es gibt eine Ausnahme: Wenn zum Beispiel 4 Ausgänge auf High stehen> und zusammen 80mA aufnehmen und 4 Ausgänge auf Low stehen und 80mA> liefern, dann fließt durch die VCC und GDN Pins gar kein Strom.
Ja hast ja Recht, aber den Vcc pin schliesse ich direkt an 5 V.
und GND an GND. Was interessiert es mich jetzt was dort fliesst. Wenn
doch da steht, dass der Ausgang 25mA liefert, dann ist das wohl so. Dann
kann ich auch nicht mehr wie 25mA ziehen, auch wenn VCC und GND mehr
liefern. Ich bin jetzt etwas irrtiert.
Stefanus F. schrieb:> Wo kommt denn der Strom her, der aus einem Ausgang heraus fließt?> Oder wo geht der Strom hin, der in einen Ausgang hinein fließt?>> Ok, es gibt eine Ausnahme: Wenn zum Beispiel 4 Ausgänge auf High stehen> und zusammen 80mA aufnehmen und 4 Ausgänge auf Low stehen und 80mA> liefern, dann fließt durch die VCC und GDN Pins gar kein Strom.
Ja hast ja Recht, aber den Vcc pin schliesse ich direkt an 5 V.
und GND an GND. Was interessiert es mich jetzt was dort fliesst. Wenn
doch da steht, dass der Ausgang 25mA liefert, dann ist das wohl so. Dann
kann ich auch nicht mehr wie 25mA ziehen, auch wenn VCC und GND mehr
liefern. Ich bin jetzt etwas irrtiert.
Wenn du alle 8 Ausgänge auf High schaltest und jeweils 25mA entnimmst,
hast du in Summe 200mA, die vom Netzteil über den VCC Pin durch den Chip
fließen. So viel Strom verträgt er an der Stelle aber nicht.
Hast du schon einmal gesehen, wie dünn diese goldenen Bonding Drähte
sind?
http://www.buf-bonding.de/img/lightbox/wirebonden975.jpg
Der Ausgangstreiber verkraftet 25mA, der Vcc-Pin aber nur 50mA (aus was
für Gründen auch immer - nimm einfach an, die Bond-Drähte können nicht
mehr). Beide Bedingungen müssen eingehalten werden. Du darfst also max 2
Ausgänge mit ihrem max-Strom belasten, beim dritten wird der Vcc-Pin
überlastet.
Stefanus F. schrieb:> Ok, es gibt eine Ausnahme: Wenn zum Beispiel 4 Ausgänge auf High stehen> und zusammen 80mA aufnehmen und 4 Ausgänge auf Low stehen und 80mA> liefern, dann fließt durch die VCC und GDN Pins gar kein Strom.
In der realen Welt fliessen 80 mA von VCC über den VCC-Pin durch die
IO-Pins in die Last(en) und von den Lasten 80 mA über die IO-Pins und
den GND Pin nach GND. Damit sind VCC und GND Pins überlastet. Alles
andere ist angewandte Esoterik, so mit freier Energie und so.
Georg
An dieser Stelle danke ich an alle die bisher einen Beitrag geleistet
haben.
Finde ich super.
Soweit ist mir alles klar.
Ich skizziere mal morgen alles wie ich es vorhabe wie von m.n weiter
oben vorgeschlagen, lege die Bauteile aus und stelle sie euch mal vor.
Stefanus F. schrieb:> Wenn du alle 8 Ausgänge auf High schaltest und jeweils 25mA> entnimmst,> hast du in Summe 200mA, die vom Netzteil über den VCC Pin durch den Chip> fließen. So viel Strom verträgt er an der Stelle aber nicht.>> Hast du schon einmal gesehen, wie dünn diese goldenen Bonding Drähte> sind?> http://www.buf-bonding.de/img/lightbox/wirebonden975.jpg
Ist eigentlich irgendwie logisch ;)
Danke Stefan, foobar und georg
Alles top
bis morgen
Stefanus F. schrieb:> Wenn zum Beispiel 4 Ausgänge auf High stehen> und zusammen 80mA aufnehmen und 4 Ausgänge auf Low stehen und 80mA> liefern,
Was natürlich nur geht, wenn an diese Ausgangen von aussen
Spannungsquellen angeschlossen sind, an den high-Ausgängen welche mit
mehr als 5V, an den Low Ausgängen welche mit negativer Spannung.
Denn sonst fliessen die 80mA nicht in die richtige Richtung.
Um verbreitete Mythen über das Multiplexen zu korrigieren: wenn man 4
Digits muxt, ist immer nur ein Digit für 1/4 der Zeit eingeschaltet,
dafür aber mit dem 4fachen Strom. Egal wie man multiplext oder auch
nicht, die Gesamtstromaufnahme bleibt immer gleich, nach dem
Energieerhaltungssatz kann das auch bei gleicher Helligkeit nicht anders
sein.
Kritisch ist nur der hohe Spitzenstrom durch die Displays, das setzt dem
Multiplexen Grenzen. 16fach ist schon kaum machbar, weil da der 16fache
Strom durchgejagt werden muss, und das müssen Displays UND Treiber
aushalten.
Georg
georg schrieb:> Um verbreitete Mythen über das Multiplexen zu korrigieren: wenn man 4> Digits muxt, ist immer nur ein Digit für 1/4 der Zeit eingeschaltet
Jein. Jedes Digit ist höchstens für 1/4 der Zeit eingeschaltet. Man
kann es auch kürzer einschalten, um die Anzeige zu dimmen. Machen z.B.
VFD-Treiber so. Oder LED-Treiber a'la MAX7219.
> dafür aber mit dem 4fachen Strom.
Ebenfalls Jein. Man muß es dann mit dem 4-fachen des gewünschten
mittleren Stroms betreiben. Welcher mittlere Strom gewünscht ist, hängt
davon ab, wie hell man die Anzeige braucht. Nur in den seltensten Fällen
wird das der maximal erlaubte Dauerstrom sein.
> Kritisch ist nur der hohe Spitzenstrom durch die Displays, das setzt dem> Multiplexen Grenzen. 16fach ist schon kaum machbar, weil da der 16fache> Strom durchgejagt werden muss
Nur wenn man die maximal mögliche Helligkeit braucht. Das ist nicht
immer der Fall. Und bei den neuen, sehr hellen LED noch seltener.
Hi,
der Testaufbau hier sieht für jede der 16 LEDs einen Vorwiderstand von
2,2 k Ohm vor.
Somit werden die Ausgänge der CD4094 nicht überlastet (5V).
Als LEDs wurden die ausgewählt, die mit dem niedrigsten Strom schon
auskommen.
Wird jetzt die Taktfrequenz (Strobe / Clock) zu hoch gewählt,
habe ich den Eindruck, dass immer auch die benachbarten LEDs leuchten.
Also, es soll ja nur eine LED leuchten, die dann von rechts nach links
durchläuft.
Sind das nun schon die Durchlaufverzögerungen, oder mehr eine optische
Täuschung?
Progrämmchen im angehängten ASM-File.
ciao
gustav
Du machst den Fehler, nach jedem Takt Impuls auch einen Strobe-Impuls zu
senden. Dadurch bringst du auch Zwischenstände zur Anzeige, wo sämtliche
Bits noch an der falschen (nicht finalen) Position im Schieberegister
liegen.
Du musst zuerst alle Schieberegister befüllen und erst danach einen
Strobe Impuls senden.
Stefanus F. schrieb:> Du musst zuerst alle Schieberegister befüllen und erst danach einen> Strobe Impuls senden.
Danke, @S!
Noch ein Bildchen zum Dank.
(Markierung für D0 und D15 sind vertauscht.)
ciao
gustav
Sieht alt aus
Ein Tipp zur Beschriftung: Drucke mit einem Laserdrucker auf Papier und
lackiere die ganze Platine zum Schluss mit Plastik Spray.
https://www.amazon.de/Ett-74313-AA-Plastik-400ml-Spraydose/dp/B000NI6LZC/ref=sr_1_2
Toner vom Laserdrucker hat den Vorteil, nicht zu verlaufen.
Dieser Lack hat die besondere Eigenschaft, dass man später immer noch
einfach durch ihn hindurch löten kann, ohne dass es kokelt. Lackierte
Platinen korrodieren sehr viel weniger und lassen sich später sehr viel
leichter reparieren.
Ich habe mal eine Zwischenfrage, die sich mir zwischendurch bei den
Überlegungen aufdrängt.
Wenn ich mir die Seite 3 so anschaue
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/cd74hc4094.pdf
lege ich die Daten/Bits an Data an, schalte sie mit dem Clk CP durch und
sie landen im Zwischenspeicher.
Wenn nun STR high geschaltet wird landen die Daten am Tristate Ausgang.
Damit sie aber an den Ausgängen Qn sichtbar werden muss nun OE high
werden.
Wenn ich mich nicht täusche, kann ich doch über OE die
Dimmfunktionalität einbringen, wenn ich ein PWM Signal dort anlege.
Sehe ich das richtig so?
Karl B. schrieb:> der Testaufbau hier sieht für jede der 16 LEDs einen Vorwiderstand von> 2,2 k Ohm vor.> Somit werden die Ausgänge der CD4094 nicht überlastet (5V).
Du kannst die Widerstände auch kurzschließen (weglassen), da der CD4094
'schlappe' Ausgänge hat, die den Strom durch den Innenwiderstand der
internen FETs begrenzen. Böse Zungen behaupten, die LEDs würden dann
ungleichmäßig hell leuchten, aber bösen Zungen darf man eben nicht
glauben.
Beim 74HC4094 sind jedoch Widerstände notwendig.
m.n. schrieb:> aber bösen Zungen darf man eben nicht glauben.
Trotteln auch nicht.
NATÜRLICH legt man eine Schaltung so aus, daß sie funktioniert.
Immer funktioniert, in dem sie sich an Datenblattangaben hält.
Datenblattangaben zur Schwankungsbreite der Paramater damit sie
mit JEDEM Exemplar funktioniert und nicht nur mit den zufällig
heute in der Bastelkiste liegenden.
Und da selbst LEDs schon eine Schwankungbreite von 1:2 bei der
Helligkeit bei gleichem Strom haben, diese ICs eine Schwankung
von 1:2 bei maximalen Strom bei dem sie abschnüren, wäre die
Segmenthelligkeit (ja, im schlechtesten Fall) 1:4, und das
sieht man, das sieht so aus, daß man nicht mehr erkennen kann,
ob nun das dunkle Segment an ist oder aus sein soll und bloss
vom Nachbarn überstrahlt wird.
Nur Pfuscher bauen solche Schaltungen.
Michael B. schrieb:>> aber bösen Zungen darf man eben nicht glauben.>> Trotteln auch nicht.
Das sind ja dann gleich zwei Punkte, die gegen Dich sprechen, Du
Ärmster.
Hier einmal die Schaltung.
Ich hoffe auf ein paar Anregungen, was man besser machen könnte.
Ich würde 3 Schieberegister verwenden (24Bit), damit ich noch weitere 16
LEDs ansteuern kann. Die Schieberegister für die 16LEDs werden stets mit
1ern gefüllt.Die Digits und die LEDs sind getrennt steuerbar in der
Helligkeit dann.
Was für Transistoren ich verwende, weiss ich noch nicht. Muss ich mir
noch überlegen
Ich würde gerne Ultra Low Power Leds verwenden, um Strom zu sparen, die
aber auch eine gemeinsame Katode haben, damit ich npn Transistoren
verwenden kann.
Der Preis der Bauteile sollte natürlich niedrig bleiben.
Gerne würde ich aber auch Mosfets zum Schalten verwenden. Hat da jemand
Vorschläge dafür?
Stefanus F. schrieb:> Der TPIC6B595 ist ein Schieberegister mit integrierten Mosfets für> hohe> Spannungen und Ströme.
Ich möchte das zuerst einmal diskret aufbauen und selbst machen.
Erst danach hätte ich vorgehabt fertige Bausteine zu verwenden.
max schrieb:> Ich möchte das zuerst einmal diskret aufbauen und selbst machen.
Ohne jetzt ins Detail zu gehen: STM32 mit 3,3 V und 5 V für Transitoren
bzw. HC-Logik vertragen sich nicht sonderlich gut.
Bilder bitte auf sinnvolle Dateigröße komprimieren!
foobar schrieb:> Überleg dir mal, wie du die PNP-Transistoren mit einem 3.3V STM32> abschalten willst...
Hahahah, super :P
Demfall nehme ich an, dass es kein 5V STM uC gibt.
Das Transistorproblem könnte ich lösen, indem ich Low-Power LEDs
verwende, die eine gemeinsame Katode haben, aber das Problem mit den
Logikbausteinen besteht dann immer noch. Da könnte ich aber weitere
Transistoren einsetzen, was ich aber nicht wirklich möchte.
Das heisst ich mache alles auf 3.3V.
Andere Möglichkeiten sehe ich nicht.
> Demfall nehme ich an, dass es kein 5V STM uC gibt.
Alle mir bekannten STM32 Mikrocontroller haben viele 5V kompatible I/O
Pins. Ich sehe da gar kein Problem, solange man solche Pins verwendet.
> aber das Problem mit den Logikbausteinen besteht dann immer noch
Nicht wirklich. Die 74HCT Serie kann mit 3,3V angesteuert werden.
> Alle mir bekannten STM32 Mikrocontroller haben viele 5V kompatible I/O> Pins. Ich sehe da gar kein Problem, solange man solche Pins verwendet.
Der von Max ausgesuchte Port-A aber z.B. beim F103 nicht.
Da ich das selbst noch nicht gemessen hab, hab ich mal im Datenblatt
gewühlt. So richtig fündig bin ich nicht geworden. Bei den 5V-festen
Pins gehen die Protection-Dioden an nen extra Vdd_ft, das vermutlich 4V
über Vdd liegt. Bei Eingängen ist ein erhöhter Leckstrom (3µA bei
Vin=5V) angegeben. Bei Open-Drain-Ausgängen aber?!? Den einzigen Hinweis
finde ich bei der I²C-Konformität: "Die Open-Drain-Ausgänge sind keine
echten Open-Drain-Ausgänge - der PMOS zwischen I/O-Pin und Vdd ist zwar
abgeschaltet, aber immer noch präsent." Das würde einen Strom ober die
Body-Diode ermöglichen.
Aber selbst wenn es nur 3µA Leckstrom sind, könnte dabei der PNP bereits
genug Strom durchlassen, dass die LEDs glimmen.
Bei ner einmaligen Bastellösung könnte man ausprobieren, wie gut es
klappt. Bei nem Produkt würde ich doch nen echten Open-Kollektor-Treiber
nachschalten. Oder gleich eine von Max' genannten Alternativen:
Common-Cathode-LEDs oder alles 3.3V.
Gerhard O. schrieb im Beitrag #5465026:
> LED Ansteuerung mit zwei 74HC164
Hast Du den Spannungsabfall an den Segmentwiderständen gemessen?
Ich gehe von rund 2,5 V aus, wenn das Segment aktiv ist. Das wären dann
25 mA pro Segment und in Summe bei acht aktiven Segmenten 200 mA. Selbst
bei durchschnittlich fünf aktiven Segmenten sind es noch 125 mA. Gut,
die Bonddrähte werden nicht durchbrennen, aber Puristen und Laberköppe
werden Dich als Trottel und Pfuscher bezeichen ;-)
Will man die abs. Maxwerte einhalten, braucht man sehr helle Anzeigen.
m.n. schrieb:> Gerhard O. schrieb im Beitrag #5465026:>> LED Ansteuerung mit zwei 74HC164>> Hast Du den Spannungsabfall an den Segmentwiderständen gemessen?> Ich gehe von rund 2,5 V aus, wenn das Segment aktiv ist. Das wären dann> 25 mA pro Segment und in Summe bei acht aktiven Segmenten 200 mA. Selbst> bei durchschnittlich fünf aktiven Segmenten sind es noch 125 mA. Gut,> die Bonddrähte werden nicht durchbrennen, aber Puristen und Laberköppe> werden Dich als Trottel und Pfuscher bezeichen ;-)>> Will man die abs. Maxwerte einhalten, braucht man sehr helle Anzeigen.
Auch wenn ich mir jetzt massenweise Minuspunkte erwerben werde: Mir war
das vollkommen klar. Im typischen Betrieb erwärmt sich U3 aber überhaupt
nicht. Abgesehen davon stütze ich mich zum Teil auf die interne
Innenwiderstände der Ausgangsstufen die den Segmentstrom noch etwas
reduzieren, so daß der tatsächliche Ausgangsstufenstrom noch
beträchtlich geringer ist. Tatsächlich ist der gemessene Pin
Ausgangsstrom von U3 nur um 10mA und die Überlastung von U3 hält sich in
Grenzen. Die Ausgangsspannung im stromfließenden Zustand ist um 400mV.
Der Strom fließt deutlich unter 75% in der Zeit. Dann kommen noch die
Saturation Spannungen der Spaltentransistoren dazu und der 10 Ohm
Filterwiderstand der LED Versorgung der die Spannung auf 4.2V reduziert.
U3 verbraucht im Mittel um 35mA. Alles zusammen, sind die tatsächlichen
Betriebsbedingungen also günstiger. Also, ganz so schlimm ist es in der
Praxis also dann nun doch nicht und will das kleine Risiko eingehen.
Die Anzeigen sind alle hoch effizient und ich könnte mit den
Widerstandswerten noch raufgehen. Mir war der extra Aufwand hier nicht
getechtfertigt. Beruflich würde ich es natürlich nicht durchgehen
lassen. Da ich es nur für mich gebaut habe brauche ich mich niemand
anderen zu verantworten und nehme ein mögliches Rest Risiko in Kauf.
Aber vom Puristen Standpunkt hast Du natürlich recht. Die werden mich
wahrscheinlich steinigen. Ich war mir dem durchaus bewußt. Trotzdem bin
ich Dir für Deine Meinung wirklich dankbar.
Mit einem 74AHC164 hättem man noch etwas Ellenbogenplatz. Der hat 75mA
Gesamtstrom im Vergleich zu 50mA beim HC.
Gerhard O. schrieb:> Trotzdem bin ich Dir für Deine Meinung wirklich dankbar.
Da ich weder Purist nach Laberkopp bin, wollte ich Dich auf keinen Fall
anmachen. Weiter oben kannst Du sehen, daß eher ich für meine
Vorgehensweise angemacht werde.
Schade, daß Du Deinen "Stein des Anstoßes" entfernt hast. Hättest Du
nicht auch noch einzelne LEDs angesteuert, dann hätte ich eher den hohen
Bauteileaufwand kritisiert.
Aber mit hinreichend Lebenserfahrung muß man auf Kritiker eigentlich
keine Rücksicht mehr nehmen ;-)
Gerhard O. schrieb:> Mit einem 74AHC164 hättem man noch etwas Ellenbogenplatz. Der hat 75mA> Gesamtstrom im Vergleich zu 50mA beim HC.
Man kann davon auch zwei Stück huckepack übereinanderlöten. Damit
verdoppelt sich auch der Strom ;-)
m.n. schrieb:> Gerhard O. schrieb:>> Trotzdem bin ich Dir für Deine Meinung wirklich dankbar.>> Da ich weder Purist nach Laberkopp bin, wollte ich Dich auf keinen Fall> anmachen. Weiter oben kannst Du sehen, daß eher ich für meine> Vorgehensweise angemacht werde.> Schade, daß Du Deinen "Stein des Anstoßes" entfernt hast. Hättest Du> nicht auch noch einzelne LEDs angesteuert, dann hätte ich eher den hohen> Bauteileaufwand kritisiert.> Aber mit hinreichend Lebenserfahrung muß man auf Kritiker eigentlich> keine Rücksicht mehr nehmen ;-)
Danke. Das habe ich auch so empfunden. Wenn es doch noch von Interesse
ist, könnte ich natürlich den "Stein des Anstoßes" wieder ins Rollen
bringen:-)
Ich betreibe den höheren Aufwand um die Schaltung robuster zu machen.
Meine Erfahrung diesbezüglich bestätigt solches Vorgehen. Ich kann sogar
das Kabel des Magnastat direkt auf die LP und MCU legen ohne Resets zu
bekommen. Die Schaltung ist in jeder Beziehung zuverläßig. Das Ein- und
Ausschalten der Röhren und Motor hat keine Auswirkungen. Auch sind die
EMC Ausstrahlungen durch den Filteraufwand in der LED Schaltung viel
geringer. Der gefilterte LED Hauptschaltstrom in der Vcc Versorgung hat
einige 100us zeitliche Verlängerung und keine scharfen Ecken. Erst wenn
ich mit einem MW Radio direkt an die LP ran gehe höre ich schwache
Störungen. Nicht, daß es für mich hier wichtig wäre.
Schönen Sonntag noch,
Gerhard
m.n. schrieb:> Gerhard O. schrieb:>> Mit einem 74AHC164 hättem man noch etwas Ellenbogenplatz. Der hat 75mA>> Gesamtstrom im Vergleich zu 50mA beim HC.>> Man kann davon auch zwei Stück huckepack übereinanderlöten. Damit> verdoppelt sich auch der Strom ;-)
Das wäre mir trotzdem unsympathisch. Dann eher den AHC Typ. Ob der HC164
wirklich eine reduzierte Lebensdauer haben wird kann ich im Voraus nicht
beurteilen. Der mittlere Strom ist mit rund 35mA immerhin noch unter dem
50mA max rating Wert.
Meiner Erfahrung nach wird er es aushalten. Thermisch ist es kein Thema.
Mit dem IR Thermometer kann ich lediglich 2 Grad Unterschied zu U2
feststellen.
Nachtrag:
Falls von Interesse Der Peak LED Gesamt Versorgungsstrom, durch Abfall
am 10 Ohm Filterwiderstand (47uF nach Masse) mit dem Oszi gemessen, ist
28mA über rund 75% der Zeit. Also hält sich die Belastung von U3 doch in
Grenzen.
> Man kann davon auch zwei Stück huckepack übereinanderlöten.
Vorsicht, beim Einschalten der Stromversorgung haben die parallel
geschalteten Ausgänge zufällige Pegel. Es sei denn, der Reset Impuls
liegt dann schon garantiert an.
Stefanus F. schrieb:>> Man kann davon auch zwei Stück huckepack übereinanderlöten.>> Vorsicht, beim Einschalten der Stromversorgung haben die parallel> geschalteten Ausgänge zufällige Pegel. Es sei denn, der Reset Impuls> liegt dann schon garantiert an.
Die HC164 haben keine Reset Eingänge.
Was man auch noch bedenken sollte ist, daß die Pins nicht statisch
belastet sind und regelmäßig Pausen haben. Also ist die tatsächliche
Belastung von U3 direkt von den übertragenen Daten abhängig. Wenn ich
jeden Ausgang mit dem Oszi beobachte ist die Einschaltdauer bei keinen
Pin auf 100%. Dynamisch gesehen hält sich die Belastung immerhin in
Grenzen.
m.n. schrieb:> Noch einmal zu Deinem Schaltplanentwurf.>> 1. Nimm Anzeigen mit gemeinsamer Kathode. Das wäre der Typ LTS547AWC> (z.B. von Schukat). Alternativen dazu: SC52-11SRWA> https://www.reichelt.de/Siebensegment-Anzeigen/SC-...> oder noch heller SC52-11SURKWA> https://de.rs-online.com/web/p/led-displays/8771549/ mit 110 mcd @ 10> mA.> 2. Als Schieberegister eignet sich ein 74HCT4094 bzw. ..595. Das> verträgt 3,3 V Pegel an den Eingängen.> 3. Als Digittreiber für die gemeinsamen Kathoden nimm kleine MOSFETs.> BSS138 könnte schon reichen; ein IRLML6244 geht für alles:> https://www.reichelt.de/Festspannungsnetzteile/IRL...>> Damit ist dann der Mischbetrieb 3,3 / 5 V kein Problem, allerdings> reichen auch 3,3 V für die Anzeige völlig aus. Bei der Berechnung der> Segmentwiderstände beachte, daß der Stom im 4-fach Multiplexbetrieb 4 x> höher sein muß. Das heißt, den Widerstandswert / 4 zu nehmen.
Das werde ich ganz sicher berücksichtigen.
Danke vielmals für deine Ratschläge.
