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Forum: FPGA, VHDL & Co. 8x8 LED Matrix Controller gesucht


Autor: Bianka (Gast)
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Hallo,

gibt es eigentlich ein LED Matrix Anzeigencontroller der mehrere 8x8 LED 
Digits steuert oder muss ich für jede Digit ein Anzeigencontroller 
benutzen.

Z.B. gibt es von Maxim den MAX7219 oder den MAX6960. Aber wenn ich die 
Datenblätter richtig verstanden habe, müsste ich für z.B. 8 LED Matrix 
Digits auch 8 Maxim Anzeigencontroller hintereinandeschalten, korrekt?

Gruss,
Bianka

Autor: Tom M. (tomm) Benutzerseite
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Steuere die LED Matrizen mit Multiplexing an, sonst brauchst du zuviel 
Hardware. Siehe den Artikel LED-Matrix.

Autor: Uwe N. (ex-aetzer)
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Bianka schrieb:

> Aber wenn ich die
> Datenblätter richtig verstanden habe, müsste ich für z.B. 8 LED Matrix
> Digits auch 8 Maxim Anzeigencontroller hintereinandeschalten, korrekt?

Für den MAX7219 ja, der MAX69xx schafft bis 128 LEDs, d.h. hier brauchst 
du 4 Stück. Beim MAX69xx kannst du bei Bedarf zusätzlich auch bis zu 32 
Tasten abfragen, mit Tricks geht auch mehr.

Nette Teile, sehr praktisch. Warum hier im Forum meist lieber auf 
Schieberegister zurückgegriffen wird ist mir noch nicht ganz klar...

Gruss Uwe

Autor: Matthias G. (mgottke)
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Uwe N. schrieb:
> Für den MAX7219 ja, der MAX69xx schafft bis 128 LEDs, d.h. hier brauchst
> du 4 Stück.
Ein bisschen sollte man aber auch auf die Helligkeit der LEDs und der 
Verlustleistung am Treiber schauen. Treiber gibts ja ohne Ende. Manche 
davon können z.B. auch 16 LEDs mit je 90mA treiben. Mit einem 
High-Side-Transistor lassen sich da wunderbare Matrizen bauen. Aber je 
größer die Matrix, desto kürzer ist die Einschaltdauer einer LED. Dann 
muss man den Treiber Strom eben erhöhen. Damit steigt aber auch die 
Verlustleistung in der Stromquelle des Treibers. Die Temperatur begrenzt 
da meist die Treiberleistung. Die Folge davon ist, dass die Ausdehnung 
der Matrix mit einem Schaltkreis praktisch begrenzt ist.

Autor: Uwe N. (ex-aetzer)
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Matthias G. schrieb:
> Ein bisschen sollte man aber auch auf die Helligkeit der LEDs und der
> Verlustleistung am Treiber schauen.

Die genannten ICs sind genau für diesen Anwendungsfall entwickelt worden 
- das sollte (und ist) kein Thema damit :-)


> Treiber gibts ja ohne Ende. Manche davon können z.B. auch 16 LEDs mit
> je 90mA treiben.

Mag sein, aber darum muss man sich bei diesen ICs keinen Kopf mehr 
zerbrechen, das haben die Experten bei MAXIM bereits getan.
Schau dir einfach mal das Datenblatt an: in diesen ICs ist alles drin, 
was man für eine Matrix braucht:
* serielle Schnittstelle (SPI/ I2C)
* Multiplexing (beim 69xx auch als Charlieplexing bezeichnet AFAIK)
* LED Treiber
* ROM für Standard Zeichen
* ....

Gruss Uwe

Autor: Matthias G. (mgottke)
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Uwe N. schrieb:
> Die genannten ICs sind genau für diesen Anwendungsfall entwickelt worden
> - das sollte (und ist) kein Thema damit :-)

Mal ein konkretes Beispiel:
Baustein: STP16CP05 im TSSOP24
Der kann 16 LEDs á 100mA.
Operating Tamperature Range: -40°C bis 125°C
Thermischer Widerstand Junction-Case: 85°C/W
Gehen wir mal davon aus, dass wir 16 rote LEDs (Flussspannung 1,8V) bei 
einer Versorgungsspannung von 5 V betreiben. Umgebungstemperatur 85°C.

Bei guter (idealer) thermischer Case-Anbindung sind dann noch 40°C 
zwischen den 85°C und den 125°C =>
Pmax = dT / Rth = 40°C / 85°C/W = 470mW
Von den 5V Versorgung fallen in der Stromquelle des Schaltreises 3,2V ab 
(Ui). Woraus der maximale Gesamtstrom durch alle LEDs mit
Iges_max = Pmax / Ui = 470mW / 3,2V = 147mA
Der Strom durch eine einzelne LED ist dann 1/16 des Stromes oder konkret 
9,2mA.

So nun sag mal noch einer: Die Schaltkreise können das. Sie sind ja 
dafür gemacht. Das Kapitel im Datenblatt ist nicht umsonst mit 
"Electrical ratings" überschrieben.

Ok, der Fall ist schon sehr theoretisch. Ich betreibe aber in einer 
Anwendung mit diesem Schaltkreis (allerdings die Ausführung mit Exposed 
Pad und an 3,3V) 128LEDs (8x16 Matrix). Die LEDs müssen gegen die pralle 
Sonne ankämpfen und da herrschen im Sommer 70°C im Gehäuse. Da bekommt 
man dauerhaft mit 30mA / Ausgang gerade mal ein viertel der LEDs 
betrieben. Da erwärmt sich die Leiterplatte schon auf bis zu 85°C (Auf 
der einen Seite heizen die LEDs und auf der anderen die Treiber). Bei 
85°C sind dann aber die Grenzen der anderen Bauteile erreicht. Zum Glück 
reicht das aber bei Schrift.

Autor: Uwe N. (ex-aetzer)
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Matthias G. schrieb:
> So nun sag mal noch einer: Die Schaltkreise können das. Sie sind ja
> dafür gemacht. Das Kapitel im Datenblatt ist nicht umsonst mit
> "Electrical ratings" überschrieben.

Meinst du, Maxim verkauft dir eine Mogelpackung ??
Die Helligkeit deiner Treiberlösung ist vielleicht höher als die der 
Maxim Bausteine, aber das war offensichtlich nicht Bianka's Frage.

Gruss Uwe

Autor: Matthias G. (mgottke)
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Uwe N. schrieb:
> aber das war offensichtlich nicht Bianka's Frage.

Nicht direkt. Aber die Lösungen sind doch komplexer zu betrachten als 
nur: "Mit dem_und_den Schaltkreis kannst Du eine x_beliebige Matrix 
realisieren."
Mir wäre es an verschiedenen Stellen meiner Entwicklungen auch lieber 
gewesen ich hätte so eine x_beliebige Matrix realisieren können. Auch 
wenn es rein von der Ansteuereung gegangen wäre. Muss man immer die 
Gesamtapplikation im Auge behalten.

Ach ja, auch die von Maxim können nicht zaubern. Derating ist in solchen 
Anwendungen immer nötig.

Autor: Frank (Gast)
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Und was hat das mit FPGA und VHDL zu tun ?
bitte verschieben !

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