Hallo liebe Elektroniker :-)
Hintergrund:
Ich habe den Artikel zur LED-Matrix gelesen und denke zumindest die
Basics verstanden (Multiplexing ist klar, dass LED nen Vorwiderstand
braucht und im groben auch der Unterschied
Kollektorschaltung/Emitterschaltung der Transen).
Mein Displaymodul hat recht viele LEDs (2 Module je 8x8 "pixel", je 2
farben = 256 LEDs), die ich als 16x16 beschalte. Dabei soll das Modul
nicht breiter als eine LED-Matrix sein. Ich muss also meinen Controller,
4 Schieberegister, 32 Transistoren und sämtliche Widerstände auf recht
wenig Raum unterkriegen.
Ich hab die ersten paar Module von Hand gelötet, das war aber ein ganz
schöner Zeitfresser und ordentlich Fummelei, darum will ich mir ein PCB
drucken lassen.
Nach langer Einleitung (sorry) hier die Frage:
Ich überlege Platz zu sparen indem ich sowohl an high- als auch lowside
eine Kollektorschaltung verwende und dann nur noch die Vorwiderstände
für die LEDs brauche. Das kostet mich dann aber Spannung. Wieviel
Spannung sollten am LED-Vorwiderstand noch übrig sein, damit das ganze
stabil läuft?
Die Umgebung wird ein Flipper sein, d.h. da macht ein 50V netzteil mit
Spulen rum, wie stark der effekt auf die Versorgung der Displaymodule
allerdings ist kann ich nicht sagen.. (die haben nen eigenes Netzteil
aber die sind nicht galvanisch entkoppelt).
Leider komme ich auch nur alle paar Monate an den Bauort des noch nicht
fertigen Flippers weswegen ich da auch nicht mal eben was testen kann.
Idealerweise hätte ich eigentlich schon gerne die Module in der Hand
nächstes Mal das ich da bin.
Gibts da aus eurem Erfahrungsschatz irgendwelche guten Ratschläge? Für
mich ist das alles noch recht neu und ich kann das daher nicht so gut
einschätzen...
Danke schonmal jedenfalls für eure Hilfe :)
PS: Schaltplan kann ich natürlich nachliefern wenn es hilft
Henning schrieb:> Wieviel> Spannung sollten am LED-Vorwiderstand noch übrig sein, damit das ganze> stabil läuft?
Datenblätter sammeln.
Widerstand für "Best case" ausrechnen:
Versorgungsspannung max (5V ± 10% ?)
Uf der LEDS minimal
Uce(sat) der Transistoren minimal
Widerstand so berechnen, dass die LEDs nicht kaputtgehen.
ggfs. noch Sicherheitsaufschlag drauf.
Dann den "Worst case" berechnen.
Minimale Versorgung, schlechte LED, schlechte Transistoren.
Fließt mit deinem Widerstand noch genug Strom?
Henning schrieb:> irgendwelche guten Ratschläge?
Das hängt ab von:
1. der Streuung der Spannung der LEDs, nicht nur bei verschiedenen
Farben, sondern auch von Exemplar zu Exemplar.
2. was man als Helligkeitsunterschied noch toleriert.
Belastbare Daten dazu zu finden ist schwierig, besonders bei LEDs aus
einer Krabbelkiste. Sicher ist, dass die Spannung am Vorwiderstand zu
klein ist, wenn die Helligkeitsunterschiede auffallen.
Eine Richtschnur könnte lauten 1V. Es kann auch mit weniger klappen,
wenn man LEDs mit sehr ähnlichen Daten hat, aber das ist dann nicht
nachbausicher.
Versuch macht kluch.
Georg
@Henning (Gast)
>nicht breiter als eine LED-Matrix sein. Ich muss also meinen Controller,>4 Schieberegister, 32 Transistoren und sämtliche Widerstände auf recht>wenig Raum unterkriegen.
Naja, 32 Transistoren brauchst du nicht, nimm integrierte Treiber ala
TLC5940, da sind auch die Schieberegister schon drin.
16:1 willst du sowieso nicht multiplexen, mach es 8:1. Für die 8 Spalten
oder Zeilen-MOSFEts nimmt man Doppel-MOSFETs im SO8 Gehäuse.
>für die LEDs brauche. Das kostet mich dann aber Spannung. Wieviel>Spannung sollten am LED-Vorwiderstand noch übrig sein, damit das ganze>stabil läuft?
1-2V reichen.
>allerdings ist kann ich nicht sagen.. (die haben nen eigenes Netzteil>aber die sind nicht galvanisch entkoppelt).
Braucht keiner, auch normale Spannungsregler liefern saubere Spannungen.
Henning schrieb:> Ich überlege Platz zu sparen indem ich sowohl an high- als auch lowside> eine Kollektorschaltung verwende
?
Das solltest du vieleicht mal aufzeichnen, Ich ahne da einen Fehler.
Henning schrieb:> Wieviel Spannung sollten am LED-Vorwiderstand noch übrig sein, damit das> ganze stabil läuft?
Eine LED hat bei Nennstrom einen je nach Exemplar und Temoeratur
schwankenden Spannungsbedarf, siehe Datenblatt Uf, vielleicht 3.2 bis
3.6V.
Durch den Widerstand ergibt sich dadurch ein Strom je nach Restspannung
zur Ansteuerspannung, z.B. 5V, von 1.4 bis 1.8V, so dass 20mA bei 1.8V
mit 90Ohm zu 15.5mA bei 1.4V führen.
Eine Schwankung des Stroms von 1:2 ergibt eine Helligkeitsschwankung von
1:2 die deutlich erkennbar ist. Man sollte versuchen, die Schwankung
unter 1:1.4 zu halten. Bei Multiplex kann man auch nicht nachträglich
einen Widerstand anpassen damit alle LEDs gleich hell erscheinen, weil 1
Widerstand für mehrere LEDs zuständig ist.
Bei Multiplex wird auch nicht mit Nennstrom gearbeitet sondern mit
höherem Strom, sagen wir 100mA. Dabei ist der Spannungsbedarf der LED
noch höher. Leider gibt es meist keine Datenblattdiagramme bis zum
Spitzenstrom. Man muss buelleicht von 3.6 bis 4 V ausgehen.
Der Spannungsabfall bei weissen/blauen LEDs darf an den
Treibertransistoren bei 5V also nichg mal 0.1V sein, man verwendet
MOSFETs. Bei rot/grün gehen meist bipolare Transistoren.
Siehe:
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.8.1
Eine Sache sollte man nicht vergessen, wenn man Displays per Multiplex
ansteuert: bleibt die Ansteuerung stehen ist ein Diplayschaden fast
vorprogrammiert wenn man mit hohen Spitzenströmen arbeitet. Das passiert
dir bei fertigen Treibern nicht.
Thema Helligkeit: das kann bei 16:1 zum Problem werden (und verschärft
Problem 1), würde auch zu max. 8:1 raten. Nebenbei bekommst du eine
Helligkeitssteuerungsmöglichkeit "geschenkt", setzt natürlich einen
Sensor voraus. Beleuchtungsverhältnisse können extrem schwanken. Gleiche
LED-Lichtstärke kann im richtig Hellen kaum noch erkennbar sein, im
Schummerlicht aber schon blenden.
Bleibt ein dritter Punkt: dein Ansatz wird ne ziemliche EMI-Schleuder.
Henning schrieb:> Transen
Plural von Transistor ist nicht Transen sondern Transistoren :)
Henning schrieb:> darum will ich mir ein PCB> drucken lassen.
Die werden nicht gedruckt, die werden geätzt :)
Henning schrieb:> Ich überlege Platz zu sparen indem ich sowohl an high- als auch lowside> eine Kollektorschaltung verwende
Weißt du, was eine Kollektorschaltung ist? Evtl wäre hier ein Bild ganz
gut, weil andere evtl sich etwas anderes darunter vorstellen :)
@Mampf F. (mampf)
>> darum will ich mir ein PCB>> drucken lassen.>Die werden nicht gedruckt, die werden geätzt :)
Na dann erklär mal den Begriff PCB, printed circuit board . . .
Falk B. schrieb:> @Mampf F. (mampf)>>>> darum will ich mir ein PCB>>> drucken lassen.>>>Die werden nicht gedruckt, die werden geätzt :)>> Na dann erklär mal den Begriff PCB, printed circuit board . . .
Ja, der ist total irreführend ;-)
Hm, ich verstehe ja das Argument 8:1 zu multiplexen, dann komme ich
näher an die volle Helligkeit ran, aber dann brauche ich auf der lowm
side ja 32 mosfets und generell nach dem, was ich auf der
LED-Matrix-Seite lese auch noch Treiber dafür? Das würde ja noch viel
mehr Platz verbrauchen :-(
Ansonsten finde ich ja die LED-Treiber-ICs interessant (hatte ich bis
jetzt nicht auf dem Schirm), aber selbst wenn ich einen pro 8x8 mache
(also für eine farbe von einem Matrix-Baustein), muss der ja 800mA auf
der low side einstecken können, oder? (LED Nennstrom=20mA, max peak
current=100mA)
Ich kann heute abend nochmal ein Schaltungsbild hochladen, aber bei den
Biplortransistoren die ich bis jetzt im Auge hatte komme ich mit der
Schaltung bestenfalls auf 0.5V, nachdem was ich hier bis jetzt gelesen
habe wird das sicher zu wenig sein.
Gibt es LED-Treiber-Bausteine die 800mA direkt einstecken können oder
platzsparendere möglichkeiten MOSFETs einzusetzen? (Mit denen habe ich
auch bisher noch keine Erfahrung)
Zur doppel-kollektorschaltung noch kurz: Da hätte ich auf der low side
einen BD234 (kollektor an GND) und auf der High einen BC337 (kollektor
an VCC=5V).
Aber wie gesagt ich bin eigentlich schon überzeugt, dass der
Spannungsabfall dann immernoch zu gross ist (UBE=1.3V, UF=2.2V) :-(
Wie gesagt bei der Konstruktion wäre der Faktor 16:1 (bei insgesamt
16x16 LEDs), allerdings max peak strom der LEDs bei 100mA, macht aber
immernoch 1600mA auf der low side darum war ich auf den BD234 gekommen.
@Henning (Gast)
> aber dann brauche ich auf der lowm>side ja 32 mosfets
Hallo? Mal meinen Beitrag gelesen und DURCHDACHT? Nimm vollintegrierte
LED-Treiber!
>und generell nach dem, was ich auf der>LED-Matrix-Seite lese auch noch Treiber dafür? Das würde ja noch viel>mehr Platz verbrauchen :-(
NEIN! Bei 5V kann man die High Side MOSFETs direkt mit 5V CMOS-Ausgängen
schalten.
>Ansonsten finde ich ja die LED-Treiber-ICs interessant (hatte ich bis>jetzt nicht auf dem Schirm), aber selbst wenn ich einen pro 8x8 mache>(also für eine farbe von einem Matrix-Baustein), muss der ja 800mA auf>der low side einstecken können, oder?
Das kann er, und sogar noch mehr.
H.Joachim S. schrieb:> Bleibt ein dritter Punkt: dein Ansatz wird ne ziemliche EMI-Schleuder.
Ich schätze mal, das fällt bei den Spulen die in der Kiste am
rumknattern sind dann aber nicht mehr groß ins Gewicht ;)
Mampf F. schrieb:> Falk B. schrieb:>> @Mampf F. (mampf)>>>>>> darum will ich mir ein PCB>>>> drucken lassen.>>>>>Die werden nicht gedruckt, die werden geätzt :)>>>> Na dann erklär mal den Begriff PCB, printed circuit board . . .>
Printen kommen aus Aachen!
Hi Falk,
Kein Grund unhöflich zu werden, ich gebe mir hier große Mühe so viel es
geht selbst zu verstehen, aber mir mangelts da halt hier und da noch an
Erfahrung/Verständnis der Materie, darum frage ich ja um Hilfe.
Bei dem TLC5940 der von der verlinkt wurde steht was von 130mA als
maximalem current output. Wie man den für die low side verwendet ist mir
bisher noch gar nicht klar, wenn du mir da noch einen Tipp geben kannst,
der vielleicht sogar dazu führt dass ich verstehe wieviel strom damit
auf welcher "side" geschaltet werden kann, wäre ich dankbar :)
Mampf F. schrieb:>> Na dann erklär mal den Begriff PCB, printed circuit board . . .>> Ja, der ist total irreführend ;-)
Nun, in der Anfangszeit wurden da durchaus Druckprozesses benutzt,
insbesondere bei der Hersterllung von Dünn- und Dickschicht-Schaltungen.
Harald W. schrieb:> Nun, in der Anfangszeit wurden da durchaus Druckprozesses benutzt,> insbesondere bei der Hersterllung von Dünn- und Dickschicht-Schaltungen.
Insbesondere bevor Photoresist handelsüblich war, da wurde nämlich das
Leiterbahnmuster als Resist erst mal im Siebdruckverfahren aufgedruckt,
wie auch die Lötstopmaske und der Bestückungsgdruck.
https://www.youtube.com/watch?v=8-WGaAmpfOU
Das Ätzen war da nur ein unwesentlicher Arbeitsschritt.
So langsam wird es mir klarer, ich war nur irgendwie verwirrt und dachte
den könne man nur für die high side benutzen.
Also damit ich das jetzt richtig verstehe, du empfiehlst 8 MOSFETs im
doppelgehäuse für die multiplexende Seite und 2 TLC5940 für die andere?
Und ist es nun egal ob ich auf der high oder low side multiplexe oder
macht das einen Unterschied?
@Henning (Gast)
>Also damit ich das jetzt richtig verstehe, du empfiehlst 8 MOSFETs im>doppelgehäuse für die multiplexende Seite und 2 TLC5940 für die andere?
Ja.
>Und ist es nun egal ob ich auf der high oder low side multiplexe
Ja.
>oder macht das einen Unterschied?
Nein.
Henning schrieb:> Und ist es nun egal ob ich auf der high oder low side multiplexe oder> macht das einen Unterschied?
Natürlich macht das einen Unterschied, wenn die Matrix nun als 8:32
strukturiert ist:
Bei der einen Ansteuerung sind die LEDs 1/8 der Zeit an und 7/8 der Zeit
aus, müssen also den 8-fachen Strom bekommen,
bei der anderen Art sind die LEDs 1/32 der Zeit an und 31/32 der Zeit
aus müssen also den 32-fachen Strom bekommen.
Ausserdem müssen die Konstantstromsenken immer auf der Seite des
niedrigen Stroms sein. sonst würde sich dieser konstante Strom mal auf 1
und mal auf alle LED einer Gruppe verteilen, die LEDs also massiv
unterschiedlich hell sein.
Bei einer 16x16 Matrix wäre es egal, da muss nut die Konstantstromsenke
auf der Seite des geringeren Stroms sein, aber schon den 16-fachen Strom
halten die wenigsten LEDs aus.
Henning schrieb:> Mein Displaymodul hat recht viele LEDs (2 Module je 8x8 "pixel", je 2> farben = 256 LEDs),
Das kann der HT1632C von Holtek. Aus dem Datenblatt:
> The HT1632C is a memory mapping LED display controller/driver, which> can select a number of ROW and commons. These are 32 ROW & 8 commons> and 24 ROW & 16 commons. The device supports 16-gradation LEDs for> each out line using PWM control with software instructions. A serial> interface is conveniently provided for the command mode and data mode.> Only three or four lines are required for the interface between the> host controller and the HT1632C. The display can be extended by cas-> cading the HT1632C for wider applications.Henning schrieb:> Ich hab die ersten paar Module von Hand gelötet, das war aber ein ganz> schöner Zeitfresser und ordentlich Fummelei, darum will ich mir ein PCB> drucken lassen.
Dafür sind sich selbst Chinesen zu fein. Die lassen sich von Holtek
einen Chip dafür machen.
MfG Klaus
