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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Strombedarf für Sieben Segment Anzeigen


Autor: gespi (Gast)
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Hallo zusammen,

ich will mir gerade eine Anzeige bauen die vier Sieben Segment Anzeigen
enthällt und ich will dies folgendermaßen realisieren:
Ich schicke aus meinen Controller einen BCD Code(4Bit) heraus und
zusätzlich 2 Steuerleitungssignale. Je nachdem welche Anzeige leuchten
soll. Die BCD Info wird in JK-FF gespeichert die an einem BCD->Sieben
Seg. Decoder hängen und die Anzeige speisen. Kann mir jemand sagen ob
diese Ansteuerung im Hinblick auf den Strombedarf sinnvoll ist? Wenn
nicht gibt es auch andere Möglichkeiten.
Grüße gespi

Autor: Rahul (Gast)
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schon mal an Multiplexing gedacht?
Deine Version wäre komplett statisch, sprich alle Anzeigen würden
gleichzeitig leuchten. Bei einer Stromaufnahme von 20mA pro LED käme
man bei den 4 Anzeigen auf 20mA x 7 Segmente x 4 Anzeigen = 560mA, wenn
vier achten angezeigt werden.
Beim Multiplexing kämst du auf maximal 140mA.
Das erfordert nur einen etwas grösseren Software-Aufwand.
Gruß Rahul

Autor: ---- (Gast)
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Multiplexing spart keinen Strom! Um den gleichen Helligkeitseindruck zu
erreichen muß der (kurze) Stromfluß deutlich erhöht werden!
Zudem brennen die LEDs nicht durch, wenn im statischen Betrieb mal der
Prozessor stehen bleibt oder die Software spinnt. Beim Multiplexing
sind die Ströme für stat.Betrieb zu hoch und zerstören i.A. die LEDs.

----, (QuadDash).

Autor: gespi (Gast)
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Danke für die schnellen Antworten.
@Rahul
Ich habe schon einmal an Multiplexing gedacht allerdings ist die
Helligkeit ja dann nicht so gut weil die gemeinsame Anode einer Anzeige
nur alle 1/4t zugeschaltet wird und wie ist das mit dem was QuadDash
meint, kann man den Controller dann zerstören? Wie lange hält denn dann
eine Batterie (9VBlock) wenn man das 'statisch'macht?
Grüße gespi

Autor: crazy horse (Gast)
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Multiplex spart Strom!

Autor: gespi (Gast)
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@crazy horse
Das haben wir ja schon geklärt, aber macht auch nicht so hell !!!

Meine Frage ist jetzt noch wie lange man diese Schaltung an z.B 9VBLOCK
betreiben kann

Autor: leo9 (Gast)
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Je nach dargestellten Ziffern würd' ich allerhöchstens 4h ansetzen.
Ich schätz dass ein 9V-Block maximal 1000mAh hat.

Der Gesamtstrombedarf bei Multiplexen wird (bei gleichem
Helligkeitseindruck) auch im Bereich der statischen Ansteuerung liegen.
Der uP "darf" natürlich nicht stehenbleiben sonst ist ein Segment
ziemlich sicher hinüber. Der Nachteil der statischen Lösung ist die
Menge der Bauteile, ob die FF-Ausgänge die LEDs direkt schalten können
wage ich zu bezweifeln. (Strombelastbarkeit der Ausgänge beachten).

Ich würde einen SAA1064 einsetzen. Ist ein 24-poliger Ic der über i2c
gesteuert wird (nur 2 uP-Pins benötigt)und sich ums Multiplexen kümmert
(dann kann der uP auch mal abstürzen). Und die Software bleibt ähnlich
einfach wie bei den FFs.

grüsse leo9

Autor: ---- (Gast)
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@crazy horse: Wie?
Mein Wissensstand: Bei verkürzter Einschaltdauer muß der Strom um das
entsprechendes Verhältnis erhöht werden.
Beispiel:
100% Tastverhältnis (also statisch) -> Strom * 1
0.25 Tastverhältnis (=25%) -> Strom * 1/0.25 = Strom * 4

----, (QuadDash).

Autor: crazy horse (Gast)
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das hängt von vielen Faktoren ab:
-wie gut deinen Anzeigen sind. Es gibt Typen, die brauchen 20mA, um
halbwegs hell zu leuchten, andere sind schon mit 1mA gut erkennbar.
-wie stellst du die Betriebsspannung zur Verfügung. Mit Linearregler
verheizt du schon mal ca. die Hälfe der zur Verfügung stehenden
Leistung. Mit Schaltregler kannst du die Batterie wesentlich
effizienter nutzen.
-bei Schaltreglerbetrieb ist es sehr sinnvoll, die Betriebsspannung
weiter zu verringern (3V)

Bei alledem bleibt es trotzdem dabei: Langzeitbetrieb ist nicht.
Überschlagsmässig: Kapazität der Blockbatterie 250mAh (?), macht bei 9V
2,25Wh.
Rechnen wir grosszügig, Schaltregler 3V mit 85% Wirkungsgrad, Multiplex
mit 4mA Segmentstrom, Leistungsbedarf 75mW. Macht ca. 25h.
Und das ist eher noch zu deinen Gunsten gerechnet. Weiss einer, welche
Kapazität Blockbatterien haben?

Autor: gespi (Gast)
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Hallo leo9,

ich wollte die FF auch nicht direkt an die LED's hängen sondern an
einen BCD->Sieben Segment Decoder. Ich dachte das müssten die schon
machen. Bei dem Baustein den du nennst brauche ich aber auch einen
Dekoder pro Anzeige, richtig?
Ich hab auch mit I2C noch nichts gemacht. Ist das schwierig. Wäre schon
schön wenn man nur zwei Leitungen bräuchte.

Autor: leo9 (Gast)
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bei dem genannten Ic brauchst du den Ic, einen Ko, zwei Transis und die
vier 7-Segmentanzeigen.
Die Programmierung von i2c ist relativ einfach, und du kannst jedes
Segment einzeln ansteuern, bei der BCD-Variante gehen ja nur Ziffern.

Sorry wegen der Belastbarkeit, aber ich habs nur diagonal gelesen. Ich
dachte einmal BCD-Segmentwandeln und 4mal speichern, du speicherst aber
4mal und wandelst 4mal und erfüllst schon fast den Tatbestand eines
TTL-Friedhofes ;-)

google mal nach dem Datenblatt und i2c und schau dir mal die Vorteile
dieser Lösung an.

grüsse leo9

Autor: leo9 (Gast)
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Alkali 9V/550mAh (ca. € 2,50)
Lithium-Ionen 9V/1200mAh (ca. € 15,-)
NC-Akku 7,2V/120mAh (ca. € 10,-)

alle im PP3-Gehäuse ("Standard 9V-Block")

grüsse leo9

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Das hatten wird doch alles schon mal ("Suchen"-Button benutzen).

Gepulste LEDs haben einen etwas höheren Wirkungsgrad, daher braucht
Multiplexen bei gleicher Helligkeit etwas weniger Strom.


Richtig Strom sparen kann man aber nur mit low-current-Anzeigen (z.B.
HDSP-K121), die kommen mit 1..2mA aus. Bei 4 Stellen reichen dann also
insgesamt 32mA.


Der große Vorteil des Multiplexens ist aber die Einsparung von
Portpins. Für 4 Stellen reichen dann 4+8 Pins. Extra ICs brauchst Du
keine, nur die 8 Vorwiderstände zur Stromeinstellung.

Wenns nur fürs Hobby ist, kannst Du die 32mA dem AVR auch direkt
zumuten
Ansonsten nimm noch 4 Treibertransistoren (z.B. BC550) für die
gemeinsamen Anoden.


Peter

Autor: Malte Marwedel (Gast)
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Ob die Helligkeit von 7-Segment Anzeigen bei Multiplex-Ansteuerung
ausreicht kommt, wie schon genannt, auf die verwendeten Anzeigen an.
Ich habe bisher zwei 7-Segment Anzeigen mit je 4 Ziffern gebaut. Die
erste hatte grüne LEDs, die Helligkeit war nicht überwältigendt aber
akzeptabel. Bei der Zweiten habe ich superrote LEDs benutzt (dass es
sich um superrote handelte ist mir erst nach dem Kauf aufgefallen). Die
waren mir trotz Mulitplex Ansteuerung und 15mA der erlaubten 30mA zu
hell! Die roten  7-Segment Anzeigen waren "SC 08-11 rt" von
Reichelt.

In beiden Fällen habe ich die Widerstäne so gewählt, dass auch bei
einem hängen des Controllers der maximale Strom nicht überschritten
wird.

Die Datei zeigt ein Bild der Anzeige. Sowohl die 7-Segment Anzeigen wie
auch die gewöhnliche LED unten werden im Multiplex-Verfahren
angesteuert. Beide haben einen gleich großen Vorwiderstand.

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