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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Led Matrix - Vorwiderstände


Autor: Nik Bamert (Gast)
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Hallo,

ich hab hier gerade eine kleine Led Matrix aus 5x9 grünen Leds zusammen
gebastelt. Die Dinger brauchen 24mA bei 2.25 Volt. Ansteuern möchte ich
alles mit einem Atmega8, daher würde ich auch gerade gerne die 5 Volt
als Betriebsspannung nehmen. Wenn ich mir das richtig ausgerechnet
habe,
sollte ich im Normalbetrieb Wiederstände von 114 Ohm brauchen.

5V - 2.25V = 2.75V

2.75V / 0.024 = 114 Ohm.

Nun werden die Leds ja aber jeweils nur so ungefähr eine ms leuchten,
daher meine Frage: Was für Wiederstände brauche ich nun? Ich hab schon
einige Male gehört, dass man dan kleinere Wiederstände braucht, aber
wie berechnet man diese? Oder geht es einfach nur mit ausprobieren?...

Ich möchte nicht gerade durch Probieren die schöne Matrix zerstören,
desshalb die Frage :)

Nik

Autor: Benedikt (Gast)
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Wenn die LED z.B. nur 1/5 der Zeit an ist, kann der Strom auf dem 5x des
normalen Werts liegen
Da sich aber bei höheren Strom auch die Spannung ändert, kann man die
Widerstände nicht so ohne weiteres berechnen.

Falls du das Datenblatt hast, da sollte alles nötige drinstehen.

Autor: Nik Bamert (Gast)
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Nein, das Datenblatt habe ich leider nicht. Es war mal so eine Conrad
Restposten Aktion, 500 grüne Leds für 15 Euro :D

Aber wie meinst du ändert sich die Spannung? Steigt die dann auch oder
sinkt die? Ansonsten Werd ichs trozdem einfach mal versuchen ...
langsam abwärts alles was ich eben hier habe 47 Ohm z.B.

Autor: Magnus Müller (Gast)
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Hallo Nick,

Die Vorwiderstände solltest Du nicht kleiner machen. Überhalb des
Nennstromes der LEDs nimmt die Leuchtstärke nicht mehr deutlich zu.
Eher setzt man damit die Lebensdauer der LEDs herab.

Um die resultierende Helligkeit deiner Punktmatrix zu maximieren,
solltest Du jeweils 1 von 5 Reihen mit 9 Pixeln über einen gemeinsamen
Treiber gegen Masse bzw. +5V schalten. Die andere Seite der 9 LEDs
hängst Du über korrekt dimensionierte Widerstände an die
Controllerpins.

Autor: Magnus Müller (Gast)
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... oder Du investierst ein paar Cent mehr und baust das Ganze mit
leuchtstärkeren LEDs auf ;)

Autor: Nik Bamert (Gast)
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Könnte ich auch, aber ist schon geschehen :D, die Matrix ist schon
gelötet :(

Als Treiber könnte ich im Prinzip ja Transistoren nehmen. Brächte es
einen Vorteil solche an Reihen und Spalten zu verwenden?

Autor: Magnus Müller (Gast)
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Was die LEDs angeht, würden Treiber für Zeilen UND Spalten keine
Verbesserung bedeuten. Allerdings würde sich der ATmega8 bestimmt
freuen. Laut Datenblatt darf/soll ein bestimmter Gesamtstrom an den
Ports nicht überschritten werden.

Autor: Nik Bamert (Gast)
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Okay ich hab Transistoren sowiso zu Hauf hier rum liegen, dann soll der
sich freuen :D Vielen Dank für die raschen Antworten :)

Autor: foobar0815 (Gast)
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hmm, und wie dimensioniert man nun die Widerstaende? Einfach vom 
ungepulsten Zustand ausgehen? Lieber bischen zuviel verbraten als die 
LED's zu roesten?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ foobar0815 (Gast)

>hmm, und wie dimensioniert man nun die Widerstaende? Einfach vom
>ungepulsten Zustand ausgehen?

Nee, vom gepulsten, sonst sind sie zu dunkel.

Bei Multiplexing werden die LEDs immer mit dem  N-fachen Strom 
betrieben, wobei N das Multiplexverhältnis ist.

> Lieber bischen zuviel verbraten als die
>LED's zu roesten?

In der Testphase ja, später nein.

MFG
Falk

Autor: Beni T. (foobar0815)
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hmm, ich dachte ich hab das Prinzip verstanden, aber anscheinend doch 
nicht.

Bei mir speziell gehts um eine 6x6 Matrix aus verschiedenen Leds 
(unterschiedliche Farben, also wahrscheinlich auch unterschiedliche 
Anforderungen, die genauen Werte weiss ich erst wenn der Kumpel die 
gekauft hat, ich bin quasi fuer die Steuerung zustaendig).

Gesteuert wird das ganze mit einem tiny26 (12 I/O gehn fuer die Leds 
drauf, die andern 4 fuer 4 Taster). Treiben wollt ich die Leds mit einer 
UDN2981 und ULN2803 Kombination. Die packen beide auch 500mA pro Kanal, 
d.h. ich hab um die 80mA fuer eine der 6 Leds. Was wenn alle gleichzeiti 
leuchten sollen?

Versorgungsspannung hab ich ueber einen 7805/1A 5V oder direkt aus dem 
Netzteil 12V mit 2A.

Um eine LED nun zum leuchten zu bringen, bring ich doch eigentlich nur 
die entsprechenden Ausgaenge (die wiederum ueber die Transistorarrays an 
den Spalten/Zeilen haengen) auf High/Low oder?

Doch wo kommen dann die Widerstaende hin? Einen pro Spalte? Direkt an 
die Leds? Und wie werden die letztendlich dimensioniert?

Moechte das ganze gerne ohne Shifter oder Maximchips realisieren.

Bilder die mich momentan beschaeftigen:
http://www.mikrocontroller.net/attachment/22234/au...
http://www.mikrocontroller.net/attachment/19947/le...
http://www.mikrocontroller.net/attachment/22261/LE...
http://www.mikrocontroller.net/attachment/12355/mu...

eigentlich der komplette hintere Teil der Diskussion unter 
Beitrag "LED Matrix Beschaltung"

Themen zur LED-Matrix gibts ja eigentlich schon genug, nur kann ich da 
leider die benoetigten Informationen nicht rausziehn. Der Wikibeitrag 
ist mir zu unkonkret (ist mein erstes mal mit ner Matrix).

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Beni T. (foobar0815)

>Bei mir speziell gehts um eine 6x6 Matrix aus verschiedenen Leds
>(unterschiedliche Farben, also wahrscheinlich auch unterschiedliche
>Anforderungen, die genauen Werte weiss ich erst wenn der Kumpel die
>gekauft hat, ich bin quasi fuer die Steuerung zustaendig).

???
Die Daten sollte man VORHER im Datenblatt abklären. Und ja, LEDs mit 
verschiedenen Farben haben verschiedene Flusspannungen. Wenn man da mit 
einem Widerstand zur strombegrenzung arbeitet, dann bekommen die 
verschiedenen LEDs verschiedene Ströme ab, un leuchten demnach 
unterschiedlich hell (was sie meist sowieso tun, weil die Helligkeit von 
LEDs verschienden Typs sowieso verschieden ist).
Aber mach es erstmal mit Vorwiderständen. Konstantstromquellen 
kannst du später immer noch einbauen.

>Gesteuert wird das ganze mit einem tiny26 (12 I/O gehn fuer die Leds
>drauf, die andern 4 fuer 4 Taster). Treiben wollt ich die Leds mit einer
>UDN2981 und ULN2803 Kombination.

Passt doch.

>Die packen beide auch 500mA pro Kanal,
>d.h. ich hab um die 80mA fuer eine der 6 Leds. Was wenn alle gleichzeiti
>leuchten sollen?

Und? Wenn deine LEDs auf 20mA im Normalbetrieb ausgelegt sind, dann 
brauchst du bei einer 6x6 Matrix den 6-Fachen Strom, weil du ja 6:1 
multiplext. Macht 6x20=120mA pro LED. Macht 6x120=720 mA, wenn alle LEDs 
einer Spalte leuchten.

>Versorgungsspannung hab ich ueber einen 7805/1A 5V oder direkt aus dem
>Netzteil 12V mit 2A.

Naja, ist im Prinzip egal, entweder mit grösseren Vorwiderständen an 12V 
(die verheizen dann den Grossteil der Leistung) oder mit kleineren 
Widerständen an 5V, dann verheiztz der 7805 etw 0,72*6=5W, da braucht 
man schon einen mittleren Kühlkörper.

>Um eine LED nun zum leuchten zu bringen, bring ich doch eigentlich nur
>die entsprechenden Ausgaenge (die wiederum ueber die Transistorarrays an
>den Spalten/Zeilen haengen) auf High/Low oder?

Ja.

>Doch wo kommen dann die Widerstaende hin? Einen pro Spalte? Direkt an
>die Leds? Und wie werden die letztendlich dimensioniert?

Steht alles im Wikiartikel. Du musst nur beachten, dass der Pulsstrom 
eben 120mA beträgt.

LED-Matrix
LED

Das Bild hier ist doch schon sehr gut.

http://www.mikrocontroller.net/attachment/22261/LE...

Die Transistoren sind bei dir im ULN/UDN drin, R1 bis R8 sind die 
Vorwiderstände.

>Moechte das ganze gerne ohne Shifter oder Maximchips realisieren.

Brauchst du nicht.

>Themen zur LED-Matrix gibts ja eigentlich schon genug, nur kann ich da
>leider die benoetigten Informationen nicht rausziehn. Der Wikibeitrag
>ist mir zu unkonkret (ist mein erstes mal mit ner Matrix).

Dann musst du wohl nochmal drüber nachdenken. Die Wikiartikel sind u.a. 
dafür geschrieben, dass man icht 1000 mal die gleiche Sache erklären 
muss. GGf muss halt der Wikiartikel verbessert werden.

MFG
Falk

Autor: Beni T. (foobar0815)
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Erstmal vielen Dank dass du dich mit meiner Problematik 
auseinandersetzt. Das hilft mir sehr!

Falk Brunner wrote:
> @ Beni T. (foobar0815)
>
>>Bei mir speziell gehts um eine 6x6 Matrix aus verschiedenen Leds
>>(unterschiedliche Farben, also wahrscheinlich auch unterschiedliche
>>Anforderungen, die genauen Werte weiss ich erst wenn der Kumpel die
>>gekauft hat, ich bin quasi fuer die Steuerung zustaendig).
>
> ???
> Die Daten sollte man VORHER im Datenblatt abklären. Und ja, LEDs mit
> verschiedenen Farben haben verschiedene Flusspannungen. Wenn man da mit
> einem Widerstand zur strombegrenzung arbeitet, dann bekommen die
> verschiedenen LEDs verschiedene Ströme ab, un leuchten demnach
> unterschiedlich hell (was sie meist sowieso tun, weil die Helligkeit von
> LEDs verschienden Typs sowieso verschieden ist).
> Aber mach es erstmal mit Vorwiderständen. Konstantstromquellen
> kannst du später immer noch einbauen.

Nur wie berechne ich den Vorwiderstand?

Ah ich sehe gerade, die LEDS einer Zeile sind quasi parallel (also der 
Widerstand R1 ganz oben z.B. muss nur den Strom fuer eine Led aus der 
Zeile begrenzen oder?) sodass ich bei Vcc=5V und Leds mit 20mA/2.4V 2.6V 
am Widerstand verbraten muesste, d.h. R=U/I=2.6V/0.02A=130 Ohm. Dann 
waer der Strom auch bei allen Leds auf 20mA limittiert oder?

Ich versteh einfach nochnicht, in welchem Zustand ich die Widerstaende 
berechnen soll. Wenn alle LEDs normal an sind, oder eine gepulsed oder 
ganz anders?

Wenn ich 6x120mA=720mA Strom fuer alle LEDs einer Zeile benoetige, 
fallen an dem Widerstand auch fast 2W ab oder?

>
>>Versorgungsspannung hab ich ueber einen 7805/1A 5V oder direkt aus dem
>>Netzteil 12V mit 2A.
>
> Naja, ist im Prinzip egal, entweder mit grösseren Vorwiderständen an 12V
> (die verheizen dann den Grossteil der Leistung) oder mit kleineren
> Widerständen an 5V, dann verheiztz der 7805 etw 0,72*6=5W, da braucht
> man schon einen mittleren Kühlkörper.

Gibts da noch was effizienteres?

>
>>Themen zur LED-Matrix gibts ja eigentlich schon genug, nur kann ich da
>>leider die benoetigten Informationen nicht rausziehn. Der Wikibeitrag
>>ist mir zu unkonkret (ist mein erstes mal mit ner Matrix).
>
> Dann musst du wohl nochmal drüber nachdenken. Die Wikiartikel sind u.a.
> dafür geschrieben, dass man icht 1000 mal die gleiche Sache erklären
> muss. GGf muss halt der Wikiartikel verbessert werden.

Ja, und glaub mir ich bruete schon einige Zeit ueber Google und dem 
Wikiartikel, ich glaub mein Hirn blockiert da irgendwie. Evtl. ist es zu 
einfach ums einfach zu ueberreissen.

Danke nochmal fuer deinen Input. Sobald ichs versteh kann ich ja sehen 
was ich im Wiki noch ergaenzen koennte.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Beni T. (foobar0815)

>waer der Strom auch bei allen Leds auf 20mA limittiert oder?

Ja.

>Ich versteh einfach nochnicht, in welchem Zustand ich die Widerstaende
>berechnen soll. Wenn alle LEDs normal an sind, oder eine gepulsed oder
>ganz anders?

Gepulst mit 6x20=120mA.

>Wenn ich 6x120mA=720mA Strom fuer alle LEDs einer Zeile benoetige,
>fallen an dem Widerstand auch fast 2W ab oder?

Rechnung? Ich komme auf 50mW (bei 5V Versorgungsspannung).

>Gibts da noch was effizienteres?

Ja, einen Schaltregler. Oder ein Netzteil, das schon stabilisierte 5V 
ausspuckt, dort ist dann der Schaltregler meist drin.

>Danke nochmal fuer deinen Input. Sobald ichs versteh kann ich ja sehen
>was ich im Wiki noch ergaenzen koennte.

Aber erst mal hier zur Diskussion stellen. Die Wikiartikel sollten nur 
von Leuten geändert werden, die halbwegs wissen wovon sie schreiben . . 
. ;-)

MFG
Falk

Autor: Helmi (Gast)
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Ich komme auf eine Leistung am Widerstand von 0.312W wenn alle LED's 
einer (Spalte / Rheihe) an sind  (5V-2.4V) * 120mA , auf die 50mW komme 
Ich nur wenn eine LED an ist und mit 1/6 gepulst wird.

Gruss Helmi

Autor: Falk Brunner (falk)
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@ Helmi (Gast)

>Ich komme auf eine Leistung am Widerstand von 0.312W wenn alle LED's
>einer (Spalte / Rheihe) an sind  (5V-2.4V) * 120mA, auf die 50mW komme
>Ich nur wenn eine LED an ist und mit 1/6 gepulst wird.

Stimmt, es sind 312 mW PRO Widerstand. Macht halt knapp 2W für ALLE 
Widerstände zusammen.

MFg
Falk

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