Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ideen für verbesserung der Schaltung


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von M. S. (ms111)


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Fröhliche Weihnachten zusammen,
ich plane derzeit LED Quadrate, bzw 4x4Matrizen mit RGB LEDs. Wie auf 
dem Schaltplan hoffentlich erkennbar ist, soll man jede Spalte und jede 
zeile einzeln ansteuern können. Ob man Spalten oder zeilen ansteuert 
entscheidet was für ein Pegel an dem PIN 8 des Seriell zu Parallel 
Schieberegisters anliegt. Liegt eingang 8 auf high dann wählen die 
ausgänge 1-4 die zeilen aus, ist er auf low, steuert man mit den 
Ausgängen 1-4 die Spalten an. Die Farben wählt man über die kathoden der 
LEDs aus, die werden parallel angesteuert. Meine konkrete frage ist 
jetzt bei den transistoren, das 74HC595 gibt ja positive signale aus, 
die PNP sind jedoch low side treiber, deshalb habe ich da noch jeweils 
einen BC547 Transistor ausgewählt um sozusagen die PNP über ein 
positives signal zu steuern. Habt ihr da irgend eine bessere Idee? 
Vielleicht Mosfets anstelle der Transistoren? Habt ihr ansosnten Sache 
die ich da verbessern könnte, bzw die Anzahl der bauteile reduzieren 
kann?

Wäre für gute Ideen dankbar,
Grüße malte

Achja die LEDs haben gemeinsame Anoden

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von Besucher (Gast)


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Deine Zeilen/Spalten Umschaltung verstehe ich nicht, wozu soll das gut 
sein?
Außerdem steht dein Schaltbild auf dem Kopf.

Mit weniger Bauteilen kommst du aus wenn du fertige Treiber oder LEDs 
mit eingebautem Treiber verwendest. z.B. MAX7219 oder WS2812B

Die WS2812 gibt es auch als fertige LED-Streifen, die musst du dann nur 
zuschneiden und als 4x4 Feld aufkleben.

von Max H. (hartl192)


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Eine LED-Matrix sieht anders aus.

Malte S. schrieb:
> Habt ihr da irgend eine bessere Idee?
Die Daten einfach invertiert in den 74HC595 schieben.

> die Anzahl der bauteile reduzieren
> kann?
Zum aktuellen Schaltplan:
Von den 4 Invertern brauchst di wenn du ihn richtig verkabelst nur 
einen.
Wenn du die Daten invertiert in den 74HC595 schiebst kannst du dir die 
NPN sparen.

von M. S. (ms111)


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Besucher schrieb:
> Deine Zeilen/Spalten Umschaltung verstehe ich nicht, wozu soll das gut
> sein?
Als Lichteffekte. Und auch um PINs einzusparen. Die sind potentiell noch 
für andere sachen. Je nachdem ob der Ausgang 8 auf HIGH oder LOW ist 
schalten die Ausgänge 1-4 die zeile oder Spalten.
> Außerdem steht dein Schaltbild auf dem Kopf.
Wirklich? bei mir irgendwie nicht :S
> Mit weniger Bauteilen kommst du aus wenn du fertige Treiber oder LEDs
> mit eingebautem Treiber verwendest. z.B. MAX7219 oder WS2812B
Die sind relativ teuer oder?
> Die WS2812 gibt es auch als fertige LED-Streifen, die musst du dann nur
> zuschneiden und als 4x4 Feld aufkleben.
Ja so welche habe ich auch :) aber 5mm LEDs sehen schöner aus und sind 
heller :)

von M. S. (ms111)


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Max H. schrieb:
> Eine LED-Matrix sieht anders aus.
jaa ich weiß :D
> Malte S. schrieb:
>> Habt ihr da irgend eine bessere Idee?
> Die Daten einfach invertiert in den 74HC595 schieben.
Darüber habe ich noch gar nicht nachgedacht, das geht ja auch :) danke 
für die idee :)
>> die Anzahl der bauteile reduzieren
>> kann?
> Zum aktuellen Schaltplan:
> Von den 4 Invertern brauchst du wenn du ihn richtig verkabelst nur
> einen.
Achja stimmt, jetzt seh ichs auch :)
> Wenn du die Daten invertiert in den 74HC595 schiebst kannst du dir die
> NPN sparen.
kriege ich da nicht Probleme das der hochohmige zustand wenn die Data 
leitung nicht angeschlossen ist als LOW interpretiert wird?

von Max H. (hartl192)


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Malte S. schrieb:
> kriege ich da nicht Probleme das der hochohmige zustand wenn die Data
> leitung nicht angeschlossen ist als LOW interpretiert wird?
Welche Datenleitungen? Die Ausgänge der 74HC595?

Das Ganze mit den ANDs und Invertern könnte man sich auch sparen:
Dein 595 hat 8 Ausgänge und du musst damit genau 8 Transistoren steuern. 
Ich sehe da keinen Bedarf für zusätzliche Logik.

: Bearbeitet durch User
von M. S. (ms111)


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Max H. schrieb:
> Malte S. schrieb:
>> kriege ich da nicht Probleme das der hochohmige zustand wenn die Data
>> leitung nicht angeschlossen ist als LOW interpretiert wird?
> Welche Datenleitungen? Die Ausgänge der 74HC595?

ja ich meine wenn die Data leitung des 74hc595 nicht angeschlossen ist, 
das die ausgänge auf hochohmig sind und der Inverter aus dem hochohmigen 
Signal ein positives macht.

von Max H. (hartl192)


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Malte S. schrieb:
> der Inverter aus dem hochohmigen
> Signal ein positives macht.
Ein CMOS Eingang macht aus einen hochohmigen Signal keinen definierten 
Pegel. Da CMOS Eingänge sehr Hochohmig sind könnte z.B. das 50Hz 
Netzbrummen kapazitiv eingekoppelt werden...

von Helge A. (besupreme)


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Sieht für die Funktion kompliziert aus. Entweder sparst du alle Gatter 
ein, indem du alle 8 Ausgänge des 595 verwendest. Dann kannst du deine 
Treiberschaltung auch gleich aus nur 8 NPN-Transistoren ohne weitere 
Beschaltung machen.

Oder du nimmst gleich z.B. WS2803 und kannst mit 3 Stück 54 Kanäle 
PWM-steuern bis zu je 30mA. Für SPI reichen dir 2 Pins aus.

von M. S. (ms111)


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Helge A. schrieb:
> Sieht für die Funktion kompliziert aus.
ich weiß :D
> Entweder sparst du alle Gatter
> ein, indem du alle 8 Ausgänge des 595 verwendest. Dann kannst du deine
> Treiberschaltung auch gleich aus nur 8 NPN-Transistoren ohne weitere
> Beschaltung machen.
Naja das Ding ist das ich für eine Zusatzfunktion später auch die drei 
übriggebliebenen kanäle brauche.
Die NPN müsste ich doch dann in Kollektroschaltung betreiben oder? Da 
habe ich doch dann ziemlich viel spannungsabfall. Ich habe ja gemeinsame 
Anoden leider, sonst hätt ich npn genommen :)
> Oder du nimmst gleich z.B. WS2803 und kannst mit 3 Stück 54 Kanäle
> PWM-steuern bis zu je 30mA. Für SPI reichen dir 2 Pins aus.
Gibt es denn dazu auch ein passendes senderegister?

von Ulrich H. (lurchi)


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Die Ausführung mit den extra Dioden funktioniert so nicht um die LEDs 
einzeln zu kontrollieren. Da passt schon die Form als 4x4 Matrix nicht.

16 RGB LEDs sind 48 LEDs - extra Dioden für die Matrix braucht man 
nicht.  Passender wäre eher eine Ansteuerung als 6 x 8 oder 12 x 4. Bei 
der 12 x 4 Ansteuerung könnte man mit den rund 10 mA die der HC595 
liefern kann auskommen (hängt aber von der Anwengung ab): die 
Ansteuerung ginge dann mit 2 mal HC595 (je 6 Ausgänge nutzen) über 12 
Widerstände direkt an die RGB Maxtrix (Kathoden). Dazu kommen 4 dann 4 
PNP Treiber für die Anoden - die könnte man von den restlichen 4 
Ausgängen des HC595 steuern, oder auch über einen Decoder bzw. direkt 
vom µC. 12 mal 10 mA sind schon etwas viel für BC550  - da also eher so 
etwas wie BC328.

von Helge A. (besupreme)


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Malte S. schrieb:
> Gibt es denn dazu auch ein passendes senderegister?

??

In den Bausteinen hat jede LED ein Register für die Helligkeit. Wenn du 
das meinst.

von M. S. (ms111)


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Helge A. schrieb:
> Malte S. schrieb:
>> Gibt es denn dazu auch ein passendes senderegister?
>
> ??
>
> In den Bausteinen hat jede LED ein Register für die Helligkeit. Wenn du
> das meinst.

nein ich meinte das anders. Also die Daten sind bei mir nur auf dem Weg 
des Kabels seriell. Die gehen an der ansteuerung parallel rein, werden 
dann seriell weiter gegeben und sollen am LED Quadrat wieder parallel 
ausgegeben werden.
Bei dem 74HC595 wäre in meinem fall ein 74HC165 der sender :) welches IC 
nimmt man um die daten in serielle umzuwandeln? Weil ich meine bei denen 
ist ja die Clockleitung mit in der Data leitung integriert, wenn ich das 
aus den datenblättern richtig verstanden hab. ich hatte da etwas von 
manchester Code gelesen.

von M. S. (ms111)


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Ulrich H. schrieb:
> Die Ausführung mit den extra Dioden funktioniert so nicht um die LEDs
> einzeln zu kontrollieren. Da passt schon die Form als 4x4 Matrix nicht.
>
> 16 RGB LEDs sind 48 LEDs - extra Dioden für die Matrix braucht man
> nicht.  Passender wäre eher eine Ansteuerung als 6 x 8 oder 12 x 4. Bei
> der 12 x 4 Ansteuerung könnte man mit den rund 10 mA die der HC595
> liefern kann auskommen (hängt aber von der Anwengung ab): die
> Ansteuerung ginge dann mit 2 mal HC595 (je 6 Ausgänge nutzen) über 12
> Widerstände direkt an die RGB Maxtrix (Kathoden). Dazu kommen 4 dann 4
> PNP Treiber für die Anoden - die könnte man von den restlichen 4
> Ausgängen des HC595 steuern, oder auch über einen Decoder bzw. direkt
> vom µC. 12 mal 10 mA sind schon etwas viel für BC550  - da also eher so
> etwas wie BC328.

Das Problem ist das für zwei 595,welche dann 2 data leitungen benötigen 
würden kein PIN mehr frei ist, da das kabel im prinzip schon überbelegt 
ist

von M. S. (ms111)


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Könnte man die seriellen daten welche man über das kabel schicken würde 
irgendwie auch kabellos machen? also per infrarot oder Funk? hat jemand 
einen guten schaltplan zur datenübertragung per infrarot? vllt ein 
aufbau mit dem man 20 LEDs getrennt und unabhängig voneinander ansteuern 
könnte? Oder gibt es da ne art funkmodul oder so etwas zu kaufen was was 
taugt? (selberbauen darf man funk wie ich gehört ja nicht)

Die reichweite läge so ungefähr bei 10 metern maximal. Mir waren walkie 
talkies eingefallen da kann man ja imprinzip eine art serielles signal 
eindpeisen mit sagen wir mal paar kiloherz oder so, welches dann am 
empfängerwalkitalki wieder in parallele daten umgewandelt wird oder so 
in der art. Gänge das irwie billiger, bzw gibt es funkmodule die so 
etwas unterstützen?

: Bearbeitet durch User
von Helge A. (besupreme)


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Wenn du versuchst, mit einem Haufen TTL-Bausteinen ein serielles Signal 
zu erzeugen, wird das ganze etwas komplexer. Ich war davon ausgegangen, 
du steuerst mit irgendeinem Mikrocontroller.

von M. S. (ms111)


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Helge A. schrieb:
> Wenn du versuchst, mit einem Haufen TTL-Bausteinen ein serielles Signal
> zu erzeugen, wird das ganze etwas komplexer. Ich war davon ausgegangen,
> du steuerst mit irgendeinem Mikrocontroller.
TTL? ich dachte die 74er und 4000er reihe sind CMOS bausteine?
Nee ich habe leider gar keine erfahrung mit microcontrollern, leider.

von CMOSvsTTL (Gast)


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Malte S. schrieb:
> TTL? ich dachte die 74er und 4000er reihe sind CMOS bausteine?
Für CMOS gilt das Gleiche, hier ist man aber gerne etwas ungenau wenn es 
um TTL-CMOS geht. So werden zum Beispiel 5V CMOS Pegel auch gerne als 
TTL-Pegel bezeichnet.

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