Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Erfahrungen Mehr-Kanal LED-Treiber (Segmentanzeigen)?


von Info (Gast)


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Eine kurze Recherche ergibt, dass das Spektrum von "einfachen" Treibern 
(N* Schieberegister + Konstantstromsenke) ab ca. 0,60 EUR bis zu 
"komplexen" ICs mit zusätzlichem kanalindividuellen DAC und PWM-Dimming 
mit entsprechenden Einstellungsregistern und SPI/I2C-Schnittstelle für 
mehrere EUR reicht.

Auf was sollte man bei der Wahl achten? Gibt es schlechte Lösungen oder 
Probleme mit diesen ICs? Welcher Stromabweichung zwischen Segmenten ist 
mit dem Auge wahrnehmbar? Streuen die Segmente so, dass ein Abgleich 
erforderlich ist? Gibt es Treiber, die den Konstantstrom analog steuern 
(z.B. 8 bit DAC, kein PWM)?

von Falk B. (falk)


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@  Info (Gast)

>Auf was sollte man bei der Wahl achten?

Für Bastelprojekte sind alle mehr oder minder gut.

> Gibt es schlechte Lösungen oder
>Probleme mit diesen ICs?

Nein, die liegen meist bei den Anwendern.

> Welcher Stromabweichung zwischen Segmenten ist
>mit dem Auge wahrnehmbar?

Ich behaupte mal, 10% sieht man kaum bis gar nicht, siehe 
LED-Fading.

> Streuen die Segmente so, dass ein Abgleich
>erforderlich ist?

Kann sein, muss nicht.

> Gibt es Treiber, die den Konstantstrom analog steuern
>(z.B. 8 bit DAC, kein PWM)?

Ja, TLC5940 & Co.

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


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Falk B. schrieb:
>> Welcher Stromabweichung zwischen Segmenten ist
>>mit dem Auge wahrnehmbar?
>
> Ich behaupte mal, 10% sieht man kaum bis gar nicht, siehe
> LED-Fading.

Wenn man mal in ein Datenblatt eines z.B. 7-Segment Displays schaut, 
dann geben die meisten Hersteller sogar nur ein 2:1 Matching an (I_V 
hellstes zu dunkelstes Segment). Der beste Wert den ich mal in einem 
Datenblatt gesehen habe war 0.8 .. 1.2 (für jedes mögliche Paar von 
Segmenten). 2:1 wird man mit dem Auge schon wahrnehmen, störend muß es 
deswegen noch nicht sein. Hängt aber auch vom Display ab. 7-Segment ist 
weniger problematisch als Punktmatrix.

von Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite


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Es kommt auf die Lieblingsart des Display-Konstruktion an. Ist die 
Anzeige mit gemeinsamer Anode oder Kathode ausgestattet? Ist die 
Betriebsspannung wesentlich höher als die Flussspannung (=viel Verlust 
in der Konstantstromquelle)? Traut man sich aufwändige Korrekturen zu/ 
sind sie notwendig (=Startzeit/ Protokoll, etwa Abweichung des Stromes 
für einzelne Kanäle zum Helligkeitsausgleich, inkl. EEPROM)? Genügt 
vielleicht ein I²C-Expander mit ein paar Widerständen oder muss es etwas 
mit Chaining (praktischer mit Registern, die ein serial out haben/ 
Multiplexing-Frequenz/ Impulsbelastabarkeit) sein? So aus dem Bauch 
heraus sind alle gleich gut und gleich schlecht und es gelten die 
üblichen Grundregeln (etwa Verlustleistung gering=Temperatur 
gering=Lebenszeit hoch).

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Ich nehme mittlerweile gar keine dedizierten LED-Treiber mehr, sondern 
einfach für eine bestimmte Menge Segmente oder Matrixpunkte je einen 
AVR. Das hat den Vorteil, dass man sehr kompakt bauen kann, da die 
Segmente direktverdrahtet werden und die Zuordnung in Software 
geschieht. Man hat dann auch jede LED quasi in der Hand und kann das 
Verhalten jederzeit anpassen. Ein Mastercontroller sorgt dann über einen 
Datenbus für den Bildinhalt auf den einzelnen Teilanzeigen.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Info schrieb:
> Streuen die Segmente so, dass ein Abgleich erforderlich ist?

Das schlimme ist die ungleiche Winkelverteilung.

Insbesondere einfache 5mm LEDs kann man mit viel Mühe so montieren, daß 
sie alle nach vorne leuchten, aber so bald man das Display schräg von 
der Seite sieht, werden Helligkeitsunterschiede massiv.

Daher sollte man besser die fertigen Matrixen nehmen z.B. 8x8 mit 
diffuser Oberfläche, weil die wenigstens halbwegs winkelstabil sind.

Ansonsten: Man kann auch mit einfachen (Konstantstrom-)Treibern wie 
CAT4016 im 1:5 Multiplex Videowände aufbauen, das Dimmen schafft ein uC 
allerdings nur in hochoptimiertem Assembler. Wer es einfacher will nimmt 
halt die IC mit eingebautem PWM.

Es ist für Videoleinwandhersteller nicht unüblich, die fertig aufgebaute 
Videowand abzufilmen und die unterschiedlichen Helligkeiten der Pixel 
als Korrekturwerte auszugleichen. Manche PWM Dimm Chip haben dafür extra 
ein Register pro Bildpunkt.

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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@ Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


>Ich nehme mittlerweile gar keine dedizierten LED-Treiber sondern einfach
>für eine bestimmte Menge Segmente oder Matrixpunkte je einen AVR.

Ob das so sinnvoll ist? Der AVR hat weder Konstantstromausgänge noch 
kann er größere Ströme und Spannungen schalten.

>Das
>hat den Vorteil, dass man sehr kompakt bauen kann, da die Segmente
>direktverdrahtet werden und die Zuordnung in Software geschieht.

Auch das geht mühelos mit einem gescheiten LED-Treiber ala TLC5940.

> Man hat
>dann auch jede LED quasi in der Hand und kann das Verhalten jederzeit
>anpassen.

Ein eher gefühlter Vorteil. Was man REAL selten braucht bzw. die 
Steuermöglichkeiten durch einen LED-Treiber sind auch nicht wirklich 
eingeschränkt. Im Gegenteil, die besseren nehmen einem die 
"Drecksarbeit" PWM und Dot Correction ab.

>Ein Mastercontroller sorgt dann über einen Datenbus für den
>Bildinhalt auf den einzelnen Teilanzeigen.

Ein SPI ist auch ein Datenbus, der direkt die LED-Controller füttern 
kann.

Ergo. Alles etwas akademisch.

von Info (Gast)


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Danke für die Antworten, interessante Aspekte.

Falk B. schrieb:
> Ja, TLC5940 & Co.

SPI, 16 Kanäle, 12 Bit PWM und 6 Bit dot correction mit EEPROM, 
PWM-Clock extern bis zu 30 MHz, ab 2,30 bei RS.

Der liegt dann wohl am oberen Ende vom "Spektrum"?

von Falk B. (falk)


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@  Info (Gast)

>SPI, 16 Kanäle, 12 Bit PWM und 6 Bit dot correction mit EEPROM,
>PWM-Clock extern bis zu 30 MHz, ab 2,30 bei RS.

>Der liegt dann wohl am oberen Ende vom "Spektrum"?

Keine Ahnung, ich bin nicht der LED-Treiber Experte. Für die Features 
finde ich den Preis schon OK.

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Falk B. schrieb:
> Ob das so sinnvoll ist? Der AVR hat weder Konstantstromausgänge noch
> kann er größere Ströme und Spannungen schalten.

Muss er auch nicht. Die Kanalwiderstände der Ausgänge sind dafür super 
gematcht. Durch das Einschalten von immer nur einer LED zu einer Zeit 
ist die Helligkeit für alle LEDs gleich. Die Gesamthelligkeit der 
Anzeige wird über den Tastgrad eingestellt.

von Falk B. (falk)


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Der kleinere Bruder TLC5941 kann fast das Gleiche, hat nur kein EEPROM 
und schafft nur 80mA/ Kanal. Denn EEPROM braucht man so oder so eher 
selten, wenn man einen uC hat. Der Preis bei RS ist stark vom Gehäuse 
abhängig!

QFN-32 1,79
HTSSOP-28 2,73
PDIP 28, 5,83

Uuups! Gut wenn man mit Heißluft löten kann!

von Falk B. (falk)


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@Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite

>> Ob das so sinnvoll ist? Der AVR hat weder Konstantstromausgänge noch
>> kann er größere Ströme und Spannungen schalten.

>Muss er auch nicht.

Eigentlich schon, wenn man deutlich mehr als ein paar Status-LEDs 
schalten will.

>Die Kanalwiderstände der Ausgänge sind dafür super
>gematcht.

Soso.

> Durch das Einschalten von immer nur einer LED zu einer Zeit
>ist die Helligkeit für alle LEDs gleich.

Gleich dunkel, dank Charlieplexing ;-)

> Die Gesamthelligkeit der
> Anzeige wird über den Tastgrad eingestellt.

Das kann auch so ziemlich jeder LED-Treiber. Also, wo sind deine ECHTEN 
Vorteile?

von Michael B. (laberkopp)


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Knut B. schrieb:
> Muss er auch nicht. Die Kanalwiderstände der Ausgänge sind dafür super
> gematcht. Durch das Einschalten von immer nur einer LED zu einer Zeit
> ist die Helligkeit für alle LEDs gleich.

Bitte liebe Kinder glaubt nicht an die gequirlte Scheisse,
die euch der Märchenonkel hier erzählt.

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Unkt ruhig weiter. Da ich meine Pupillen nicht perforieren will, ist die 
Helligkeit einer 8x8 Matrix an einem Mega88A an 5V völlig hinreichend 
und absolut gleichmäßig. Beliebiger Lauftext inklusive Clipping in 4 
Graustufen ist auf jeder der einzelnen Matrizen möglich, wobei 4 
Matritzen das komplette Display darstellen. Der Zeichensatz ist bereits 
auf jedem Subcontroller, was die Ansteuerung vereinfacht und 
beschleunigt. Ich bin mit der Anwendung zufrieden, auch wenn sie keine 
"echten" LED-Treiber enthält.

: Bearbeitet durch User
von Gerd E. (robberknight)


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Wenn Du nach einem günstigen PWM-LED-Treiber suchst, dann schau Dir auch 
mal den MBI5030 an.

Leider bekommst Du den nicht über Distris. Bei kleinen Megen gibts den 
über Aliexpress, ab mehreren Reels direkt von Macroblock.

von HabKAleider! (Gast)


Angehängte Dateien:

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Bin vermutlich an falscher Stelle hier aber vielleicht hat ja einer von 
EUch zum Thema Displays und Multiplexbetrieb ect abschweifend eine 
Aussage für mich parat was mein Problem beschreibt: Es handelt sich 
nämlich um diese Arten von LED-Displays wie gezeigt in den beiliegenden 
Fotos:

Als erste Bemerkung dazu, um die Antwort einzuschränken, lautet:

Die IC-Serie, die diese LED-Displays "antreiben" haben immer mehr Pins 
einschliesslich COM 1 bis COM 5 zuzüglich der SEGMENTE-Anschluss-Pins 
SEG A bis G (SEG 1 bis SEQ 7) - und hier der Horror meiner Anfrage zum 
Thema:

Auf den Abbildungen ist zu sehen, daß diese Displays jeweils 12 
Anschlüsse haben! Komischerweise habe ich aber alle meine Displays in 
verschiedenen Geräten und Ausführungen, die entweder nur 10 Pins 
aufweisen oder auch nur maximal 7 Pins besitzen! Auch sind KEINE 
abgeschnitten, oder irgendso etwas sichtbar!

Mein Problem ist nämlich in diesem Zusammenhang, daß ich gerne 
MP3-Playern ein Display "verpassen" möchte, nur sind eben nur 10 bzw nur 
7 Pins AN diesen Displays vorhanden, obwohl die Herstellerdatenblätter, 
wie zu sehen hier die "volle Pinzahl 12" zeigen! Um es auch 
vorwegzunehmen: Es sind die IDENTISCHEN Displays zu den Abbildungen!! 
Nur mit WENIGER erwähnten Pins! WIE schließ ich denn nun diese an den 
Controller µC an, wenn ich nicht mal weiß, WIE ich die anschliessen muß? 
Wenn ich dadurch mangels fehlender Pins nicht nachvollziehen kann, was 
ich wie anschließen muß?!? Zudem aber auf den Platine(n) auch nur 7 bzw. 
10 SEG A bis SEG G bzw. SEG 1 bis SEG 7 (JEWEILS OHNE 
COM-Anschlusspins!!!) vorhanden sind, die auch für den Anschluss bereits 
VORGEDRUCKT auf der Platine(n) vorgesehen sind?!!?

- 7-Pin Display hab ich wie gezeigte -lt Datenblatt sollen es aber 12 
Pins sein!?!? WO ist also der "Rest" der Pins ??

- 10-Pin-Displays hab ich - nur sollen es lt. Schaltung aber 12 sein!?!? 
wie gezeigte -lt Datenblatt sollen es aber 12 Pins sein!?!? WO ist also 
der "Rest" der Pins ??

Tips von Euch bitte sind gefragt.... Vielen Dank mal an dieser Stelle

von Falk B. (falk)


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@ Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite

>Unkt ruhig weiter.

QUAAAAAK!!

https://de.wikipedia.org/wiki/Unken

> Da ich meine Pupillen nicht perforieren will, ist die
>Helligkeit einer 8x8 Matrix an einem Mega88A an 5V völlig hinreichend
>und absolut gleichmäßig.

Jaja, im Keller.

>beschleunigt. Ich bin mit der Anwendung zufrieden, auch wenn sie keine
>"echten" LED-Treiber enthält.

Das ist das wichtigste. Aber dann bitte die Sache nicht als superdollen 
LED-Treiberersatz verkaufen. Auf die Dauer hilft nur POWER!

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Wer hat was von Superdoll gesagt? Ich habe gesagt, dass ich für meine 
Zwecke keine speziellen Treiber mehr benötige. Dies war als Anregung 
gedacht und heißt nicht, dass das nun auch jeder so machen muss. Dass Du 
persönlich als Stadionausleuchter etwas dagegen hast, hätte ich mir fast 
denken können.

von Falk B. (falk)


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@ Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite

>Wer hat was von Superdoll gesagt?

Das kam unterschwellig so rüber, so nach dem Motto, "den Mist brauch ich 
nicht".

>gedacht und heißt nicht, dass das nun auch jeder so machen muss. Dass Du
>persönlich als Stadionausleuchter etwas dagegen hast, hätte ich mir fast
>denken können.

Armleuchter, bitte schön ;-)

von Falk B. (falk)


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@ HabKAleider! (Gast)

>Nur mit WENIGER erwähnten Pins! WIE schließ ich denn nun diese an den
>Controller µC an, wenn ich nicht mal weiß, WIE ich die anschliessen muß?

Durchmessen. Spannungsquelle, großer Vorwiderstand, Pinkombinationen 
durchklingen. Wahrscheinlich reicht ein Multimeter mit Diodentest.

Du weißt hoffentlich, was eine LED-Matrix ist?

>- 7-Pin Display hab ich wie gezeigte -lt Datenblatt sollen es aber 12
>Pins sein!?!? WO ist also der "Rest" der Pins ??

Falsches Datenblatt erwischt?

von Knut B. (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite


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Falk B. schrieb:
> Das kam unterschwellig so rüber, so nach dem Motto, "den Mist brauch ich
> nicht

Das kommt immer auf die Anwendung an. Da sich hier Profis, wie auch 
Bastler tummeln, wird sich der eine oder andere die passenden Hinweise 
schon entsprechend herausfischen.

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


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HabKAleider! schrieb:
> Bin vermutlich an falscher Stelle hier

Aber sowas von!

Melde dich gefälligst an, dann kannst du auch neue Threads starten und 
mußt nicht (vergeblich) versuchen, fremde Threads zu kapern.

von Michael B. (laberkopp)


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Knut B. schrieb:
> Das kommt immer auf die Anwendung an. Da sich hier Profis, wie auch
> Bastler tummeln, wird sich der eine oder andere die passenden Hinweise
> schon entsprechend herausfischen.

Da bei den "Hinweisen" nicht dabei steht, welcher gnadenlos Pfusch sie 
sind, Pfusch der keineswegs immer funktionieren wird wenn man nur die 
genannten Hinweisen folgt denn Nebenanforderungen wurden NATÜRLICH nicht 
genannt, muss man befürchten, das gerade die nicht-Profis den 
unzuverlässigen Vorschlägen folgen weil sie so schön einfach klingen und 
Leute glauben halt gerne die einfachen Aussagen, egal welcher krude Mist 
es ist.

Ordentliche Vorschläge Funktionen. Funktionieren immer, Funktionieren 
weil alles wichtige gesagt wurde. Funktionieren weil die Lösungen nicht 
von Bauteilnebenwerten abhängen und glücklichen Umständen. Aber dann 
kommt ein Depp mit einer angeblich einfacheren Lösung, und ruiniert 
jegliches Wissen was vermittelt werden soll.

von Michael B. (laberkopp)


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HabKAleider! schrieb:
> Auf den Abbildungen ist zu sehen, daß diese Displays jeweils 12
> Anschlüsse haben!

ALs 5 x 7 Matrix lassen sich damit höchsten 35 Segmente betreiben.

Deine Displays haben mehr.

Sie sind also wohl nicht als Matrix verschaltet, sondern mit 
Charliéplexing
https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/1880

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


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Michael B. schrieb:
> HabKAleider! schrieb:
>> Auf den Abbildungen ist zu sehen, daß diese Displays jeweils 12
>> Anschlüsse haben!
>
> ALs 5 x 7 Matrix lassen sich damit höchsten 35 Segmente betreiben.
>
> Deine Displays haben mehr.

Bitte nicht den Troll füttern!

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