Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Eieruhr mit 7-Segment Anzeigen


Announcement: there is an English version of this forum on EmbDev.net. Posts you create there will be displayed on Mikrocontroller.net and EmbDev.net.
von M. S. (elpaco)


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Hallo zusammen,

ich plane gerade, eine Eieruhr mit vier Siebesegment-Anzeigen (mm:ss) zu 
realisieren.

Diese Anzeigen habe ich dabei angedacht:
http://www.reichelt.de/Siebensegment-Anzeigen/SC-08-11-RT/3/index.html?&ACTION=3&LA=2&ARTICLE=31576&GROUPID=3002&artnr=SC+08-11+RT

Schematisch soll es wie im Bild oben angesteuert werden:

µC -> 1/8 MUX -> 8er D-FlipFlop -> BJT als Schalter -> 7-Segment-Anzeige


Das ganze für jede der vier Anzeigen. Nun ist ja die Sache die, dass die 
LEDs sehr viel Strom ziehen, bei 20 mA macht das 640 mA, wenn alle LEDs 
an sind. Da das Ganze mit einem 9-V-Block betrieben werden soll, dürfte 
die Batterie ja nicht sehr lange halten? Gibt es da Möglichkeiten, Strom 
einzusparen? Low-Power-Anzeigen oder ähnliches?

Zudem habe ich im Datenblatt gesehen, dass die LED-Vorwärtsspannung 
idealerweise 1,85V betragen sollte. Müsste ich dann an den BJTs jeweils 
etwa 2,5V anlegen (mal von 0,7V Spannungsabfall am BJT ausgegangen)  und 
den Vorwiderstand auf 92,5 Ohm (1,85V/20mA) korrigieren?

Und wäre es allgemein möglich, die LED-Anzeigen mit kleinerem Strom zu 
betreiben? Die Anzeige muss nicht superhell sein, da es ja nur in der 
Küche eingesetzt werden soll. Daher fällt allerdings auch der Betrieb 
mit Netzteil aus, da eine Eieruhr natürlich portabel sein sollte.

: Gesperrt durch Moderator
von Udo (Gast)


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Nimm µC und diese Anzeige.
Mehr brauchste nicht. Bis auf Kleinteile
natürlich.
Suche hier benutzen. 7-Segmentanzeige.

von Peter D. (peda)


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M. S. schrieb:
> Da das Ganze mit einem 9-V-Block betrieben werden soll, dürfte
> die Batterie ja nicht sehr lange halten?

9V is ne schlechte Idee, die haben nur wenig Saft.
Nimm besser 2* AA oder AAA, 3V reichen dicke.
z.B. der ATtiny261A arbeitet ab 1,8 ... 5,5V.
Die Segmentwiderstände direkt an den AVR und auf 5mA dimensionieren, 
sollte hell genug sein. Die Digits über Treibertransistoren.

von Harald W. (wilhelms)


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M. S. schrieb:

> ich plane gerade, eine Eieruhr mit vier Siebesegment-Anzeigen (mm:ss) zu
> realisieren.

...und was soll die besser können, wie die Eieruhren,
die man an jeder Ecke kaufen kann?

von Max H. (hartl192)


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Harald Wilhelms schrieb:
> ...und was soll die besser können, wie die Eieruhren,
> die man an jeder Ecke kaufen kann?
Viele Dinge die gebastelt werden könnte man auch einfach kaufen...

von m.n. (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:
> ...und was soll die besser können, wie die Eieruhren,
> die man an jeder Ecke kaufen kann?

Vielleicht hat er ja auch eigene Hühner?

Wenig Strom brauchen LC-Anzeigen: 
http://www.mino-elektronik.de/7-Segment-Variationen/LCD.htm#lcd5
Die notwendigen Teile dafür gibt es auch bei Reichelt.

von Soul E. (Gast)


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Harald Wilhelms schrieb:

> ...und was soll die besser können, wie die Eieruhren,
> die man an jeder Ecke kaufen kann?

Ich trage meine Uhr am Handgelenk, aber eine Eieruhr ist sicher auch was 
feines...


SCNR

von MaWin (Gast)


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M. S. schrieb:
> Schematisch soll es wie im Bild oben angesteuert werden:
> µC -> 1/8 MUX -> 8er D-FlipFlop -> BJT als Schalter -> 7-Segment-Anzeige
> Das ganze für jede der vier Anzeigen.

Der NPN als Emitterfolger spart zwar den Basisvorwiderstand, aber du 
brauchst 66 Bauteile bloss um 4 Stellen anzuzeigen.

Hier ist die sinnvollere Gesamtschaltung drin, inklusive uC und Taster, 
an OUT kommt ein Summer.

http://www.kitsrus.com/pdf/k148.pdf

Nur das Programm musst du selber schreibuen (und statt BC557 besser 
BC327 nehmen).

von Paul Baumann (Gast)


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Soul Eye schrub:

>Ich trage meine Uhr am Handgelenk, aber eine Eieruhr ist sicher auch was
>feines...

Für diese Antwort sollte man Dich zum Uhrologen schicken.
;-)

MfG Paul

von Takao K. (takao_k) Benutzerseite


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Serielles Display, das zieht keine 500mA nicht von einer 2032 Batterie 
und auch nicht von 5v.

Die eieruhr kannst du damit Monatelang betreiben.

Kann ich dir gleich zuschicken. Keine Widerstaende oder sonstige extra 
Bauteile- wozu?

Oder nimm 16 LEDs, und multiplex diese als 4x4 matrix- dann sind immer 
nur 4 an. Geht ganz gut mit 2x AA Batterien ohne Vorwiderstand.

Warum soviele Bauteile fuer so eine simple Schaltung, Widerstaende die 
es garnicht braucht falsch berechnen.

von M. S. (elpaco)


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Harald Wilhelms schrieb:
> M. S. schrieb:
>
>> ich plane gerade, eine Eieruhr mit vier Siebesegment-Anzeigen (mm:ss) zu
>> realisieren.
>
> ...und was soll die besser können, wie die Eieruhren,
> die man an jeder Ecke kaufen kann?

Sie kann vermutlich überhaupt nichts besser, im Gegenteil. Der Reiz ist 
eben, dass ich sie selbst gebaut habe und der Spaß daran, sie selbst zu 
bauen.

Udo schrieb:
> Nimm µC und diese Anzeige.
> Mehr brauchste nicht. Bis auf Kleinteile
> natürlich.
> Suche hier benutzen. 7-Segmentanzeige.

Meinst du das Tutorial zur 7-Segmentanzeige? Die Sache ist ja, dass der 
Mega32 nur 32 I/O-Pins hat, die mit vier 7-Segmentanzeigen (haben ja 8 
Pins wegen dem Punkt) bereits ausgeschöpft wären. Schließlich brauche 
ich für den Inkrementalgeber noch drei Pins und der Summer möchte auch 
angeschlossen werden. Daher wollte ich das über MUX und FF umgehen.

Peter Dannegger schrieb:
> M. S. schrieb:
>> Da das Ganze mit einem 9-V-Block betrieben werden soll, dürfte
>> die Batterie ja nicht sehr lange halten?
>
> 9V is ne schlechte Idee, die haben nur wenig Saft.
> Nimm besser 2* AA oder AAA, 3V reichen dicke.
> z.B. der ATtiny261A arbeitet ab 1,8 ... 5,5V.
> Die Segmentwiderstände direkt an den AVR und auf 5mA dimensionieren,
> sollte hell genug sein. Die Digits über Treibertransistoren.

Danke für den Tip. Auf den 9V-Blocks habe ich leider nirgends entnehmen 
können, wieviel mAH die hat. Allerdings selbst wenn man optimistisch von 
1000 ausgeht, kann man die Uhr kaum mehr als eine Stunde betreiben bis 
die Batterie leer ist... Mit 5 mA wäre die Sache natürlich schon anders, 
da würde die Laufzeit immerhin vervierfachen. Ich habe noch ein paar 
ATtiny13A hier, allerdings brauche ich nach meinem Plan viel mehr Pins:
Inkrementalgeber/Taster: 3
Summer: 1
Mux + FF-Clock: 4x4
In der Summe also 20 I/O Pins.

MaWin schrieb:
> M. S. schrieb:
>> Schematisch soll es wie im Bild oben angesteuert werden:
>> µC -> 1/8 MUX -> 8er D-FlipFlop -> BJT als Schalter -> 7-Segment-Anzeige
>> Das ganze für jede der vier Anzeigen.
>
> Der NPN als Emitterfolger spart zwar den Basisvorwiderstand, aber du
> brauchst 66 Bauteile bloss um 4 Stellen anzuzeigen.
>
> Hier ist die sinnvollere Gesamtschaltung drin, inklusive uC und Taster,
> an OUT kommt ein Summer.
>
> http://www.kitsrus.com/pdf/k148.pdf
>
> Nur das Programm musst du selber schreibuen (und statt BC557 besser
> BC327 nehmen).

Wo bekommt man das denn her? Die Sache ist eben, dass ich gerne 
möglichst viel daran selber bauen möchte. Denn wenn ich ein fertiges 
Produkt haben wollte, könnte ich ja auch für einen Bruchteil des Preises 
eine Eieruhr kaufen, die Elektronik rausnehmen und in ein selbst 
gebasteltes Gehäuse verpacken...

Edit: Das FF müsste theoretisch in der Lage sein, genug Strom zu liefern 
für die Anzeige. Die BJTs habe ich deshalb, weil ich mit 
unterschiedlichen Spannungen arbeite. Der µC liefert mehr Spannung, als 
die LEDs vertragen, kann aber nicht mit weniger als 4,5V betrieben 
werden. Könnte ich BJTs einsparen, wenn ich die Spannung schon vor dem 
MUX runter nehme um somit MUX und FF schon mit 2V betreiben zu können? 2 
V sind laut Datenblatt die minimale Versorgungsspannung des FF.

Takao K. schrieb:
> Serielles Display, das zieht keine 500mA nicht von einer 2032
> Batterie
> und auch nicht von 5v.
>
> Die eieruhr kannst du damit Monatelang betreiben.
>
> Kann ich dir gleich zuschicken. Keine Widerstaende oder sonstige extra
> Bauteile- wozu?
>
> Oder nimm 16 LEDs, und multiplex diese als 4x4 matrix- dann sind immer
> nur 4 an. Geht ganz gut mit 2x AA Batterien ohne Vorwiderstand.
>
> Warum soviele Bauteile fuer so eine simple Schaltung, Widerstaende die
> es garnicht braucht falsch berechnen.

Das Display sieht jedenfalls gut aus. Habe ich nicht zu kaufen gefunden, 
sondern höchstens mit 3,5 Stellen. Das ist bei Dir zu bekommen? Und wie 
genau setzt sich das denn zusammen? Das Display und ein IC? Und wie 
spricht man das Display dann an? Die Laufzeit von mehreren Monaten hört 
sich schon mal super an, das ist mehr die Größenordnung die ich mir 
vorstelle als die, bei der ich momentan bin :)

Sicher habe ich nicht die idealste und eleganteste Schaltung. Es soll ja 
auch nur funktionieren und keinen Design-Preis gewinnen. Meine 
Elektronikkenntnisse sind leider nicht die Besten, das gebe ich zu. 
Daher versuche ich ja, mir über derartige Basteleien ein bisschen Wissen 
anzueignen.

Sind meine Widerstände im Diagramm (330 Ohm) falsch berechnet oder die 
Werte, die ich im Post dazu angegeben habe?
-> 92,5 Ohm (1,85V/20mA)

: Bearbeitet durch User
von Bernhard S. (dl9rdw)


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Hallo M. S. (elpaco),

der Widerstand berechnet sich nicht mit dem Spannungsabfall an den LED, 
sondern mit der Spannung die von der Betriebsspannung nach Abzug der 
Vorwärtsspannung der Dioden noch übrig ist.

Also wenn Du 5V Versorgungsspannung hast und die Dioden 1,85 Volt 
brauchen und Du über C-E deines Summenstrom Treibertransistors nochmal 
0,2 Volt verlierst bleibt Dir über dem Vorwiderstand noch 5V - 1,85V - 
0.2V = 2.95Volt. Die kannst Du dann durch 20mA teilen. Rv = 2.95/0.020A 
= 147.5 Ohm, also irgendetwas um 150 Ohm. Und so kannst Du das auch mit 
jeder anderen Versorgungsspannung rechnen.

Bernhard

von Takao K. (takao_k) Benutzerseite


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Hallo, gute Antwort, finde ich lesenswert.

Ich meine halt, dass es keine Widerstaende braucht fuer LEDs an 
Batterien, in den Taschenrechnern aus den 1980er Jahren waren auch keine 
drin.

Mit Atmel chips habe ich es noch nicht probiert, bei 3 volt und gruenen 
LEDs sind es nur ca. 0.6 Volt.

Die LEDs haben einen kleinen Eigenwiderstand, und Kontroller haben eine 
Strombegrenzung. Kurzschluss ist nicht zulaessig, wegen der LED 
Vorwaertsspannung ist es aber kein voller Kurzschluss.

Ja ich biete diese Displays auf ebay an (serial 7segment). source code 
fuer den Treiber Kontroller per link.

Auf der Platine ist ein 16F54 und ein 18uH Induktor.

Die Platine kann auch fuer eine kleine LED matrix verwendet werden.

Wenn du das Display selber verdrahten willst (Ich muss das halt nie 
wieder machen da Platine verfuegbar), schalte doch einfach alle 
Segmentleitungen parallel, und 4 Transistoren fuer die Kathoden/Anoden. 
Sogar die koennen direkt vom Kontroller betrieben werden.

Im Zweifelsfall kannst du ein 74HC595 oder 74HC164 IC nehmen.
Die haben per pin 150 Ohm integriert. Falls du Kathoden direkt damit 
ansteuerst, ist die 1 halt heller als die 8, sieht nicht ganz so gut 
aus.

Das PIC display funzelt bei ca. 2 volt vor sich hin...nicht mehr sehr 
hell. Eine 2032 Batterie gilt bei 2v aber schon als leer.

Es gibt Alternativen z.B. 1x AAA mit MCP1640 dc/dc. Der kann eingestellt 
werden z.B. 2.7v, 3.5 oder mehr. Kann ich dir auch verkaufen mit Adapter 
PCB + AAA Batterie Halter usw.

Wenn du diese Technologie verwendest, kannst du solche kleinen 
Schaltungen viel einfacher schneller und billiger in wenigen Stunden 
aufbauen. Dauert immer noch lange genug!

Ausserdem kannst du auch noch Software PWM machen, z.B. alles direkt 
verbinden, und nur 1/10 der Zeit anschalten, oder noch weniger. Das 
spart direkt proportional Batteriestrom (siehe z.B. dieses Video: 
https://www.youtube.com/watch?v=7zqsrZW-7VQ

von Udo (Gast)


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Du brauchst nur 11 I/O für deine
Anzeige.
Tutural nicht gelesen ?

von Bernhard S. (dl9rdw)


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>Du brauchst nur 11 I/O für deine
>Anzeige.

oder 12 wenn er den Dezimalpunkt auch noch benutzen möchte.

: Bearbeitet durch User
von Takao K. (takao_k) Benutzerseite


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Hier eine Schachtel mit einigen dieser Platinen, geht fuer 3 und 4 
Stellen.

Das serielle Protokoll ist einfach:

/RESET ansteuern mit LOW, 0.02 Sekunden warten.
Daten uebertragen, 6 bit pro Stelle, mit DAT und CLK.
Sobald alle bits uebertragen sind, leuchtet das Display auf!

Hier gibt es ein paar posts ueber diese Display, allerdings auf Englisch
https://plus.google.com/communities/102898539295826133545

von Teo D. (teoderix)


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Harald Wilhelms schrieb:
>> ich plane gerade, eine Eieruhr mit vier Siebesegment-Anzeigen (mm:ss) zu
>> realisieren.
>
> ...und was soll die besser können, wie die Eieruhren,
> die man an jeder Ecke kaufen kann?

Die geht bis 99 Minuten, damit die Dinger endlich mal weich werden :)

von Takao K. (takao_k) Benutzerseite


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Bernhard Schröcker schrieb:
>>Du brauchst nur 11 I/O für deine
>>Anzeige.
>
> oder 12 wenn er den Dezimalpunkt auch noch benutzen möchte.

Eier kochen dauert doch maximal 5 Minuten, ausserdem ist es schwer 1 
Sekunde Genauigkeit einzuhalten zum herausnehmen.

Also z.B. 6 LEDs fuer die Minuten, und nochmal 6 fuer 10 Sekunden?

Oder halt nur 3 Stelliges LED Display...

von M. S. (elpaco)


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Bernhard Schröcker schrieb:
> Hallo M. S. (elpaco),
>
> der Widerstand berechnet sich nicht mit dem Spannungsabfall an den LED,
> sondern mit der Spannung die von der Betriebsspannung nach Abzug der
> Vorwärtsspannung der Dioden noch übrig ist.
>
> Also wenn Du 5V Versorgungsspannung hast und die Dioden 1,85 Volt
> brauchen und Du über C-E deines Summenstrom Treibertransistors nochmal
> 0,2 Volt verlierst bleibt Dir über dem Vorwiderstand noch 5V - 1,85V -
> 0.2V = 2.95Volt. Die kannst Du dann durch 20mA teilen. Rv = 2.95/0.020A
> = 147.5 Ohm, also irgendetwas um 150 Ohm. Und so kannst Du das auch mit
> jeder anderen Versorgungsspannung rechnen.
>
> Bernhard

Hallo Bernhard,
in der Rechnung bin ich davon ausgegangen, dass ich statt 5V nur noch 
2,5V am Transistor anlege und somit nach dem Transistor noch 1,85V 
anliegen (bei 0,65V die am Transistor abfallen), genau die 
Vorwärtsspannung der LEDs also. So komme ich auf die 1.85V / 20mA.

Udo schrieb:
> Du brauchst nur 11 I/O für deine
> Anzeige.
> Tutural nicht gelesen ?

In dem Falle, dass ich die MUX-Bits für die 4 MUXe und die FF-Clocks 
zusammenlege, könnte ich auch auf 7, oder denke ich da falsch? 4x 
Datenpins an die MUXe, 1x FF-Clock, 2x Mux-Bits.

Ansteuerung wäre dann vom Ablauf her, dass die jeweils das erste Segment 
aller vier Segmentanzeigen gleichzeitig geändert wird, dann das zweite, 
usw.?

@Takao:

Wonach genau muss ich denn bei eBay suchen? Würde mir das gerne genauer 
ansehen.
PWM habe ich auch schon erwogen, der ATMega32 hat ja ein paar PWM-Pins. 
Führt das zu keinen Einbußen bezüglich Lesbarkeit, Leuchtkraft und 
Lebensdauer? Kann mir irgendwie nicht so gut vorstellen, dass eine LED, 
die sozusagen hochfrequent blinkt denselben Effekt hat wie eine LED, die 
dauer-an ist.

@all:
Ich definiere das Produkt hiermit um als Kurzzeitwecker. Man soll nicht 
nur Eier kochen können, sondern auch Dinge, die länger brauchen :)

von conchitas wurst (Gast)


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> Ich trage meine Uhr am Handgelenk, aber eine Eieruhr ist sicher auch was
> feines...
>
> SCNR

Und die anderen tragen halt die Uhr halt um die Eier...

von MaWin (Gast)


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M. S. schrieb:

>> Nur das Programm musst du selber schreibuen (und statt BC557 besser
>> BC327 nehmen).
> Wo bekommt man das denn her? Die Sache ist eben, dass ich gerne
> möglichst viel daran selber bauen möchte.

Hallo ?

Du möchtest selber bauen, aber das Programm willst du fertig haben ? Ist 
das nicht etwas widersinnig ? Bauen kannst du, nur im Entwerfen bist du 
noch nicht erfahren, daher der (fertige) Schaltplan zum nach-bauen.

> Der µC liefert mehr Spannung, als die LEDs vertragen

Man betreibt LEDs nicht mit einer Spannung, sondern mit einem halbwegs 
konstanten Strom.

Den macht man aus einer deutlich HÖHEREN Spannung als der 
Spannungsbedarf der LEDs durch einen Vorwiderstand.

Nicht nur die FF können genug Strom für eine 7-Segment Anzeige liefern, 
sondern sogar der uC direkt. man braucht dann halt nur einen mit genug 
Anschlüssen, z.B. Atmgea16, oder eben Multiplex wie in der Schaltung 
gezeigt. Multiplex ist die etwas höhere Kunst. Mehr Lernerfolg.

von MaWin (Gast)


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M. S. schrieb:
> Kann mir irgendwie nicht so gut vorstellen, dass eine LED,
> die sozusagen hochfrequent blinkt denselben Effekt hat wie eine LED, die
> dauer-an ist.

Wenn die LED nur 1/4 der Zeit an ist, muss sie in der Zeit halt den 
4-fachen Strom bekom,men, damit sie gleich hell erscheint.

von M. S. (elpaco)


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MaWin schrieb:
> M. S. schrieb:
>
>>> Nur das Programm musst du selber schreibuen (und statt BC557 besser
>>> BC327 nehmen).
>> Wo bekommt man das denn her? Die Sache ist eben, dass ich gerne
>> möglichst viel daran selber bauen möchte.
>
> Hallo ?
>
> Du möchtest selber bauen, aber das Programm willst du fertig haben ? Ist
> das nicht etwas widersinnig ? Bauen kannst du, nur im Entwerfen bist du
> noch nicht erfahren, daher der (fertige) Schaltplan zum nach-bauen.

Nein, ich meinte, wo man dieses Kit denn bekommt. Selbstverständlich 
möchte ich selber programmieren.

>> Der µC liefert mehr Spannung, als die LEDs vertragen
>
> Man betreibt LEDs nicht mit einer Spannung, sondern mit einem halbwegs
> konstanten Strom.
>
> Den macht man aus einer deutlich HÖHEREN Spannung als der
> Spannungsbedarf der LEDs durch einen Vorwiderstand.
>
> Nicht nur die FF können genug Strom für eine 7-Segment Anzeige liefern,
> sondern sogar der uC direkt. man braucht dann halt nur einen mit genug
> Anschlüssen, z.B. Atmgea16, oder eben Multiplex wie in der Schaltung
> gezeigt. Multiplex ist die etwas höhere Kunst. Mehr Lernerfolg.

Eben, da ich 32 Anschlüsse bräuchte für 4x8 LEDs, wäre der ATmega32 und 
auch der ATmega16 bereits voll belegt, allerdings brauche ich ja auch 
noch einen Inkrementalgeber um die Zeit einzustellen und einen Summer. 
Darum möchte ich ja Multiplexen. Da ja der Multiplexer aber dann nicht 
ständig den Strom am Ausgang liefert, sondern nur, wenn dieser 
durchgeschaltet ist, habe ich die FlipFlops als "Speicher" vorgesehen.

Der im Tutorial beschriebene Aufbau funktioniert so wie ich das sehe nur 
mit Common Anode, um das komplette Modul an/ausschalten zu können, oder? 
Oder wie könnte ich das mit Common Cathode realisieren? Cathode auf VDD 
legen und dann zum "anschalten" auf GND ziehen?

Ich denke der dort beschriebene Aufbau wäre im Endeffekt wohl doch die 
effektivste Lösung, da die anderen zusätzlichen Bauteile das ja dann 
unnötig komplizierter machen würden.

von Harald W. (wilhelms)


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soul eye schrieb:
> Harald Wilhelms schrieb:
>
>> ...und was soll die besser können, wie die Eieruhren,
>> die man an jeder Ecke kaufen kann?
>
> Ich trage meine Uhr am Handgelenk, aber eine Eieruhr ist sicher auch was
> feines...

Meintest Du so etwas?
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e7/Nuernberger_Ei_offen.jpg

von M. S. (elpaco)


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Harald Wilhelms schrieb:
> soul eye schrieb:
>> Harald Wilhelms schrieb:
>>
>>> ...und was soll die besser können, wie die Eieruhren,
>>> die man an jeder Ecke kaufen kann?
>>
>> Ich trage meine Uhr am Handgelenk, aber eine Eieruhr ist sicher auch was
>> feines...
>
> Meintest Du so etwas?
> http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e7/Nuernberger_Ei_offen.jpg

http://galleryplus.ebayimg.com/ws/web/230911050792_1_0_1/1000x1000.jpg

So soll sie natürlich aussehen. Die ganze Elektronik ist nur zur 
Ablenkung.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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M. S. schrieb:
> Nun ist ja die Sache die, dass die
> LEDs sehr viel Strom ziehen, bei 20 mA macht das 640 mA, wenn alle LEDs
> an sind. Da das Ganze mit einem 9-V-Block betrieben werden soll, dürfte
> die Batterie ja nicht sehr lange halten? Gibt es da Möglichkeiten, Strom
> einzusparen? Low-Power-Anzeigen oder ähnliches?

Herzlichen Glückwunsch

Du hast gerade entdeckt, warum LED-Anzeigen und Batteriebetrieb keine 
gute Kombination ergeben. Was ganz zwanglos erklärt, weshalb 
Armbanduhren und Eieruhren erst mit LCD-Anzeigen den großen Durchbruch 
erlebt haben.

DU kannst jetzt eines von zwei Dingen tun:

1. etwas daraus lernen, oder
2. hoffen, daß die Physik extra für dich ein Auge zudrückt


XL

von MaWin (Gast)


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M. S. schrieb:
> Eben, da ich 32 Anschlüsse bräuchte für 4x8 LEDs, wäre der ATmega32 und
> auch der ATmega16 bereits voll belegt

Warum brauchst du 4x8 LEDs ?

Ich brauche 4x7 für hh:mm und einen Ausgang für den blinkenden 
Doppelpunkt, bleiben 3 übrig.

Das reicht für Summer und Taster.

Aber Multiplexbetrieb ist besser.

> LEDs sehr viel Strom ziehen, bei 20 mA macht das 640 mA, wenn alle LEDs
> an sind.

Na ja, eher 10mA bei 7-Segment Anzeigen also 20mA. Die 270mA (88:58) 
schafft der 9V Block dann, aber natürlich nicht lange.

M. S. schrieb:
> ich meinte, wo man dieses Kit denn bekommt.

Willst du nun selber bauen oder ein Kit zusammenlöten ? Ich wollte dir 
daraus nur den Schaltplan zeigen.

von M. S. (elpaco)


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Axel Schwenke schrieb:

> Herzlichen Glückwunsch
>
> Du hast gerade entdeckt, warum LED-Anzeigen und Batteriebetrieb keine
> gute Kombination ergeben. Was ganz zwanglos erklärt, weshalb
> Armbanduhren und Eieruhren erst mit LCD-Anzeigen den großen Durchbruch
> erlebt haben.
>
> DU kannst jetzt eines von zwei Dingen tun:
>
> 1. etwas daraus lernen, oder
> 2. hoffen, daß die Physik extra für dich ein Auge zudrückt
>
> XL

Danke für die Blumen. Ich bin mir schon bewusst, dass ein LCD-Display 
stromsparender wäre. Habe auch eines da, möchte es aber nicht nutzen - 
aus dem einfachen Grund, dass meines Erachtens in diesem Fall die 
LED-Anzeige optisch mehr hermacht. Daher will ich die Sache ein bisschen 
optimieren, damit die Batterie wenigstens ein Weilchen hält.

MaWin schrieb:

> Warum brauchst du 4x8 LEDs ?
>
> Ich brauche 4x7 für hh:mm und einen Ausgang für den blinkenden
> Doppelpunkt, bleiben 3 übrig.
>
> Das reicht für Summer und Taster.

Stimmt, da hast du Recht. Mein Inkrementalgeber (mit Taster) hat 
allerdings drei Pins (nehme mal an Impuls links, Impuls rechts und 
Taster).
Allerdings könnte ich dafür den Doppelpunkt nicht blinken, sondern 
einfach dauer-an lassen.


> Aber Multiplexbetrieb ist besser.

Warum? Die Pins würden für sonst nichts mehr gebraucht, weitere 
Funktionen sind nicht vorgesehen und man könnte Bauteile sparen.

Trotzdem finde ich Multiplex mit PWM "eleganter". Nur:

Strom dürfte ich damit ja nicht einsparen, da er in dem Maße erhöht ist 
wie die Zeit, die eine Stelle an ist, abnimmt.

Zudem habe ich ja wie erwähnt nicht Common Anode, sondern Common 
Cathode-Segmente vorgesehen. Wie würde ich damit dann die An/Abschaltung 
der Stellen realisieren? Kathode auf VDD = aus und GND = an?


> Na ja, eher 10mA bei 7-Segment Anzeigen also 20mA. Die 270mA (88:58)
> schafft der 9V Block dann, aber natürlich nicht lange.

Ich könnte statt dem 9V-Block natürlich auch ein paar AA-Batterien 
nehmen, 4.5V reichen dem µC. Von daher müssen es nicht zwingend 9 V 
sein.


> Willst du nun selber bauen oder ein Kit zusammenlöten ? Ich wollte dir
> daraus nur den Schaltplan zeigen.

Möchte selber bauen. Sorry, dann ist das falsch angekommen. Dachte du 
empfiehlst, direkt das Kit zu nehmen.

: Bearbeitet durch User
von MaWin (Gast)


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M. S. schrieb:
> Ich könnte statt dem 9V-Block natürlich auch ein paar AA-Batterien
> nehmen, 4.5V reichen dem µC. Von daher müssen es nicht zwingend 9 V
> sein.

Wie kommst du nur immer auf die Idde, daß die Spannung einer Batterie 
für alle Ewigkeit gleich ist ?

Eine Batterie ist kein Netzteil, kurz vor Schluss sind es nur noch 3.6V.

> Strom dürfte ich damit ja nicht einsparen, da er in dem Maße erhöht ist
> wie die Zeit, die eine Stelle an ist, abnimmt.

Richtig.

> Mein Inkrementalgeber (mit Taster) hat
> allerdings drei Pins (nehme mal an Impuls links, Impuls rechts und
> Taster).

Da nimmst du falsch an.
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.29

Natürlich könnte man es auch mit 3 Pins bauen, man könnte den Taster 
(Eingang) und den Piepser (Ausgang) einen Pin teilen lassen. Man kann 
sogar ARef als Eingang missbrauchen.

von Takao K. (takao_k) Benutzerseite


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laufzeit ca. 3 tage

von ?!? (Gast)


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conchitas wurst schrieb:
>> Ich trage meine Uhr am Handgelenk, aber eine Eieruhr ist sicher
> auch was
>> feines...
>>
>> SCNR
>
> Und die anderen tragen halt die Uhr halt um die Eier...

Es ist immer wieder schön zu sehen, wenn jemand einen Witz meint 
erklären zu müssen...

von Peter D. (peda)


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MaWin schrieb:
> Wie kommst du nur immer auf die Idde, daß die Spannung einer Batterie
> für alle Ewigkeit gleich ist ?

Wer hat das behauptet?

> Eine Batterie ist kein Netzteil, kurz vor Schluss sind es nur noch 3.6V.

Reicht doch dicke für die LEDs und den AVR.
Und wer will, kann die VCC mit dem internen ADC messen und per SW-PWM 
die Helligkeit nachsteuern.

von Peter D. (peda)


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Axel Schwenke schrieb:
> Du hast gerade entdeckt, warum LED-Anzeigen und Batteriebetrieb keine
> gute Kombination ergeben.

Immer diese Pessimisten.
Die LEDs sind heute nen Zacken empfindlicher als 1980. Man muß sie nicht 
mehr mit 20mA befeuern. Wichtig ist eine Kontrastscheibe davor.

Und die Eieruhr soll ja nur wenige Minuten laufen, nicht 24h/d.

von MaWin (Gast)


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Peter Dannegger schrieb:
> Die LEDs sind heute nen Zacken empfindlicher als 1980.

https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A500/SC08-11SRWA%28V6%29.pdf

http://www.panda-bg.com/datasheet/778-092495-Double-LED-Digit-Display-VQE11-VQE14-RED.pdf

Für das, was die VQE11E bei 20mA lieferte (0.78mcd) braucht die 
SC08-11SRWA heute 1.6mA, die VQE11A entsprach 320uA.

von M. S. (elpaco)


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Danke für den Tip bezüglich des Inkrementalgebers. Dass die Spannung der 
Batterie konstant bleibt habe ich nicht behauptet. So weit sind meine 
Kenntnisse schon fortgeschritten. Dann müsste man eben mehr AAs nehmen 
um nicht von Anfang an am Limit zu sein, oder könnte man einen Step-Up 
IC benutzen? Wäre der belastbar genug?

Bzgl Taster und Piepser einen Pin teilen lassen - würde es dann nicht 
bei jeder Betätigung des Tasters piepsen? Einfach weil das High-Signal 
des Tasters zwangsweise auch den Piepser erreicht?

Und könnte mir jemand meine Frage bezüglich PWM Multiplexing mit Common 
Cathode beantworten? Bei Common Anode ist es klar, dass ich einfach die 
Versorgungsspannung der ganzen Stelle abschalten kann. Nur habe ich eben 
Common Cathode Stellen und somit GND gemeinsam. Wie setzte ich den, um 
an/auszuschalten?

: Bearbeitet durch User
von John (Gast)


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M. S. schrieb:
> Und könnte mir jemand meine Frage bezüglich PWM Multiplexing mit Common
> Cathode beantworten? Bei Common Anode ist es klar, dass ich einfach die
> Versorgungsspannung der ganzen Stelle abschalten kann. Nur habe ich eben
> Common Cathode Stellen und somit GND gemeinsam. Wie setzte ich den, um
> an/auszuschalten?

siehe Bild

Gruß
John

von John (Gast)


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Peter Dannegger schrieb:
> Axel Schwenke schrieb:
>> Du hast gerade entdeckt, warum LED-Anzeigen und Batteriebetrieb keine
>> gute Kombination ergeben.
>
> Immer diese Pessimisten.
> Die LEDs sind heute nen Zacken empfindlicher als 1980. Man muß sie nicht
> mehr mit 20mA befeuern. Wichtig ist eine Kontrastscheibe davor.
>
> Und die Eieruhr soll ja nur wenige Minuten laufen, nicht 24h/d.

Zu Vorführzwecken betreibe ich meine LED-Uhr auch mal mit einem 
9V-Block-Akku. Die Uhr kann damit gute 40 Stunden betrieben werden,
mit akzeptabler Helligkeit.
Mit dem verbauten DC/DC-Wandler (3,3V) ist ein Betrieb an 6V…36V 
möglich.

Gruß
John

von M. S. (elpaco)


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John schrieb:
> M. S. schrieb:
>> Und könnte mir jemand meine Frage bezüglich PWM Multiplexing mit Common
>> Cathode beantworten? Bei Common Anode ist es klar, dass ich einfach die
>> Versorgungsspannung der ganzen Stelle abschalten kann. Nur habe ich eben
>> Common Cathode Stellen und somit GND gemeinsam. Wie setzte ich den, um
>> an/auszuschalten?
>
> siehe Bild
>
> Gruß
> John

Herzlichen Dank. Also im Endeffekt einfach von GND trennen und zum 
Anschalten auf GND legen. Genau so wie man das auch mit Common Anode und 
VDD machen würde.

von Peter D. (peda)


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M. S. schrieb:
> Und könnte mir jemand meine Frage bezüglich PWM Multiplexing mit Common
> Cathode beantworten?

Ist doch nur eine Vereinbarungssache, ob Du für ON eine 0 oder eine 1 
auf den Portpin schreiben mußt. Das läßt sich einfach mit einem Define 
erschlagen. Der Code wird dadurch nicht größer.


M. S. schrieb:
> Bei Common Anode ist es klar, dass ich einfach die
> Versorgungsspannung der ganzen Stelle abschalten kann.

Es ist fürs Dimmen auch egal, ob man alle Digits oder alle Segmente auf 
inaktiv setzt. Ganz wie man will.

Der einzige Unterschied zwischen Common Cathode und Common Anode beim 
Multiplexen ist, ob man npn oder pnp bzw. N-FET oder P-FET als 
Digittreiber benutzt.

von M. S. (elpaco)


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Hallo zusammen,

kurze Rückmeldung zum aktuellen Stand:
- 2 7-Segment-Anzeigen für Minuten
- 2 (kleinere) 7-Segment-Anzeigen für Sekunden
MM:SS

Werden in Software-PWM betrieben mit 1 kHz (komischerweise bei höheren 
Frequenzen mit schlechteren Ergebnissen, vermutlich existieren da 
Kapazitäten). Es werden jeweils Sekunden/Minuten getrennt angesteuert 
mit insgesamt 14 Pins (7 für Minuten, 7 für Sekunden). Sozusagen 2x2 
Multiplexing statt 1x4, somit habe ich kleinere Peak-Ströme.

Drehgeber-Auswertung funktioniert ebenfalls, das Löten auf 
Lochrasterplatine war ne ziemliche Arbeit, hat aber auch funktioniert.

Nur eine Sache wäre da noch: Ich habe einen Standby-Modus integriert 
(Sleep Modus Power-Down), der über einen externen Interrupt an INT2 
(PB2) (da INT0 und INT1 nur auf LOW triggern können, der Taster aber 
HIGH gibt) wieder aufgehoben wird. Diesen will ich mit dem Taster des 
Drehgebers auslösen. Leider ist dieser Pin auch mit einem Ausgang zur 
Segment c der Minutenanzeige belegt. Ich könnte natürlich den Port für 
die Minuten von PB auf PD legen. PA kommt nicht in Frage, da ich dort 
auch den ADC brauche (Batteriestatus soll überwacht werden).

Mittlerweile habe ich das so gelöst, dass ich eine Diode zwischen PD2 
("normaler" Eingang des Tasters) und PB2 (INT2) gelegt habe. So triggern 
die Schaltzustände für die LEDs nicht den Taster. Allerdings leuchtet 
nun natürlich bei Betätigen des Tasters das entsprechende Segment, 
welches an PB2 liegt und vom Taster ebenfalls ein "HIGH" bekommt. Ein 
großer Widerstand zwischen den beiden Pins hat mir zwar insofern 
abgeholfen, dass der Strom nun so klein ist, dass man das Leuchten nicht 
mehr sieht - aber das geht doch sicherlich auch eleganter?

Eventuell mit einem Kondensator, der nur über bestimmten Pulslängen bei 
Betätigen des Tasters die Vorwärtsspannung der Diode überschreitet? 
Freue mich über Vorschläge aller Art!

Der Stromverbrauch liegt übrigens (gemessen) bei ca. 53 mA. Im Standby 
geht er gegen 0.

: Bearbeitet durch User
von M. S. (elpaco)


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Noch eine Frage:

Die Lautstärke des Piepsers will ich per PWM regeln, damit man nicht 
noch einen Poti-Knopf einstellen, sondern das auch digital über den 
Drehgeber machen kann.

Damit man das nicht hört (und das tut man, wenn man den Summer direkt an 
den PWM-Ausgang anschließt, habe es ausprobiert und es hört sich sehr 
unschön an), will ich das Signal glätten (siehe Schaltung).

Die PWM-Frequenz liegt im Moment bei 1 MHz (soll aber auf 1 kHz runter). 
Mit dem Oszi gemessen und rein akustisch ist das Signal hinter dieser 
Schaltung glatt und entspricht in seiner Höhe bezogen auf die 
Versorgungsspannung dem Duty-Cycle. Also wie gewünscht.

Jetzt die Frage: Ist das so okay? Oder mache ich damit was kaputt? Gibt 
es bessere Lösungen? Und wie sollte ich die Bauteile bzw die 
Zeitkonstante idealerweise dimensionieren bezüglich der PWM-Frequenz?

Aktuell ist die Zeitkonstante RC = 33 ms. Also sehr viel höher als die 
PWM-Frequenz. Gibt es ein "zu hoch"?

: Bearbeitet durch User
von Karl H. (kbuchegg)


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M. S. schrieb:

> Aktuell ist die Zeitkonstante RC = 33 ms. Also sehr viel höher als die
> PWM-Frequenz. Gibt es ein "zu hoch"?

'Zu hoch' ist sie, wenn du per Programm die PWM von 100% auf 0% 
umschaltest und die Ausgangsspannung eine halbe Stunde benötigt um von 
5V auf 0V abzufallen.

Beitrag #6391578 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #6391640 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #6410475 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #6410494 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #6410502 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #6410536 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #6410556 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #6410580 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #6410629 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Jonas G. (9k81g4n3y)


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Ich habe sowas auch schon gebaut, und zwar war meine Lösung:

Atmel 328p (1Mhz, BOD disabled)
32 khz crystal (timer2, async)
TM1637 – 4 Digit 7 Segment Display
Rotary encoder KY-040
TP4056 with DW01-P
LiPo 18650 (1,6A)

Ich habe kein Spannungswander am laufen, die Schaltung hängt direkt 
LiPo. Zusätzlich gibt es hinten ein USB Port, zum Laden :-)

Beitrag #6410667 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #6410703 wurde von einem Moderator gelöscht.
von batman (Gast)


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Ein 32k MC für eine Uhr (klassischer Vierzeiler). :)

Beitrag #6410769 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Jack V. (jackv)


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Hm. Wäre mal schön, wenn sich einer der Moderatoren um den Spam kümmern 
könnte. Gemeldet worden ist’s ja hoffentlich nicht nur von mir.

Edit: das Verhältnis kyrillischer Schriftzeichen zu lateinischen 
Zeichen, verbunden noch mit ’nem geposteten Link, dürfte sich auch gut 
als Filterkriterium machen, mit dem der Admin das automagisch wegmachen 
lassen könnte.

: Bearbeitet durch User
Beitrag #6410798 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #6410876 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #6410902 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Schlaumaier (Gast)


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Soul E. schrieb:
> Ich trage meine Uhr am Handgelenk, aber eine Eieruhr ist sicher auch was
> feines...

Digitale Eieruhren haben sehr wenig mit Eiern zu tun. Ich habe 3 Stück 
und die laufen manchmal alle 3.

z.b. Beim Nudeln etc. kochen muss man den Herd nicht bewachen. Da reicht 
es, wenn ein Timer einen sagt das Essen lange genug im Topf ist, und 
raus muss.

M. S. schrieb:
> Da das Ganze mit einem 9-V-Block betrieben werden soll, dürfte
> die Batterie ja nicht sehr lange halten?

1. Stimmt
2. Der Unterhalt ist schweineteuer. Die 9 Volt-Blockteile sind nicht so 
einfach zu bekommen und relativ teuer. Akkus kostet ca. 7-10 Euro.
Kauf dir für ein paar Cent (50) ein Mignon-Halter. Dann ein Satz Akkus 
beim Discounter und das war's.  (Ladegeräte haben die dann auch fg) 
Die Teile habe ca. 2000 Ampere (+/- 400) und kosten im Schnitt 4 Stk. 3 
Euro.

Allerdings gehe ich davon aus, das es sich um ein Hobbyprojekt handelt.

Weil meine 3 Fertigen Teile haben beim 1-Euro-Markt 3 Euro a gekostet. 
Und sind bis 99min99sek Einstellbar. Die laufen LCD-Display und 1.5 V 
Mini-Mignon.

Also vom Kostenfaktor her, vergiss es. Ansonsten viel Spass. Ich würde 
es mit einen Atiny-85 bauen. Wenn du kein Programmer hast, gibt es das 
fertig-Modul mit USB-Port zum Programmieren von Digiparks für ca. 3-4 
Euro.

von Jack V. (jackv)


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Schlaumaier schrieb:
> Die Teile habe ca. 2000 Ampere (+/- 400) und kosten im Schnitt 4 Stk. 3
> Euro.

Sicher? Meine liefern selbst im Kurzschluss keine 10A.

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