Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Arduino + große 7-Segmentanzeigen


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von Ripp (Gast)


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Hallo,

Ich würde gern am Arduino unter anderem 3 große 7-Segmentanzeigen 
betreiben und habe zur Einsparung von Pins folgendes gefunden, Was gut 
aussieht:

http://arduino.alhin.de/index.php?n=55

Nun brauche ich für die großen Dinger (10cm Anzeigen) ja noch 
Transistor-ICs. Das sind für die 3 Anzeigen dann schon
2 x 74595
3 × 4511
3 × Transistor-IC

Meine Frage daher: gibt es da auch was "integrierteres" sodass ich nicht 
8 ICs brauche, sondern Evtl 2 oder 3 ?

Wenn nicht baue ich das so auf, wenn wärs aber schon cool!

Vielen Bank im Voraus!

lg Ripp

: Bearbeitet durch User
von Karl H. (kbuchegg)


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Die 4511 braucht im Grunde kein Mensch.
Um 2 Stellen anzusteuern, kannst du also
1*74595 + 2*4511
nehmen, oder du kannst gleich
2*74595
nehmen.

Denn ob du selbst die Umsetzung der auszugebenden Ziffer in ein 
Segmentmuster auf den Anzeigenb per Programm machst, oder ob das ein 
Spezial-IC macht, ist auf den ersten Blick ziemlich egal. Auf den 
zweiten Blick bist du aber wesentlich flexibler, wenn du es per Programm 
machst, denn dann kann man auch per Bedarf Anzeigemuster realisieren, 
die mit einem 4511 nicht möglich sind. Programmtechnisch hingegen ist 
der Wegfall der 4511 absolut kein Beinbruch. Denn ob man jetzt 1 
Schieberegister ansteuert oder deren kaskadierte 2, ist mehr oder 
weniger derselbe Code. Einzig die Umsetzung der Ziffern kommt dazu und 
das ist nicht mehr als ein Tabellenzugriff in ein Array.

Es gibt zwar auch eine Version des 595, die mehr Strom kann, aber wenn 
du sagst, dass du 'große Anzeigen' betreiben willst, dann wirst du wohl 
um Treiber die richtig viel Strom abkönnen, nicht umhin kommen.

: Bearbeitet durch User
von Peter D. (peda)


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von Hubert G. (hubertg)


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Ripp schrieb:
> Ich würde gern am Arduino unter anderem 3 große 7-Segmentanzeigen
> betreiben und habe zur Einsparung von Pins folgendes gefunden, Was gut
> aussieht:

Wenn du die Pin anderweitig benötigst, wirst du um die zusätzlichen ICs 
nicht herumkommen.
Mit 10 Pin, oder 11 wenn Dezimalpunkt, brauchst du nur einen ULNxxxx 
oder UDNxxxx, je nach Anzeige, und drei Transistoren.
Den ULNxxxx oder UDNxxxx Treiber wirst du ohnehin benötigen.

: Bearbeitet durch User
von Ripp (Gast)


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Hubert G. schrieb:
> Ripp schrieb:
>> Ich würde gern am Arduino unter anderem 3 große 7-Segmentanzeigen
>> betreiben und habe zur Einsparung von Pins folgendes gefunden, Was gut
>> aussieht:
>
> Wenn du die Pin anderweitig benötigst, wirst du um die zusätzlichen ICs
> nicht herumkommen.
> Mit 10 Pin, oder 11 wenn Dezimalpunkt, brauchst du nur einen ULNxxxx
> oder UDNxxxx, je nach Anzeige, und drei Transistoren.
> Den ULNxxxx oder UDNxxxx Treiber wirst du ohnehin benötigen.

Ich nehme an der Unterschied zwischen ULN und UDN ist, ob die Anzeigen 
Common Cathode oder Common Anode sind . Ich habe Common Cathode und 11 
Pins sind ok, das sind immerhin 13 gespart und wenn ich die Treiber 
sowieso brauche hört sich das doch sehr gut an

von Ulrich (Gast)


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Wenn man ein paar mehr Leitungen vom Arduino nutzen kann, könnte man die 
4511 auch als Ersatz für das Schieberegister nutzen. Es braucht dann nur 
halt 4 Leitungen plus eine je Stellung und ggf. noch was für den 
Dezimalpunkt.
Die 4511 können je nach Ausführung auch recht viel (z.B. 25 mA) Strom 
liefern - man braucht die Extra Treiber also ggf. nicht. Da kommt es 
aber auf die Anzeigen und Stromversorgung an.

Es gibt auch noch ICs die Schieberegister und Treiber zusammen haben, 
etwa tpic6c595 bis etwa 100 mA je Segment. Davon reicht dann 1 IC pro 
Stelle, inclusive Dezimalpunkt. Mit speziellen LED treiber ICs könnt an 
sich ggf. auch noch die meisten Widerstände sparen.

von Hubert G. (hubertg)


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Ripp schrieb:
> Ich nehme an der Unterschied zwischen ULN und UDN ist, ob die Anzeigen
> Common Cathode oder Common Anode sind . Ich habe Common Cathode und 11
> Pins sind ok, das sind immerhin 13 gespart und wenn ich die Treiber
> sowieso brauche hört sich das doch sehr gut an

Den Unterschied hast du richtig erkannt.
Für Common Kathode brauchst du dann einen UDN2981 und als Transistor 
z.B. einen BC337.

von Ripp (Gast)


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Hubert G. schrieb:
> Ripp schrieb:
>> Ich nehme an der Unterschied zwischen ULN und UDN ist, ob die Anzeigen
>> Common Cathode oder Common Anode sind . Ich habe Common Cathode und 11
>> Pins sind ok, das sind immerhin 13 gespart und wenn ich die Treiber
>> sowieso brauche hört sich das doch sehr gut an
>
> Den Unterschied hast du richtig erkannt.
> Für Common Kathode brauchst du dann einen UDN2981 und als Transistor
> z.B. einen BC337.

Habe mir nun mal den UDN angeschaut, aber das ist doch eigentlich nur 
ein Treiber-IC, der mir sonst nix macht, wie komm ich denn da auf 11 
Pins?

Oder war es noch mit Schieberegister vorher gemeint?

Irgendwie habe ich das Schaltungskonzept noch nicht durchschaut...

von Ripp (Gast)


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Ulrich schrieb:
> Wenn man ein paar mehr Leitungen vom Arduino nutzen kann, könnte
> man die
> 4511 auch als Ersatz für das Schieberegister nutzen. Es braucht dann nur
> halt 4 Leitungen plus eine je Stellung und ggf. noch was für den
> Dezimalpunkt.
> Die 4511 können je nach Ausführung auch recht viel (z.B. 25 mA) Strom
> liefern - man braucht die Extra Treiber also ggf. nicht. Da kommt es
> aber auf die Anzeigen und Stromversorgung an.
>
> Es gibt auch noch ICs die Schieberegister und Treiber zusammen haben,
> etwa tpic6c595 bis etwa 100 mA je Segment. Davon reicht dann 1 IC pro
> Stelle, inclusive Dezimalpunkt. Mit speziellen LED treiber ICs könnt an
> sich ggf. auch noch die meisten Widerstände sparen.

hmmm also einer sagt mir ich kann mir die 74595 sparen, und der andere, 
ich kann mir die 4511 sparen confused

von den TIs bräuchte ich dann wohl einen pro Stelle, richtig?

von Karl H. (kbuchegg)


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Ripp schrieb:

> Habe mir nun mal den UDN angeschaut, aber das ist doch eigentlich nur
> ein Treiber-IC, der mir sonst nix macht, wie komm ich denn da auf 11
> Pins?

8 pins gehen an den UDN
3 gehen an die Transistoren, die jweils eine Stelle aktivieren.

-> du musst die Anzeigen multiplexen.
D.h. es leuchtet immer nur eine Anzeige. Allerdings leuchtet 
programmgesteuert alle 0.001 Sekunden eine andere. Fazit: phyikalisch 
leuchtet immer nur eine. Für dich als Mensch leuchten alle gleichzeitig, 
weil das umschalten zu schnell geht, als das du das mitkriegen würdest.

von Max H. (hartl192)


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Ripp schrieb:
> hmmm also einer sagt mir ich kann mir die 74595 sparen, und der andere,
> ich kann mir die 4511 sparen confused
Du kannst dir keinen, den einen, den anderen oder beide Sparen.
Welche Lösung die beste ist, hängt davon ab wie viele Pins du frei hast:
- 3 Pins: Du musst einen 595 verwenden. Mit dem kannst du die LEDs mit
  oder ohne 4511 direkt oder mit Multiplexing ansteuern
- 7 Pins: Multiplexing: 4 Pins für den 4511, 3 Pins für die 
Transistoren.
- 11 Pins:
  Karl Heinz schrieb:
  > 8 pins gehen an den UDN
  > 3 gehen an die Transistoren, die jweils eine Stelle aktivieren.

: Bearbeitet durch User
von Karl H. (kbuchegg)


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Ripp schrieb:


> von den TIs bräuchte ich dann wohl einen pro Stelle, richtig?

Um das auch noch zu beantworten:
Exakt

Die 'TIs' sind nichts anderes als Schieberegister (also so wie die 595), 
die entsprechende Treiber für LED bereits eingebaut haben.

von Karl H. (kbuchegg)


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Max H. schrieb:

> Welche Lösung die beste ist, hängt davon ab wie viele Pins du frei hast:

... und wie gut er programmieren kann bzw. welchen Aufwand er 
reinstecken will, um das zu lernen. Multiplexing ist zwar keine 
Raketentechnik, lernen muss man es trotzdem.
Es sei denn es gibt da wieder eine fertige Arduino Klasse dafür, was ich 
ohne danach zu suchen durchaus für möglich halten würde.

von m.n. (Gast)


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Ripp schrieb:
> Ich habe Common Cathode

Dann nimm pro Stelle 1 x 74HC595 und 1 x UDN2981. Die Schieberegister 
werden in Reihe geschaltet, sodass nur drei Steuerleitungen für DATA, 
CLOCK und STROBE notwendig sind.
Ein Beispiel für sechs Stellen sieht so aus, wobei Du Dir die UDN.... 
noch dazudenken mußt.
Beitrag "7-Segm.-LED-Anzeige, 6-stellig, statische Ansteuerung mit (74HC)4094"
Das nennt sich statische Ansteuerung, weil die Daten einmal geschrieben 
werden, bis neue Daten angezeigt werden sollen.

Multiplexen würde ich nicht empfehlen!

von Max H. (hartl192)


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Noch etwas zum Thema 74HC595: 
http://www.youtube.com/watch?v=7gnkbwbPZXo&feature=youtu.be
In dem Video erklärt jemand, wie man einen 74HC595 mit dem Arduino 
verwenden.

Wie viel Strom benötigen deine 7-Seg anzeigen?

: Bearbeitet durch User
von m.n. (Gast)


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Max H. schrieb:
> Wie viel Strom benötigen deine 7-Seg anzeigen?

Vermutlich sind es solche Anzeigen: 
http://www.reichelt.de/index.html?&ACTION=7&LA=3&OPEN=0&INDEX=0&FILENAME=A500%252FSA40-19SRWA.pdf

von Ulrich (Gast)


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Für Anzeigen mit gemeinsamer Kathode fallen die tpic6c595 (und die 
meisten ähnlichen ICs) schon mal als Option weg - die wären nur für 
gemeinsame Anode geeignet.

Wenn etwa 20 mA als Segmentstrom reichen ginge es noch mit 3 mal 4511, 
und ohne Treiber - aber nur für Anzeigen mit gemeinsamer Kathode. Je 
nach Spannung der LEDs braucht es dann aber ggf. ein ungewöhnliche 
Versorgung (z.B. +5 V und - 7 V). Es wäre schon gut wenn man 
Informationen zu den Anzeigen und der benötigten Helligkeit hätte.

von Gerald B. (gerald_b)


Angehängte Dateien:

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Hallo,

hier ist meine Version einer Jumbo-Uhr :-)
Die großen Ziffern sind 26 cm groß. Das Ganze ist auf einem 30cm x 120 
cm Regalboard aufgebaut aus LED's vom laufenden Meter vom freundlichen 
Chinesen.

Gruß Gerald

von Ripp (Gast)



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Wow so viele Antworten, vielen Dank schonmal!!!

m.n. schrieb:
> Ripp schrieb:
>> Ich habe Common Cathode
>
> Dann nimm pro Stelle 1 x 74HC595 und 1 x UDN2981. Die Schieberegister
> werden in Reihe geschaltet, sodass nur drei Steuerleitungen für DATA,
> CLOCK und STROBE notwendig sind.
> Ein Beispiel für sechs Stellen sieht so aus, wobei Du Dir die UDN....
> noch dazudenken mußt.
> Beitrag "7-Segm.-LED-Anzeige, 6-stellig, statische Ansteuerung mit
> (74HC)4094"
> Das nennt sich statische Ansteuerung, weil die Daten einmal geschrieben
> werden, bis neue Daten angezeigt werden sollen.
>
> Multiplexen würde ich nicht empfehlen!

Das hört sich für mich pers. am sinnvollsten an, weil es multiplexen 
vermeidet und:

Ulrich schrieb:
> Für Anzeigen mit gemeinsamer Kathode fallen die tpic6c595 (und die
> meisten ähnlichen ICs) schon mal als Option weg - die wären nur für
> gemeinsame Anode geeignet.

Und um einen zweiten Aspekt zu beantworten:

Ulrich schrieb:
> Wenn etwa 20 mA als Segmentstrom reichen ginge es noch mit 3 mal 4511,
> und ohne Treiber - aber nur für Anzeigen mit gemeinsamer Kathode. Je
> nach Spannung der LEDs braucht es dann aber ggf. ein ungewöhnliche
> Versorgung (z.B. +5 V und - 7 V). Es wäre schon gut wenn man
> Informationen zu den Anzeigen und der benötigten Helligkeit hätte.

Die Anzeigen sollen so hell als irgend möglich sein, da sie auch im 
direkten Sonnenschein ablesbar sein müssen (Auch hier ist der statische 
Betrieb abseits von der Vereinfachung des Programmierens von Vorteil)

Die Informationenzu den Anzeigen ist nicht so einfach wie man das denken 
sollte grrr
Zum einen habe ich einen Shop gefunden, der mein Modell 
(NFD-40011-ES-11) so auszeichnet:
http://www.futurlec.com/LED/7SR40011ES.shtml

Hier stimmt allerdings das Schaltungsbild nicht, da es sich dabei um ein 
"Ax" statt "Ex" Modell handelt

Das richtige Schaltungsbild ist im Anhang genauso wie die Infos vom 
Hersteller, der aber genau diese Modellnummer gar nicht führt, und das 
Modell "NFD-40011-EHUR-11" meinem am nächsten kommt.

von Gerald B. (gerald_b)


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Wenn es so hell, wie möglich und auch noch groß sein soll, dann empfehle 
ich dir meine Variante mit den LED-Stripes als Segmente.
Ich habe die Uhr ausführlich auf dem Arduinoboard vorgestellt und 
dokumentiert.
http://forum.arduino.cc/index.php?topic=207948.0
Dort ist aus der Ausbauphase ein Bild vom Segmenttest bei voller 
Helligkeit. Da sieht man, das sogar die Umgebung ausgeleuchtet wird :-)
Die Strips haben viele Vorteile:
- du hast eine größere Farbauswahl, als bei fertigen Ziffern
- du kommst billiger, als bei fertigen Ziffern (5m aus China knapp 18€ - 
die langten für meine 6-stellige Anzeige)
- du bist bei der Ziffernhöhe flexibler (mit Stripe theoretisch 
unlimitiert)
- du kannst selber bei der Verdrahtung entscheiden, ob gemeinsame Anode 
oder Kathode.
Ich habe einen Stripe mit Siliconverguss genommen. Kann man für den 
Außenbereich nehmen, ist aber besch...eiden zu verarbeiten, da man an 
allen Segmenten die Lötaugen freilegen muß.
Wenn es noch Fragen zu Details gibt, dann melde dich einfach nochmal.

Gruß Gerald

von m.n. (Gast)


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Ripp schrieb:
> Die Informationenzu den Anzeigen ist nicht so einfach wie man das denken
> sollte grrr

Vielleicht soll ja wieder alles nur billig sein. Wenn ich Teile kaufe, 
besorge ich mir zuerst ein Datenblatt. Wenn es das nicht gibt, hat sich 
die Angelegenheit damit erledigt.

Gerald B. schrieb:
> Wenn es so hell, wie möglich und auch noch groß sein soll, dann empfehle
> ich dir meine Variante mit den LED-Stripes als Segmente.

Sei mir nicht böse, aber abgemagertes blaues Augengift würde ich nicht 
nehmen. Ebensowenig irgendwelchen China-Kram, nur weil er billig zu sein 
scheint wie hier: Beitrag "WS2812 und WS2812b Qualitätsprobleme!"

Wenn die Anzeige besonders hell sein soll, muß man sich passende LEDs 
zusammensuchen und die Segmente selbst zusammenstöpseln.
Wie gut Deine Anzeigen abzulesen sind, kannst Du ja zunächst auch ohne 
Ansteuerelektronik testen, nur mit konstanter Spannung und Widerständen 
zur Strombegrenzung.

von Ulrich (Gast)


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Wenn es um hohe Helligkeit geht lohnt es sich bei den Anzeigen genau 
nachzusehen - die unterscheiden sich zum Teil deutlich. Wenn die 
Anzeigen noch nicht gekauft sind wäre die Version mit gemeinsamer Anode 
vorzuziehen,  weil Low Side Treiber einfacher sind.

Auch eine passende Farbfilterscheibe bringt bei den meisten Anzeigen 
noch recht viel (entspricht etwa Faktor 2 - 5 beim Strom), wenn es um 
viel Hintergrundlicht geht.

Mit den genannten Anzeigen wären die Schieberegister und UDN... die 
passende Wahl. Ein bisschen hängt es ggf. noch von der Stromversorgung 
ab. Wenn die Spannung sehr knapp ist gäbe es noch andere Treiber als die 
UDN..., die weniger Spannugsabfall haben.

von Gerald B. (gerald_b)


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m.n. schrieb:
> abgemagertes blaues Augengift würde ich nicht
> nehmen.

mußt du ja auch nicht.
Es gibt die Strips in rot, grün, gelb, warmweiß, kaltweiß und manchmal 
auch in pink. Und wenn da immer noch nichts Passendes dabei ist, kannst 
du vor die Weißen auch noch eine Filterfolie davormachen. Oder 
Dreifarb-LEDs und die gewünschte Farbe selber einjustieren.
Möglich wäre auch aus Rainbow-Stripes die Segmente zu realisieren. Da 
sparst du die ganze Ansteuerung und brauchst alle Segmente nur 
hintereinander zu schalten (ok, die Spannungsversorgung parallel)
Man kann einzelne LEDs verwenden, aber schraubst du ein Auto auch aus 
Einzelteilen zusammen?
Viele einzelne LEDs ausrichten zu müssen wird recht schnell nervig.
Ich habe noch ein quasianaloges Thermometer als halbfertiges Bauprojekt. 
3x64 LEDs mit MAX7219 als Thermometeranzeige und um die 400 
Rechteck-LEDs als Skalenstriche und ca. 2 Dutzend kleine 
7-Segmentanzeigen für die Skalenbeschriftung. Die Rechteck-LEDs beim 
Verlöten ausrichten,ist Strafarbeit. Kann man machen... muß man aber 
nicht ;-)

von m.n. (Gast)


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Gerald B. schrieb:
> Es gibt die Strips in rot, grün, gelb, warmweiß, kaltweiß und manchmal
> auch in pink.

Sind das die Teile, die auch in Ampeln verbaut sind?
Von hinten scheint die Sonne und man weiß nicht, ob es Rot, Gelb oder 
Grün ist.

Ich denke, die Strippen sind eher etwas für den Partykeller, oder wie 
man heute wohl sagt 'Event Location'.

von Ripp (Gast)


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Ja ich weiß dass die Anzeigen jetz nicht der Hit sind, aber ich habe die 
weder gekauft noch ausgesucht, es ist eine Anlage für den Verein und 
jetz muss ich halt mit dem arbeiten was da ist, ich werde mein eigenes 
Geld da nicht reinstecken... ehrlich gewsagt war ich schon froh nicht 
einen Beutel 0815 LEDs vorzufinden mit denen ich dann hätte einen helle 
Anzeige selbst löten sollen...

Ich danke allen, die sich konstruktiv beteiligt haben (!!!) und versuche 
es mit den 74595 und den UDN 2981

von Harald W. (wilhelms)


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m.n. schrieb:

>> Es gibt die Strips in rot, grün, gelb, warmweiß, kaltweiß und manchmal
>> auch in pink.
>
> Sind das die Teile, die auch in Ampeln verbaut sind?

Muss man bei "Pink"-Licht jetzt fahren oder bremsen?

von m.n. (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Muss man bei "Pink"-Licht jetzt fahren oder bremsen?

Auf jeden Fall Gas geben; alles Weitere regelt sich dann über die 
natürliche Auslese.

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