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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 7 Segmentanzeige (57mm) + Treiber + DCF77 von Pollin


Autor: Florian (Gast)
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Hallo.
Ich bin gerade dabei eine Funkuhr zu planen und ich habe an einigen 
Stellen Schwierigkeiten.

Ich möchte 4 7-Segmentanzeigen (Reichelt: SA 23-12 RT) mithilfe des 
Multiplexverfahrens ansteuern.
Da ich noch ein Anfänger bin, kann ich dem Datenblatt der 
7-Segmentanzeige die benötigte Spannung und die benötigte Stromstärke 
nicht entnehmen.

Deshalb folgende Fragen:
1. Kann ich die Segmentanzeigen direkt mit dem AVR ansteuern? (Ich bin 
mal davon ausgegangen, dass das nicht geht...)
2. Sind die Treiber, die ich benutzt habe, richtet beschaltet?
3. Wie groß müssen die Vorwiderstände für die Segmentanzeigen sein?
4. Wie wird der DCF77-Empfänger von Pollin korrekt beschaltet?
5. Seht ihr noch andere Fehler im Schaltplan?

mfg Florian

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Florian (Gast)

>Ich möchte 4 7-Segmentanzeigen (Reichelt: SA 23-12 RT) mithilfe des

>7-Segmentanzeige die benötigte Spannung und die benötigte Stromstärke
>nicht entnehmen.

Seite 2, VF, Forward voltage, 7,4V typ.

>1. Kann ich die Segmentanzeigen direkt mit dem AVR ansteuern?

Nein.

 (Ich bin
>mal davon ausgegangen, dass das nicht geht...)
>2. Sind die Treiber, die ich benutzt habe, richtet beschaltet?

Ja.

>3. Wie groß müssen die Vorwiderstände für die Segmentanzeigen sein?

siehe LED-Matrix.

MFG
Falk

Autor: Anja (Gast)
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Hallo,

1.) Direkt geht bei diesen Displays nicht da 4 Dioden in Reihe 
geschaltet sind.
2.) Sieht für mich plausibel aus.

3.) + 5.)
die Anzeigen haben 7,4-10V Durchlaßspannung bei 20mA.
Mit ca 1 V  für die Darlingtons und ca 2V für den UDN-Treiber bleibt bei 
12 V nichts mehr für die Vorwiderstände übrig. (außer bei den 
Dezimalpunkten da hier nur 2 Dioden in Reihe sind). Mit den 
Vorwiderständen mußt Du die Toleranzen in den Durchlaßspannungen 
abgleichen. -> an den Vorwiderständen sollte mindestens die doppelte 
Toleranz der Dioden abfallen. (also ca 5V wären gut).
Den mittleren Strom legt man irgendwo auf 10-20mA fest. Die Beschränkung 
liegt meist in den Digit-Treibern. Bei 1/4 Duty brauche ich den 4-fachen 
Nominalstrom. bei im Mittel 5 aktiven Segmenten komme ich bei 10mA  4  
5 = 200 mA für die UDN-Treiber (also ca 40mA/Segment gepulst). Wenn man 
höher dimensioniert muß man schon sehr genau nach den Toleranzen der 
Durchlaßspannungen schauen. Aus diesem Grund nehme ich gerne Displays 
mit gemeinsamer Kathode. An den ULN-Treibern auf der Low-Side fallen nur 
ca 1,1V ab. Die bleiben dann etwas kühler.

Die Widerstände (außer Dezimalpunkte) rechnen sich bei Dir dann als
UVersorg - UDisplay (40mA = 7.6V typ) - UUDN (200mA = 1.7V typ) - UULN 
(0.8V typ) / 40mA.
Bei 15V Versorgung also ca 120 Ohm.

Autor: Florian (Gast)
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Hallo.

Danke für die Antworten!

>Seite 2, VF, Forward voltage, 7,4V typ.

Also im Datasheet 
(http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/93...) 
steht bei mir dieser Wert nicht drin.
Also auf Seite 2 steht nichts von Forward voltage.
Auf S. 3 stehen ein paar Werte. Doch da beträgt die Spannung ~2V.
Habe ich da das falsche Datenblatt gewählt?

Zu Anja,

Ich probiere gerade die gesamte Rechnung nachzuvollziehen.

Ich probiere das mal zusammenzufassen:

- Von der Versorgungsspannung würde 1,7V (UDN), 0,8V (ULN) und 7,6V 
(Segmente) abfallen.
- Im normalen Betrieb würde ein Segment 7,6V bei 10 - 20mA vertragen.
- Beim Multiplexen geht etwas an Helligkeit verloren. Deswegen setzt man 
die Stromstärke höher.
- Logisch wäre es, wenn die Stromstärke vervierfacht wird. Das würde 
dann eine Stromstärke von 10mA * 4 = 40mA pro Segment machen.
- Wenn alle 7 Segmente an wären, dann würde ein Strom von 40 mA * 7 = 
280 mA machen. Also kein Problem für die Treiber, die bis 500 mA 
vertragen können.
- Es gilt: R = U / I; also R = (15V - 1,7V - 0,8V - 7,6V)/0,04 A = 122,5 
ohm ~= 120 ohm

Soweit richtig? (Toleranzen habe ich jetzt mal weggelassen)

Jetzt noch eine Frage:

- Hier (http://www.mikrocontroller.net/articles/LED-Matrix) wird vor 
Software-/Hardwarefehlern gewarnt. Wenn also die Software aussetzt, dann 
ist meine Anzeige kaputt. Deswegen die Frage:

Wenn ich nun die Displays "normal" betreiben würde: wie dunkel würden 
diese dann sein? Noch im akzeptablen Bereich?

--------
Rechnung für den Normalbetrieb:
U = 12V - 7,6V - 1,7V - 0,8V = 1,9V
R = U/I = 1,9V / 0,02 A = 95 ohm
--------

mfg Florian

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Florian (Gast)

>Also im Datasheet
>(http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/93...)
>steht bei mir dieser Wert nicht drin.

Aber in dem bei Reichelt.

http://www.reichelt.de/?;ACTION=7;LA=6;OPEN=0;INDE...;

>Also auf Seite 2 steht nichts von Forward voltage.
>Auf S. 3 stehen ein paar Werte. Doch da beträgt die Spannung ~2V.
>Habe ich da das falsche Datenblatt gewählt?

Nein, aber ein altes. In dem steht nich die FLussspanung des SEGMENTS, 
sondern der einzelnen Dioden. Und da in einem Segment 4 Dioden in Reihe 
liegen . . .

>- Von der Versorgungsspannung würde 1,7V (UDN), 0,8V (ULN) und 7,6V
>(Segmente) abfallen.

Ja. Bei Segment eher noch mehr, denn beim Muxen hat man hohe Ströme, da 
fällt auch über eine LED mehr Spannung ab. Eher 8..8,5V.

>- Im normalen Betrieb würde ein Segment 7,6V bei 10 - 20mA vertragen.

Ja.

>- Beim Multiplexen geht etwas an Helligkeit verloren.

Nicht wenn man es richtig macht ;-)

> Deswegen setzt man die Stromstärke höher.

Ja.

>- Logisch wäre es, wenn die Stromstärke vervierfacht wird. Das würde
>dann eine Stromstärke von 10mA * 4 = 40mA pro Segment machen.

Ja.

>- Wenn alle 7 Segmente an wären, dann würde ein Strom von 40 mA * 7 =
>280 mA machen. Also kein Problem für die Treiber, die bis 500 mA
>vertragen können.

Ja.

>- Es gilt: R = U / I; also R = (15V - 1,7V - 0,8V - 7,6V)/0,04 A = 122,5
>ohm ~= 120 ohm

Passt.

>Wenn ich nun die Displays "normal" betreiben würde: wie dunkel würden
>diese dann sein? Noch im akzeptablen Bereich?

Ausprobieren. Wir wissen nicht, was für DICH akzeptabel ist.

MfG
Falk

Autor: Florian (Gast)
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Ok danke! Dann ist das Problem ja beseitigt. DANKE!

Jetzt fehlt nur noch eine Frage...

Hat jemand schon mal das DCF77-Modul von Pollin benutzt?

In vielen Foren fragen immer wieder welche nach einem Schaltplan.

Ich tue es an dieser Stelle auch.

gruß Florian

Autor: Anja (Gast)
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Hallo,

das meiste hat ja Falk schon beantwortet.

Ich benutze die DCF77-Module von Conrad.
Schaltplan dürfte da zwecklos sein. außer der Ferrit-Antenne und einem 
großen Schwarzen Klecks sieht man da nichts.

noch ein paar Anmerkungen:
laut Datenblatt vertragen die Displays bis zu 40 mA. D.h. bei 10 mA 
mittlerem Strom und 4 Digits würde ich mir noch keine Sorgen machen.
Bei höheren Strömen sollte dann der interne Watchdog verwendet werden 
und die Schaltung so ausgelegt daß bei einem Reset (oder der 
Flash-Programmierung) das Display aus ist.

In sehr alten Siemens Datenbüchern (heute Osram) waren übrigens 
Diagramme (HD1133) die angegeben haben welcher Mittlere Strom die 
gleiche effektive Helligkeit liefern wie ein DC-bestromtes Display. Bei 
1/8 Duty benötigt ein rotes Display nur ca 80% mittleren Strom. Die 
anderen Farben (gelb orange grün) sogar nur ca 50-60% mittleren Strom.

Autor: Florian (Gast)
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>laut Datenblatt vertragen die Displays bis zu 40 mA. D.h. bei 10 mA
>mittlerem Strom und 4 Digits würde ich mir noch keine Sorgen machen.

Dann ist ja gut ... :D

>Schaltplan dürfte da zwecklos sein. außer der Ferrit-Antenne und einem
großen Schwarzen Klecks sieht man da nichts.

Lol.. Ich meine ja nicht den Schaltplan von dem Empfangsmodul :D
Ich dachte eher daran, wie man das Modul an den AVR anschließt.
In den Foren steht, dass man 5 V nichts empfangen würde.

Also würde ich das mit 3,3V betreiben.

Doch was ist genau diese PON-Pin?

Man "munkelt", dass das ein Reset-Pin ist und dieser beim Start einmal 
high sein muss ????

mfg Florian

Autor: Anja (Gast)
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Hallo,
wenn ich im Datenblatt dann lese:

"Nach Inbetriebnahme des DCF-Moduls kann es, je nach Empfangslage, bis 
zu 20 Minuten dauern,
bis sich das Modul mit dem DCF-Signal abgestimmt hat und das Signal 
empfangen werden kann."

dann bin ich froh daß ich ein bischen mehr Geld für meine Module 
ausgegeben habe.

Autor: Chris (Gast)
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Das DCF-Modul von Pollin funktioniert bei mir auch mit 5V super. Empfang 
habe ich immer nach ein paar Sekunden. Es ist nur sehr empfindlich gegen 
Lageänderungen der Antenne.

Eine kleine Testschaltung findest Du hier:
http://www.b-redemann.de/sp-project-dcf77.shtml

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Anja (Gast)

>"Nach Inbetriebnahme des DCF-Moduls kann es, je nach Empfangslage, bis
>zu 20 Minuten dauern,
>bis sich das Modul mit dem DCF-Signal abgestimmt hat und das Signal
>empfangen werden kann."

Das halte ich für einen Tipp- oder Übersetzungsfehler. 20s (SEKUNDEN) 
können es sein, 20min nie und nimmer.

Da soll der OP eins von Reichelt oder Conrad nehmen, da gibt es eine 
gescheite Anleitung dazu. Aber VORSICHT! Die Dinger sind verschieden, 
vor allem was die Stärke des Ausgangs angeht.

Siehe auch

http://www.mikrocontroller.net/articles/DCF77-Funk...

MFG
Falk

Autor: Peter Dannegger (peda)
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Code + Schaltplan:

Beitrag "Jumbo-LED Uhr"


Peter

Autor: Florian (Gast)
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Hallo.

>Das DCF-Modul von Pollin funktioniert bei mir auch mit 5V super.

Das Modul ist gestern Angekommen und heute ist es mir endlich gelungen 
die Zeit auszulesen.
Also ich betreibe das Modul mit 5V und den PON-Pin + DATA-Pin direkt mit 
dem AVR verbunden.
Die Software musste ich jedoch selber schreiben und anpassen (mit der 
von Ulrich Radig klappte es nicht).

Wenn man am PON-Pin kurz HIGH und LOW "macht", dann sendet das Modul 
sofort die Bits!

Es ist leider ziemlich empfindlich. Aber mit ~30 cm Abstand zum PC läuft 
es einwandfrei.

mfg Florian

Autor: Florian (Gast)
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Hallo.
Ich habe noch eine Frage.

Wo steht im Datenblatt der Spannungsabfall des UDN bzw. des ULN?

Ist das das hier: "COLLECTOR-EMITTER SATURATION VOLTAGE" ?

oder

diese "Clamp Diode".

Ich kann mit den Begriffen nichts anfangen. Auch die Erläuterungen im 
Netz sind nicht hilfreich.

Wäre echt nett, wenn mir einer sagen könnte, wo ich diese Werte finde.

mfg flo

Autor: Spezi (Gast)
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Hallo,

>Ist das das hier: "COLLECTOR-EMITTER SATURATION VOLTAGE"?

Ja, genau dieser  Wert ist es. (Wörtlich übersetzt: "Kollektor-Emitter-
Sättigungs-Spannung")
Beim ULN beträgt er max. 1,3V, beim UDN etwas mehr (ca. 1,8V). Sie ist 
laststrom-abhängig.

Gruss

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