Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Mosfet für LED "Matrix"


von Torben S. (harlekin)


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Moin moin,
für ein Projekt ist es nötig das wir viele LEDs (256 stk) einzelnd 
ansteuern können.
Da die "Matrix" im fertigen Zustand im Sonderfahrzeugbau zum Einsatz 
kommt ist es wichtig einen möglichst geringen Strom einzuhalten, 
weswegen die LEDs einzelnd und nicht per 
http://www.mikrocontroller.net/articles/LED-Matrix angesteuert werden 
sollen.

Soweit die Problemstellung, jetzte meine Frage :)

Da ich mich mit MOSFETs nicht so auskenne, welcher ist geeignet bei 
einer Gate Source Spannung von 3.3V und einem Drain Source Strom von 10 
bzw 20 mA komplett durchzuschalten, also möglicht geringem Widerstand um 
Verlustleistung zu minimieren?

Hab mich zwar schon durch die Liste hier auf der Seite ein wenig 
durchgearbeitet aber werde nicht ganz schlau aus den Datenblättern zumal 
die Testwerte dort meist bei höherem Stromfluss aufgenommen wurden.
Natürlich wäre auch eine kompakte Bauform nett.

MfG

von Maddin (Gast)


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>>Mosfet für LED "Matrix"


>>weswegen die LEDs einzelnd und nicht per Matrix...

Was denn nu?

Bei 10-20mA ist kein Mosfet möglich. Die Frage ist wo die 256 Ausgänge 
herkommen. Schieberegister? Es wird wohl kaum einen Prozessor mit 256 IO 
geben, oder FPGA?

MM

von holger (Gast)


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>Da die "Matrix" im fertigen Zustand im Sonderfahrzeugbau zum Einsatz
>kommt ist es wichtig einen möglichst geringen Strom einzuhalten,

Wie gross sind die Fahrzeuge? 3x3mm?

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Auch in einer Matrix ist jede einzelne LED ansteuerbar.
Und zum Stromverbrauch: meiner Erfahrung nach ist Multiplexbetrieb 
stromsparender.

von Karl H. (kbuchegg)


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Torben Schött schrieb:

> für ein Projekt ist es nötig das wir viele LEDs (256 stk) einzelnd
> ansteuern können.
> Da die "Matrix" im fertigen Zustand im Sonderfahrzeugbau zum Einsatz
> kommt ist es wichtig einen möglichst geringen Strom einzuhalten,
> weswegen die LEDs einzelnd und nicht per
> http://www.mikrocontroller.net/articles/LED-Matrix angesteuert werden
> sollen.

Versteh ich jetzt nicht.
Da die LED in einer LED-Matrix bei identischer Helligkeit exakt gleich 
viel Strom verbrauchen (über die Zeit gemittelt), wie dieselben LED in 
Einzelansteuerung, besteht der einzige Unterschied eigentlich nur im 
Stromverbrauch der Ansteuerung. Wenn wir mal nicht davon ausgehen, dass 
du wegen Einzelansteuerung den µC runtertakten wirst, besteht der 
einzige Unterschied daher darin, dass du weniger Komponenten in der 
Ansteuerung einer LED Matrix hast. D.h. die Matrix braucht eigentlich 
weniger. OK, das wird jetzt nicht viel sein. - aber weniger.

Und da man meistens den Strom durch die LED sowieso nicht so hochtreiben 
kann, wie man gerne möchte bzw. müsste, tendieren multiplexgesteuerte 
LED eher dazu, auf weniger Durchschnittsstrom eingestellt zu werden.

von Eumel (Gast)


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H.joachim Seifert schrieb:
> meiner Erfahrung nach ist Multiplexbetrieb
> stromsparender.

Ähhh, nein?

von Torben S. (harlekin)


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holger schrieb:
> Wie gross sind die Fahrzeuge? 3x3mm?

Ich stell die Bedingungen nicht :)

Maddin schrieb:
> Was denn nu?
>
> Bei 10-20mA ist kein Mosfet möglich. Die Frage ist wo die 256 Ausgänge
> herkommen. Schieberegister? Es wird wohl kaum einen Prozessor mit 256 IO
> geben, oder FPGA?
>
> MM

Deswegen auch die "" bei Matrix, wobei genaugenommen ist es eine Matrix, 
eine 2 Dimensionale ;)

Es werden 2 Prozessoren die die Ausgänge schalten dürfen, ist etwas 
Oversized aber der Preis hauts raus.
Was wären denn die Alternativen neben normalen Transistoren?

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Eumel schrieb:
> H.joachim Seifert schrieb:
>> meiner Erfahrung nach ist Multiplexbetrieb
>> stromsparender.
>
> Ähhh, nein?

Doch, probier es aus.
Hat wohl was mit der Physiologie des Auges zu tun. Der mittlere Strom 
ist bei gleichem Helligkeitseindruck niedriger.

von holger (Gast)


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>> Wie gross sind die Fahrzeuge? 3x3mm?
>
>Ich stell die Bedingungen nicht :)

Das beantwortet meine Frage nicht.
Ich denke das der Stromverbrauch von ein paar LEDs
bei einem Fahrzeug gegenüber dem Stromverbrauch des
Antriebs komplett vernachlässigbar ist.

Es gibt Low Current LEDs die auch mit 2mA
hell genug sind.

von Torben S. (harlekin)


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holger schrieb:
> Es gibt Low Current LEDs die auch mit 2mA
> hell genug sind.

Das stimmt die könn wa aber nicht nutzen, die sind nicht genormt, wir 
ham da keine Auswahl was das betrifft.

von Eumel (Gast)


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Torben Schött schrieb:
> Das stimmt die könn wa aber nicht nutzen, die sind nicht genormt, wir
> ham da keine Auswahl was das betrifft.

Das stimmt die KÖNNEN WIR aber nicht nutzen, die sind nicht genormt, wir 
HABEN da keine Auswahl was das betrifft.

von holger (Gast)


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>Das stimmt die könn wa aber nicht nutzen, die sind nicht genormt, wir
>ham da keine Auswahl was das betrifft.

Wie bitte? Du kannst auch deine "genormten" LEDs (was ist das?)
mit nur 5mA betreiben. Die Frage ist nur ob das hell genug für dich ist.

Ich mach mich hier lieber mal vom Acker;)
Schwachsinn hoch drei.

von Torben S. (harlekin)


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holger schrieb:
> Wie bitte? Du kannst auch deine "genormten" LEDs (was ist das?)
> mit nur 5mA betreiben. Die Frage ist nur ob das hell genug für dich ist.
>
> Ich mach mich hier lieber mal vom Acker;)
> Schwachsinn hoch drei.

Gut, ich drück das ganze nochmal anders aus, wir müssen gewisse 
Standarts erfüllen was Helligkeit, Sichtbereich usw angeht, dafür kommen 
nur spezielle LEDs in Frage die auch abgenommen werden, deswegen haben 
wir hier keine Auswahlmöglichkeiten.

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Und was versprichst du dir von der "Verlustleistungsminimierung"?
Ja, man kann Mosfets verwenden, die einem on-Widerstand im niedrigen 
mOhm-Bereich haben. Und dann den Strom durch die LED durch einen 
stinknormalen Widerstand auf 10mA oder 20mA begrenzen? Dann entsteht 
eben die Verlustleistung dort komplett. Alternativ kann man auch 100 
oder 200mOhm zulassen, das spielt keine Rolle.
IRLML2403 könnte ein passender Kandidat sein.

Aber irgendwie scheint mir das ganze nicht ausgegoren....

von Torben S. (harlekin)


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H.joachim Seifert schrieb:
> Und was versprichst du dir von der "Verlustleistungsminimierung"?
> Ja, man kann Mosfets verwenden, die einem on-Widerstand im niedrigen
> mOhm-Bereich haben. Und dann den Strom durch die LED durch einen
> stinknormalen Widerstand auf 10mA oder 20mA begrenzen? Dann entsteht
> eben die Verlustleistung dort komplett. Alternativ kann man auch 100
> oder 200mOhm zulassen, das spielt keine Rolle.
> IRLML2403 könnte ein passender Kandidat sein.
>
> Aber irgendwie scheint mir das ganze nicht ausgegoren....

Effizientes Arbeiten, sagt mal komm ich irgendwie arrogant oder nervig 
oder dämlich oder sonnst wie rüber?
Ich möchte hier kein verärgern oder so, hab aber das gefühl hier nicht 
so ganz willkommen zu sein.
Es sieht nunmal so aus das wir bei bestimmten Bauteilen keine 
Ausweichmöglichkeiten haben und das ganze System möglichst wenig Strom 
verbraucht und auch wenn das Fahrzeug still steht nicht gleich die ganze 
Batterie entleert.
Ist schon klar das ich bei 5V und 10/20 mA immer Verlustleistung habe 
über den Vorwiderstand es ging hier eigendlich auch nur um die 
Ansteuerart, das Multiplexen wegen des Verbrauchs ausgeschlossen werden 
kann.
Und der Schalter darf keinen allzugroßen Widerstand haben weil ja auch 
noch die Spannung für die LED gegeben sein muss.

von Eumel (Gast)


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Torben Schött schrieb:
> das Multiplexen wegen des Verbrauchs ausgeschlossen werden
> kann.

Wieso? Was ist das Problem mit multiplexen?

von Johannes (Gast)


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Torben Schött schrieb:
> ...sagt mal komm ich irgendwie arrogant oder nervig
> oder dämlich oder sonnst wie rüber?

Ehrlich gesagt bekleckerst du dich zu mindestens nicht mit Ruhm und 
vernünftigen Beiträgen. Ganz davon abgesehen dass du uns nicht verrätst 
was du brauchst. Du triffst hier einige schwammige Aussagen und erklärst 
nicht worum es geht. Das steht für mich im krassen Gegensatz zu "super 
speziell spezial genormt"

Also leg die Karten auf den Tisch, erkläre EINDEUITG worum es bei deinem 
Projekt geht und was die genauen Anforderungen an die Schaltung sind. 
Wenn du das beachtest, wird dir auch geholfen

von Michael B. (laberkopp)


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> meiner Erfahrung nach ist Multiplexbetrieb stromsparender.

Deiner Erfahrung nach gibt es auch Perpetuum Mobiles,
bringen Magnete um die Benzinleitung eine Spritersparnis.
Nun ja, Religiöse und Esoteriker gibt es haufenweise.

> Doch, probier es aus.

habe ich

> Hat wohl was mit der Physiologie des Auges zu tun.

Kaum, denn die ist bekannt. Das Auge sieht den Mittelwert
der Photonen über die Zeit.

> Der mittlere Strom ist bei gleichem Helligkeitseindruck niedriger.

Sicher nicht.
Je nach LED und deren Wirkungsgradverlust bei hohem Strom
ist die (beispielsweise 1/10tel der Zeit mit 10fachem Strom)
betriebene leicht bis drastisch dunkler.


In einem (Sonder)fahrzeug  möchte man kein Multiplex bei
LED Matrix "follow me" Anzeigen haben, weil die LEDs dann
den von den Rücklichtern bekannten Tröpfcheneffekt erzeugen,
also flimmern durch die Bewegung des Autos.

Man will sie kontinuierlich mit Strom versorgen.
Dazu bieten sich Schieberegister mit Konstantstromausgängen
eher an, als MOSFET die mit niedrigem RDSon durchschalten.

A6282 und CAT4016 (darisus.de) werfe ich mal ein,
SCT2024 (ulrichradig.de) geht auch.

von Karl H. (kbuchegg)


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Torben Schött schrieb:

> Ist schon klar das ich bei 5V und 10/20 mA immer Verlustleistung habe
> über den Vorwiderstand es ging hier eigendlich auch nur um die
> Ansteuerart, das Multiplexen wegen des Verbrauchs ausgeschlossen werden
> kann.

Du scheinst da ein Missverständnis zu haben.
Du brauchst mit Multiplexe in Summe auch nicht mehr Strom.

Ja. natürlich. Durch die LED wird mehr Strom durchgejagt. Aber dafür ist 
sie ja auch nur 1/8 der zeit eingeschaltet (bei einem 1:8 Multiplex). 
8-facher Strom bei 1/8 der Zeit -> du landest im Schnitt wieder beim 
selben Verbrauch.

> Und der Schalter darf keinen allzugroßen Widerstand haben weil ja auch
> noch die Spannung für die LED gegeben sein muss.

Das kannst du vergessen. Die Spannung, die du brauchst, hast du allemal. 
Und ob die restliche Spannung alleinig am Widerstand abfällt, oder ob 
sich das auf Widerstand und Transistor aufteilt, ist Jacke wie Hose.

von Thomas E. (thomase)


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Torben Schött schrieb:
> für ein Projekt ist es nötig das wir viele LEDs (256 stk) einzelnd
Wozu brauchst du da Mosfets?
Du brauchst 32 Schieberegister mit eingebauten Treibern. Texas TPIC...
Multiplexen willst, kannst, darfst, sollst du ja nicht.
Oder haben die jeweils 128 Ausgänge?
Torben Schött schrieb:
> Es werden 2 Prozessoren die die Ausgänge schalten dürfen

mfg.

von Torben S. (harlekin)


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Schieberegister, die hatte ich garnicht mehr auf dem Schirm, danke für 
die Anregung.

btw. die µ haben je 160 Ausgänge

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