Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Problem mit 74HC595 - zu wenig Ausgangsstrom


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von Hans (Gast)


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Guten Morgen Leute!

Ich habe hier eine 7Segment-Anzeige, welche durch ein HC595 angesteuert 
wird.

Jetzt wollte ich den Strom einstellen für die einzelnen Segmente. Also 
suche ich den geeigneten Vorwiderstand. Das Schieberegister steuert die 
Anzeige direkt an, ohne Transistor dazwischen.

Aufgebaut ist das so:
1
    HC595
2
   -------
3
      |
4
      | Anode
5
    -----------
6
   |           |
7
   | 7 Segment |
8
   |           |
9
    -----------
10
     ||||||||
11
     RRRRRRRR
12
     |||||||| Kathoden
13
     ||||||||
14
     --------
15
      HC595

Wenn ich jetzt nur ein Segment anschließe, dann kann ich mittels des 
Widerstandes einen Strom von (in meinem Fall ca. 8mA) einstellen. Füge 
ich jetzt jedoch weitere Verbindungen hinzu, also schließe ich mehrere 
Segmente mittels Widerstand an, so sinkt der Strom durch jedes Segment.

Es scheint also so, dass der Strom nicht geliefert werden kann. Bei 
allen Segmenten gibt der 595 nurnoch 3,45 Ausgangsspannung raus (Vcc = 
5V) und der Strom pro Segment liegt bei etwa 4,5mA. Nehme ich Segmente 
weg, so geht beides hoch.

Leider finde ich im Datenblatt nichts zum Innenwiderstand des 595. Es 
steht ja drin, dass er pro Pin 35mA kann und zusammen maximal 70mA durch 
Vcc und GND. Da liege ich ja noch drunter. Trotzdem scheint der 
Innenwiderstand da Probleme zu machen.

Ich kann ja jetzt auch nicht einfach die Widerstände verkleinern...sind 
mal weniger Segmente an, dann sind diese Widerstände wieder zu klein.

Kann mir da einer was zu sagen?

von Jens M. (Gast)


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Hans schrieb:
> Kann mir da einer was zu sagen?

Vermutlich muss die Anode gegen +5V geschaltet werden.

Die 70mA sind das Maximum was du ziehen solltest, die Chips prüfen das 
aber nicht und haben keine Strombegrenzung.

von Peter D. (peda)


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Hans schrieb:
> Das Schieberegister steuert die
> Anzeige direkt an, ohne Transistor dazwischen.

Es ist immer ein blöde Idee, Schaltungsbeispiele von anderen zu 
ignorieren.
Die bauen natürlich die Transistoren nur deshalb ein, um Dich zu 
verwirren. Auf keinen Fall aber, weil sie nötig sind.

Hier gabs mal ein schönes Foto von einer solchen ignoranten 
Anzeigeversion. Der '-' Strich ist schön hell, die '8' schön funzelig.

http://www.mikrocontroller.net/attachment/93262/224-2405_IMG.JPG

Peter

von Hans (Gast)


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Jens Martin schrieb:
> Vermutlich muss die Anode gegen +5V geschaltet werden.

Ich habe mehrere Anzeigen, von denen ich die Anoden mit dem oberen 595 
durchschalte, die Kathoden aller Segmente parallel mit dem unteren. 
Direkt an Vcc geht also nicht, wenn halt über einen PNP. Aber ich dachte 
halt, dass der den angegebenen Ausagngsstrom auch bringt.

Jens Martin schrieb:
> Die 70mA sind das Maximum was du ziehen solltest, die Chips prüfen das
> aber nicht und haben keine Strombegrenzung.

Das ist schon klar. Daher ja auch die Widerstände ;-) Nur scheint halt 
der Innenwiderstand nicht unbeträchtlich zu sein.

von Rufus Τ. F. (rufus) Benutzerseite


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Ein HC595 ist kein LED-Treiber. Dafür ist der schlichtweg nicht 
ausgelegt, was Du da machst ist Missbrauch.

von Brille (Gast)


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Hans schrieb:
> Leider finde ich im Datenblatt nichts zum Innenwiderstand des 595. Es
> steht ja drin, dass er pro Pin 35mA kann und zusammen maximal 70mA durch
> Vcc und GND.

Maximum Ratings! Bei Überschreiten geht der Chip kaputt.

Welches Datenblatt - verlinken und dann kann man ma schaun.

von Hans (Gast)


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Peter Dannegger schrieb:
> Es ist immer ein blöde Idee, Schaltungsbeispiele von anderen zu
> ignorieren.

Hi Peda. Es geht nicht darum, dass ich das ignoriere. Ich habe selber 
immer Transistoren dazwischen, dann aber eher, weil ich mit dem Strom 
durch die Anzeigen die Maximalwerte des 595 überschritten hätte. Hier 
liege ich ja noch drin, daher wollte ich (aus Platzgründen) auf die 
Transistoren verzichten.

Peter Dannegger schrieb:
> Hier gabs mal ein schönes Foto von einer solchen ignoranten
> Anzeigeversion.

Ja gut, so sieht es bei mir nicht aus, aber klar, ist vom Prinzip 
dasselbe. Aber jetzt gleich mit "ignoranter Anzeigeversion" zu 
kommen...die Frage war ja eher, ob jemand was zum Innenwiderstand sagen 
kann.

Gruß, Hans

von Hans (Gast)


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Brille schrieb:
> Maximum Ratings! Bei Überschreiten geht der Chip kaputt.

Ja, is schon klar, bin ja auch nicht an den Maximum Ratings.

Brille schrieb:
> Welches Datenblatt - verlinken und dann kann man ma schaun.

http://www.nxp.com/documents/data_sheet/74HC_HCT595.pdf

von Jan Koppe (Gast)


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8 * 8mA = 64 mA an der Anode wenn das gesamte Segment leuchtet. Du 
solltest da besser einen Transistor hinsetzen, der eingezeichnete 595 
schafft den Strom nicht auf einem Pin. Alternativ gabs glaub ich auch 
eine etwas stärkere Version vom 595, so hübsch ist die Lösung aber 
trotzdem nicht.

von Hans (Gast)


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Ja, muss wohl. Nur weiß jemand etwas über den Innenwiderstand? Steht ja 
nirgends, oder?

von Peter D. (peda)


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Hans schrieb:
> Nur weiß jemand etwas über den Innenwiderstand? Steht ja
> nirgends, oder?

Da schaun wir mal ins Datenblatt:
Seite 7, 10. Static characteristics
Qn bus driver outputs IO = -6 mA; VCC = 4.5 V min: 3.84V

(4.5V - 3.84V) / 6mA = 110R


Peter

von spontan (Gast)


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Du betreibts den 595 komplett falsch und hast auch im Datenblatt was 
misverstanden.

Schau Dir doch mal die HIGH-Level Output Voltage an. Da werden 3,7 Volt 
bei 6 mA garantiert.

Wie willst Du damit eine Anzeige betreiben?
Wenn Du immer noch den Innenwiderstand wissen willst (warum eigentlich, 
Deine Schaltung ist ja ungeeignet?) dann fang doch mal das rechnen an.

von Hans (Gast)


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Peter Dannegger schrieb:
> (4.5V - 3.84V) / 6mA = 110R

OK, danke Peda. Hab nach einem Diagramm gesucht. 110R sind natürlich 
schon nicht wenig. Dann müssen wohl noch ein paar PNPs her.

Schade :-\

von Hans (Gast)


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spontan schrieb:
> Du betreibts den 595 komplett falsch

Was heißt denn "komplett falsch". Klar, sehe ja jetzt, dass es ohne 
Transistoren nicht geht.

spontan schrieb:
> im Datenblatt was
> misverstanden

Was habe ich denn missverstanden? Hatte doch nur den Innenwiderstand 
gesucht.

spontan schrieb:
> Schau Dir doch mal die HIGH-Level Output Voltage an. Da werden 3,7 Volt
> bei 6 mA garantiert.

Ja gut klar, hat Peda mich ja auch schon drauf gestoßen.

spontan schrieb:
> Wie willst Du damit eine Anzeige betreiben?

Geht ja ;-\ Leuchtet ja alles, aber sehe ja ein, ist dürftig.

Aber für die Kathoden brauche ich ja nun nicht auch noch zusätzliche 
NPNs. Da ist der Strom ja immer gleich, da stets ein Segment nur an ist. 
Für das kann der Innenwiderstand ja ruhig mit in die Rechnung eingehen.

von Peter D. (peda)


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von Hans (Gast)


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Peter Dannegger schrieb:
> 74HC595 ohne Multiplex

Sorry, in dem Beitrag sehe ich jetzt keinen Zusammenhang zu dem hier. 
Ich multiplexe ja, aber hier geht es ja grad nur um ein SR.

von Peter D. (peda)


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Ich wolte nur aufzeigen, daß es auch ohne Muxen geht und dafür das 
Layout sehr einfach ist.


Peter

von Hans (Gast)


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Achso, OK.

von Hans (Gast)


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Nur die Anzeige, welche ich hier habe, ist eine MUX-Anzeige. Da sind 4 
Segmente in einem Gehäuse. Die muss ich muxen.

von MaWin (Gast)


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> Bei allen Segmenten gibt der 595 nurnoch 3,45 Ausgangsspannung
> raus (Vcc = 5V) und der Strom pro Segment liegt bei etwa 4,5mA.

Du hast einen 74HC595 der die einzelnen Segmente nach Masse schaltet, 
und der sollte mit 8mA kein Problem haben, weniger als 0.8V 
Spannungsabfall sollte er dabei produzieren.

Aber du hast einen zweiten 74HC595 der +5V an die ganze 7-Segemnt 
Anzeige schaltet, und man muß sich wirklich fragen, wie du dabei auf die 
hirnrissige Idee kommst, daß dann auch nur 8mA fliessen. Es sind 8 
Segmente a 8mA also möchtest du 64mA zusammen aus einem 75HC595 Ausgang 
bei HIGH ziehen.

Natürlich schafft der das nicht.

Blöderweise gibt es auch kein guten Source-Treiber, der UDN2981 verliert 
von den 5V zu viel Spannung, der müsste mit einer höheren Spannung 
versorgt werden (zumindest 7V). Daher ist die Verstärkung des 
Ausgangsstroms der 74HC595 die die ganzen Displays an +5V schalten 
sollen mit PNP-Transistoren notwendig.

Aber man muß sich fragen, wozu du das Display abschaltwar mit +5V 
verbinden willst. Das klingt nach Multiplex. Und dann scheinst du zu 
ignorieren, daß man bei Mulitplex z.B. von 4 Anzeigen auch den 4-fachen 
Strom braucht damit sie gleich hell erscheinen wie im Einzelbetriebn.

Dann reicht weder ein BC547 als Digit Treiber, noch ein 74HC595 als 
Segment Treiber, sondern man müsste auf TPIC6B595 umstellen und BC369 
verwenden.

Aber das wurde nun wirklich millionenmal durchgekaut.

http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.8.1

von Hans (Gast)


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MaWin schrieb:
> wie du dabei auf die
> hirnrissige Idee kommst, daß dann auch nur 8mA fliessen.

Hallo??!! Wo steht das??? Natürlich fließen da 8x der Strom.

MaWin schrieb:
> Natürlich schafft der das nicht.

Dass der das NATÜRLICH nicht schafft, wusste ich nicht, da bei den 
Maximum Ratings ja auch noch 70mA angegeben sind. TSCHULDIGUNG!

MaWin schrieb:
> Das klingt nach Multiplex

Is auch so.

MaWin schrieb:
> daß man bei Mulitplex z.B. von 4 Anzeigen auch den 4-fachen
> Strom braucht damit sie gleich hell erscheinen wie im Einzelbetriebn

Sie brauchen 2mA um hell zu leuchten.

MaWin schrieb:
> Aber das wurde nun wirklich millionenmal durchgekaut.

Jaja, vielen Dank fürs freundliche Anranzen. Meine ursprüngliche Frage 
bezog sich auf den Innenwiderstand des 595.

von MaWin (Gast)


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> da bei den Maximum Ratings ja auch noch 70mA angegeben sind

Nein.

IO output current pins Qn +/-35mA.

D.h. auch wenn du kurzschliesst, fliesst bestimmt nicht mehr als 35mA.

Voh sagt daß bei 6mA aus 4.5V schon (4.5-3.7) = 0.8V abfallen.

Das sagt auch, daß bei mehr als 6mA der Hersdteller schon nicht mehr 
sagt, was noch rauskommt, die MOSFETs werden irgendwo zwischen 6mA und 
35mA abschnüren.

von Hans (Gast)


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Naja, ich nehm jetzt Transen. Ich danke euch für eure Zeit!

von Michael_ (Gast)


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Einen Innenwiderstand wirst du so nicht finden. Das ist ein IC für 
digitale Signalverarbeitung und kein Leistungstreiber.
Wenn du aber unbedingt damit basteln willst, dann besorge dir 74595.
Diese Serie ist robuster und kann meist mehr Leistung ab.
Übrigens sind im Netz die Anwendungen überwiegend mit dem 74595.

von Marion (Gast)


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Peter Dannegger schrieb:
> Die bauen natürlich die Transistoren nur deshalb ein, um Dich zu
> verwirren. Auf keinen Fall aber, weil sie nötig sind.

Warum sind dann sogar im AVR-Tutorial die 595er ohne Transistoren drin:

http://www.mikrocontroller.net/articles/Datei:8x20mA_LED_mit_74xx595.png

von mr. mo (Gast)


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Marion schrieb:
> Peter Dannegger schrieb:
>> Die bauen natürlich die Transistoren nur deshalb ein, um Dich zu
>> verwirren. Auf keinen Fall aber, weil sie nötig sind.
>
> Warum sind dann sogar im AVR-Tutorial die 595er ohne Transistoren drin:
>
> http://www.mikrocontroller.net/articles/Datei:8x20...

Hast du den Text dazu gelesen?

von Marion (Gast)


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mr. mo schrieb:
> Hast du den Text dazu gelesen?

Ja. Du auch?
Ich zitiere mal:

"Will man nun acht LEDs mit dem Schieberegister ansteuern, kann man 
diese direkt über Vorwiderstände anschließen."

"Den Strom pro LED auf 70/8 = 8,75mA begrenzen"

Das ist genau das, was Hans wollte:

Hans schrieb:
> in meinem Fall ca. 8mA

Ergo: Erst lesen, dann posten.

von dolf (Gast)


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Marion schrieb:
> Warum sind dann sogar im AVR-Tutorial die 595er ohne Transistoren drin:

die haben nen 74595 oder 74ls595 genommen.
dazu noch low current led´s und schon passt das.
mfg

von mr. mo (Gast)


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Marion schrieb:
> Ich zitiere mal:
>
> "Will man nun acht LEDs mit dem Schieberegister ansteuern, kann man
> diese direkt über Vorwiderstände anschließen."
>
> "Den Strom pro LED auf 70/8 = 8,75mA begrenzen"
>
> Das ist genau das, was Hans wollte:
>
> Hans schrieb:
>> in meinem Fall ca. 8mA
>
> Ergo: Erst lesen, dann posten.

Ich kann es missverstanden haben, aber dein Post sah für mich so aus als 
ob es allgemein um die Transen am 595 geht und dort genau das 
beschrieben steht was du im Zitat nochmal niedergeschrieben hattest. Von 
daher nichts für ungut, falsch gelesen.

von Spätzünder (Gast)


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Ich habe mir die Schaltung noch einmal angesehen.
Da werden sieben Segmente UND die gemeinsame Anode von EINEM HC595 
getrieben.
Sehr merkwürdig, die Anode kann doch an GND und der Dezimalpunkt würde 
auch funktionieren. Dann wären auch 8mA/Segment kein Problem, wenn der 
Innenwiderstand nicht zu hoch ist.

Wenn hier aber von Multiplexbetrieb gesprochen wird - das gibt der 
Schaltplan nicht her. Funktionieren wird es auch nicht :-)

Den Innenwiderstand kann man doch messen; Ausgang auf '1' setzen und mit 
Milliampermeter den Strom gegen Masse (oder gegen VLed) messen.
R = U/I, nicht wahr?

von TPIC (Gast)


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Hallo!

Sieh Dir mal den TPIC 595 an. Der kann -wenn ich mich recht erinnere- 
pro Ausgang max. 150mA und pro IC max. 500mA, ist allerdings OC. Damit 
kannst Du schon einiges anfangen. Bekommst Du bei Segor für ca. 1/Stk.

Viele Grüße
TPIC

von MaWin (Gast)


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> Das ist genau das, was Hans wollte:

Nein, er wollte 64mA (8 * 8mA) aus einem 74HC595 Ausgang bei high 
geliefert bekommen und "vergass" nur das zu erwähnen (ein Schaltplan 
sagt nicht immer mehr als einige Worte).

von Hans (Gast)


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MaWin schrieb:
> und "vergass" nur das zu erwähnen

Hans schrieb:
> Jetzt wollte ich den Strom einstellen für die einzelnen Segmente.

Hans schrieb:
> Wenn ich jetzt nur ein Segment anschließe, dann kann ich mittels des
> Widerstandes einen Strom von (in meinem Fall ca. 8mA) einstellen.

Hans schrieb:
> Bei
> allen Segmenten gibt der 595 nurnoch 3,45 Ausgangsspannung raus (Vcc =
> 5V) und der Strom pro Segment liegt bei etwa 4,5mA. Nehme ich Segmente
> weg, so geht beides hoch.

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