Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 8x32 Matrix ein paar Fragen


von Stefan B. (shashinka)


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Hallo,

Die erfahrenen Forenten werden sich sicherlich langweilen. Ich bitte 
vorab um Entschuldigung.

Zunächst ein paar Basisinformationen zum Projekt:

LED Matrix einfarbig mit weißen LEDs
16x16 Matrix wird zur vereinfachten Ansteuerung als 8x32 Matrix 
organisiert.
Die LEDs sind mit 3,4V und 20 mA veranschlagt.

Die Schaltung ist quasi ein "best of" anderer Schaltpläne. Das ganze 
soll mittels 9V-Batterien und LM317 Spannungsregulator betrieben werden, 
weshalb der Stromverbrauch so gering wie möglich sein sollte. Die 
Kaskadierung ist aus Platzgründen nur angedeutet, aber man versteht 
sicher was gemeint ist. Aus Platzgründen habe ich nur eine 8x8 Matrix 
dargestellt.


Der Strom jeder  Spalte soll durch einen Vorwiderstand auf 20 mA 
beschränkt werden. Deshalb soll die Spannung der LED-Matrix auch 7 Volt 
betragen, damit noch etwas Spannung für die Widerstände übrig bleibt. 
Laut meiner Rechnung müssten diese 110 Ohm haben. Aber ich bin unsicher, 
ob man den SPannungsabfall am PNP Transistor aufgrund des "umgekehrten 
Stromflusses" nich auch mit positivem Vorzeichen versehen muss.

Da in jeder Spalte nur 1 LED zur selben Zeit leuchten soll, bekommt jede 
LED somit denselben Strom und hat in etwa die gleiche Helligkeit. Ich 
möchte im ersten Versuch keine höheren Ströme (z.B. 8 x 20 mA) 
verwenden, da mir unter Umständen 1/8 der normalen Helligkeit bereits 
genügt.
Der zweite Grund ist, dass ich die Zeilen mit normalen Transistoren 
schalten will (siehe unten).

Die Spalten sollen über Schieberegister über z.B. BC 547C NPN 
Transistoren geschaltet werden. Hier schon die erste Frage: Kann man - 
wie in anderen Schaltplänen geschehen - wirklich auf Vorwiderstände 
verzichten?

Die Zeilen werden mittels Counter IC 4017 multiplext. Ich finde, das ist 
eine recht elegante Methode, die mit wenigen Steuer-Leitungen auskommt. 
Die Ströme der einzelnen Spalten-LEDs (max. 32x 20 mA = 640) werden über 
PNP-Transistoren nach Masse geschaltet. Der BC 327 soll bis zu 800 mA 
schalten, was theoretich reichen müsste. Hier die zweite Frage, Brauch 
ich hier auch einen Vorwiderstand? Angeblich soll die Kollektorschaltung 
auch ohne Basiswiderstand auskommen.

Empfielt es sich allgemein, bei den Transistoren die Varianten mit dem 
höchsten Verstärkungsfaktor zu verwenden, damit die Basisströme auch 
ohne Vorwiderstände niedrig bleiben?

Ich würde mich über jedwede Kritiken und Verbesserungsvorschläge sehr 
freuen. Ich hab momentan z.B. auch keine Idee, wie der Zeilentreiber 
ausehen könnte, wenn größere Ströme als 800 mA geschaltet werden 
müssten.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Stefan B. schrieb:
> Die Schaltung ist quasi ein "best of" anderer Schaltpläne.

Nein, wirklich nicht. Weit entfernt.


Stefan B. schrieb:
> Deshalb soll die Spannung der LED-Matrix auch 7 Volt
> betragen, damit noch etwas Spannung für die Widerstände übrig bleibt.

Bei der Ansteuerung mit 5V bleiben aber am Emitter nur 4,3V. Dann würden 
auch 5V oder 9V am Kollektor ausreichen.
Überhaupt ist die Kollektorschaltung dafür totaler Blödsinn.
Dafür nimmt man die Emitter- bzw. Sourceschaltung.
Auch auf der Kathoden-Seite.

Auch spart Dir eine Aufteilung in 16x16 anstelle 8x32 keinen Strom. In 
16x16 könnte der Strom auf 10mA gesenkt werden, dafür hat eine LED eine 
höhere Einschaltdauer.
Allerdings spart 16x16 Pins /Portbausteine /Schieberegister /Whatever.

Die bis zu 160mA aus einem 9V Block zu holen ist auch Unsinn, die 
überschüssige Spannung in einem Linearregler zu verheizen ist idiotisch.
Mit einem Schaltregler sinkt der Stromverbrauch bei 9V auf ~90mA.


Stefan B. schrieb:
> Kann man -
> wie in anderen Schaltplänen geschehen - wirklich auf Vorwiderstände
> verzichten?

Ja, in der Emitterschaltung geht das. Aber sie ist ja auch nicht zu 100% 
geeignet.


Stefan B. schrieb:
> Ich finde, das ist
> eine recht elegante Methode, die mit wenigen Steuer-Leitungen auskommt.

Total elegant, nicht zu wissen, welche Zeile gerade aktiv ist ...
Und: Man könnte sich die eine Leitung auch noch sparen, indem man ein 
weiteres Schieberegister in die Kette hängt.


Stefan B. schrieb:
> Ich hab momentan z.B. auch keine Idee, wie der Zeilentreiber
> ausehen könnte, wenn größere Ströme als 800 mA geschaltet werden
> müssten.

Da nimmt man am besten kleine Logic-Level-FETs im SOT-23 Gehäuse in 
Source-Schaltung.


Gruß

Jobst

: Bearbeitet durch User
von Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)


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Stefan B. schrieb:
> Das ganze
> soll mittels 9V-Batterien und LM317 Spannungsregulator betrieben werden,
> weshalb der Stromverbrauch so gering wie möglich sein sollte.

Stefan B. schrieb:
> Ich hab momentan z.B. auch keine Idee, wie der Zeilentreiber
> ausehen könnte, wenn größere Ströme als 800 mA geschaltet werden
> müssten.

HoHoHo ... das sind ja seltsame Anforderungen.

Ist dir bewußt, daß ein 9V Block die schlechteste Energiebilanz aller 
Primärzellen hat? Das sind (je nach Bauform) 6 Makkaroni-"dicke" 
Stabzellen, oder 6 Knopfzellen, welche in einem Blechgehäuse eigepackt 
wurden.

... und aus denen willst du "größere Ströme als 800 mA" raus holen?

... und alles was an Spannung über ist, willst du als Spannungsabfall 
über einen LINEAR-Regler noch als Wärme umsetzen? (der Regler regelt 
zwar die Spannung, aber vermutlich anders als du annimmst)


-->

Stefan B. schrieb:
> Die Schaltung ist quasi ein "best of" anderer Schaltpläne.

Hm, ich glaube, du hast damit das "worst of" an Schaltung zusammen 
gesucht für deinen Anwendungsfall.


Aber vielleicht hast du ja ein ZPM im 9V Blockformat vorliegen, dann 
wäre das zuvor gesagte nicht so schlimm. Ich würde dann gerne auch eins 
bestellen.

: Bearbeitet durch User
von Schaltplanleser (Gast)


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Stefan B. schrieb:
> Die Schaltung ist quasi ein "best of" anderer Schaltpläne.

Irgendwie passt Fritzing Schematic und ausgereifter Schaltplan
nicht zusammen. Auch wenn es erst mal nur scheisse aussieht.
Ich denke da müsste man einen anderen Ansatz wählen. Wenn man
sich der Qualität seiner Arbeit bewusst ist dann kommt auch
was anderes dabei raus.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Der 4017 macht aber den aktiven Ausgang high und sperrt damit den PNP 
Transistor, es sind also 7 Transistoren aktiv und einer nicht - 
vermutlich hattest du dir das umgekehrt vorgestellt.
Für eine Chance auf Funktion musst du also die PNP durch NPN mit 
Basisvorwiderstand ersetzen. Als nächstes wird der 4017 sofort 
zurückgesetzt, wenn O7 aktiv wird, die letzte Zeile wird also nie 
angesteuert werden (ausser für ein paar µs). Führe MR besser auf den 
steuernden MC, damit du Kontrolle über den Zähler hast.
Wie oben schon angeführt, bist du mit weissen LED am Rande der 
Versorgung. Mit roten, grünen oder gelben könnte es reichen, mit weissen 
und blauen LED siehts schlecht aus.

: Bearbeitet durch User
von Peter D. (peda)


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Stefan B. schrieb:
> Die LEDs sind mit 3,4V und 20 mA veranschlagt.

Das wird knapp mit 2* Emitterfolger (~1,4V Abfall) in Reihe.
Nimm MOSFETs, da brauchst Du auch keine Basiswiderstände.

Der 4017 ist Quatsch, Du bräuchtest einen zusätzlichen Pin, um ihn 
rückzusetzen oder auszulesen.
Einfach einen weiteren 74HC595, der mit RCK der Spaltenregister weiter 
schiebt. Oder einen 74HC164.

Stefan B. schrieb:
> Der Strom jeder  Spalte soll durch einen Vorwiderstand auf 20 mA
> beschränkt werden.

32 * 20mA aus nem 9V Block, vergiß es. Dem geht nach wenigen Sekunden 
die Puste aus.

: Bearbeitet durch User
von Stefan B. (shashinka)


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Matthias S. schrieb:
> Der 4017 macht aber den aktiven Ausgang high und sperrt damit den PNP
> Transistor, es sind also 7 Transistoren aktiv und einer nicht -
> vermutlich hattest du dir das umgekehrt vorgestellt.
> Für eine Chance auf Funktion musst du also die PNP durch NPN mit
> Basisvorwiderstand ersetzen.

Du hast Recht. Die Schaltungen, die ich gesehen hatte, verwendeten 
NPN-transistoren.

Rein theoretische Frage: Wenn ich die Ausgänge des 4017 mit einem 
Darlington Array mit Open Collector-Ausgängen verbinde, und dessen 
Ausgänge mit den Basisanschlüssen der PNP-Transistoren, müsste letztere 
ja wieder durchschalten, wenn am 4017er ein High anliegt, oder?

> Als nächstes wird der 4017 sofort zurückgesetzt, wenn O7 aktiv wird,
> die letzte Zeile wird also nie angesteuert werden (ausser für ein
> paar µs). Führe MR besser auf den steuernden MC, damit du Kontrolle
> über den Zähler hast.

Stimmt.

> Wie oben schon angeführt, bist du mit weissen LED am Rande der
> Versorgung. Mit roten, grünen oder gelben könnte es reichen, mit weissen
> und blauen LED siehts schlecht aus.

Zur Stromversorgung äußere ich mich in einem anderen Beitrag.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Stefan B. schrieb:
> Rein theoretische Frage: Wenn ich die Ausgänge des 4017 mit einem
> Darlington Array mit Open Collector-Ausgängen verbinde, und dessen
> Ausgänge mit den Basisanschlüssen der PNP-Transistoren, müsste letztere
> ja wieder durchschalten, wenn am 4017er ein High anliegt, oder?

Rein theoretisch geantwortet - der OpenCollector Ausgang nützt dir gar 
nichts, weil du trotzdem wieder einen Arbeitswiderstand vom Kollector 
gegen Plus führen musst, sonst werden die PNP nicht zuverlässig 
gesperrt. Ausserdem überschreitest du bei einer direkten Verbindung den 
Basisstrom der PNP, es müssten also zusätzlich Vorwiderstände eingebaut 
werden.
Wenn du aber die OpenCollector Anschlüsse ohne wenn und aber auf die 
Matrix legst und die PNP ganz weglässt, klappt das, vorausgesetzt, die 
Arrays vertragen den Strom der Matrix.

: Bearbeitet durch User
von Axel R. (Gast)


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nimm einen 7442, der ist LOW aktiv. Ansteuern kannst du den über 4bit, 
mit dem 4ten kannst Du gleich noch alles "ausmachen" ( PORT auf "9" 
stellen )
Basisstrom begrenzt sich, dank der Kollektorschaltung (Emitterfolger), 
auf LED-Strom/Stromverstärkung. Nur wird der arme Transistor bei den 
rel. hohen Strömen wohl ein anderer werden (BD136oä). Jedenfalls einer, 
der beim spezifierten Strom noch ausreichend Stromverstärkung liefert 
und der sich evtl. kühlen lässt.
Ein Vorteil der Treiberstufen als Kollektorschaltung ist, das sich recht 
schnell sind. Eine Emitterschaltung kommt da manchmal nicht hinterher. 
Aber wenn alles auf 5Volt läuft, kommen nur noch <4V an den LEDs an. 
Aber das wurde ja schon geschrieben. Auch wenn Du deine LEDs mit 9 oder 
18Volt betreibst.

Ich hatte eine 16x10 Matrix aufgebaut, bei der die Spalteninfo in 2x8Bit 
stecken und die Zeilen "nach unten" mit og. MH7442 (lag noch rum) 
angesteuert werden.
Bild:
Beitrag "Xmas LEDs AVR 8x8->16x10 längst auf quer"
Beitrag "Bits umtauschen (spiegeln)"

von Stefan B. (shashinka)


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Jobst M. schrieb:
> Stefan B. schrieb:
>> Deshalb soll die Spannung der LED-Matrix auch 7 Volt
>> betragen, damit noch etwas Spannung für die Widerstände übrig bleibt.

> Bei der Ansteuerung mit 5V bleiben aber am Emitter nur 4,3V. Dann würden
> auch 5V oder 9V am Kollektor ausreichen.

Verstehe ich das richtig, dass die Last (LEDs) eher am Kollektor hängen 
sollte?

> Überhaupt ist die Kollektorschaltung dafür totaler Blödsinn.
> Dafür nimmt man die Emitter- bzw. Sourceschaltung.
> Auch auf der Kathoden-Seite.

Das werde ich dann noch einmal überarbeiten.

> Auch spart Dir eine Aufteilung in 16x16 anstelle 8x32 keinen Strom. In
> 16x16 könnte der Strom auf 10mA gesenkt werden, dafür hat eine LED eine
> höhere Einschaltdauer.

Wenn die Zeilen multiplext werden, halbiert sich doch die 
Einschaltdauern bei Verdopplung der Zeilen?

> Die bis zu 160mA aus einem 9V Block zu holen ist auch Unsinn, die
> überschüssige Spannung in einem Linearregler zu verheizen ist idiotisch.
> Mit einem Schaltregler sinkt der Stromverbrauch bei 9V auf ~90mA.

Mir war nicht bewusst, dass der LM317 so ein Stromverschwender ist. Also 
einen Schaltregler, Stromquelle lassen wir erst einmal außen vor (siehe 
andere Posts bzgl. der Strommenge)

>> wie in anderen Schaltplänen geschehen - wirklich auf Vorwiderstände
>> verzichten?
> Ja, in der Emitterschaltung geht das. Aber sie ist ja auch nicht zu 100%
> geeignet.

ich denke, die wird aus diversen Gründen verworfen.

> Stefan B. schrieb:
>> Ich finde, das ist
>> eine recht elegante Methode, die mit wenigen Steuer-Leitungen auskommt.
>
> Total elegant, nicht zu wissen, welche Zeile gerade aktiv ist ...

Du beziehst dich vermutlich auf den MR Eingang? Hab erkannt, dass der 
Counter so nicht geht, auch wegen der PEgel an den Ausgängen...

> Und: Man könnte sich die eine Leitung auch noch sparen, indem man ein
> weiteres Schieberegister in die Kette hängt.

Die Idee ist mir noch gar nicht gekommen. Den Bits in den Registern ist 
ja egal, ob sie Zeilen oder Spalten ansteuern.

> Da nimmt man am besten kleine Logic-Level-FETs im SOT-23 Gehäuse in
> Source-Schaltung.

Da muss ich wieder ein bißchen was lesen...

Vielen Dank für deine Ausführungen.

von Schaltplanleser (Gast)


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Stefan B. schrieb:
> Das werde ich dann noch einmal überarbeiten.

Wie war das doch nochmal gleich vor wenigen Stunden?

Stefan B. schrieb:
> Die Schaltung ist quasi ein "best of" anderer Schaltpläne.

Am Besten gleich mal mit einem "anständigen" Programm den
Schaltplan zeichnen ....

von Stefan B. (shashinka)


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Wegstaben V. schrieb:

> Ist dir bewußt, daß ein 9V Block die schlechteste Energiebilanz aller
> Primärzellen hat? Das sind (je nach Bauform) 6 Makkaroni-"dicke"
> Stabzellen, oder 6 Knopfzellen, welche in einem Blechgehäuse eigepackt
> wurden.

Jetzt, ja.

> ... und aus denen willst du "größere Ströme als 800 mA" raus holen?

Ursprünglich waren das nur 640 mA. Aber Deinen Ausführungen oben 
entnehme ich, dass selbst das den 9 Volt-Block überfordern würde.

> ... und alles was an Spannung über ist, willst du als Spannungsabfall
> über einen LINEAR-Regler noch als Wärme umsetzen? (der Regler regelt
> zwar die Spannung, aber vermutlich anders als du annimmst)

LM317 ist ungeeignet. Hab's kapiert.

> Hm, ich glaube, du hast damit das "worst of" an Schaltung zusammen
> gesucht für deinen Anwendungsfall.

Wobei die Spannungsregelung in der Schaltung ja erstmal nur nur in der 
Theorie existiert. Aber auch der Rest enthält ein paar Denkfehler 
meinerseits, wie die anderen Forenten freundlicherweise feststellen 
konnten.

> Aber vielleicht hast du ja ein ZPM im 9V Blockformat vorliegen, dann
> wäre das zuvor gesagte nicht so schlimm. Ich würde dann gerne auch eins
> bestellen.

Was wäre denn zu empfehlen, die Anwendung muss mobil und die Stromquelle 
kompakt sein. Diese Handy-Akkupacks liefern m.W. auch nur 1,5A an 5V.

Bleiakku?

von Stefan B. (shashinka)


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Matthias S. schrieb:
> Wenn du aber die OpenCollector Anschlüsse ohne wenn und aber auf die
> Matrix legst und die PNP ganz weglässt, klappt das, vorausgesetzt, die
> Arrays vertragen den Strom der Matrix.

Das war ein Grund, weshalb ich die BC327 nehmen wollte. Die "üblichen" 
Darlington Arrays scheinen nur ein paar hundert mA zu verkraften.

von Schaltplanleser (Gast)


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Stefan B. schrieb:
> LM317 ist ungeeignet. Hab's kapiert.

Nein du hast es bis dahin nicht kapiert. Ungefähr so wie
"best of ....."

Stefan B. schrieb:
> Mir war nicht bewusst, dass der LM317 so ein Stromverschwender ist.

Das ist nicht eine besondere Eigenschaft des LM317 sondern
entstammt dem Prinzip der Spannungsregelung.

von Stefan B. (shashinka)


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Schaltplanleser schrieb:

> Am Besten gleich mal mit einem "anständigen" Programm den
> Schaltplan zeichnen ....

Auch mit einem anständigen Programm kann man Schaltpläne zeichnen, die 
Mist sind.

von Stefan B. (shashinka)


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Schaltplanleser schrieb:
> Stefan B. schrieb:
>> LM317 ist ungeeignet. Hab's kapiert.
>
> Nein du hast es bis dahin nicht kapiert. Ungefähr so wie
> "best of ....."
Man kann sich aber auch schön an einer unglücklichen Formulierung 
aufgeilen, wenn der Tag lang ist, oder?


> Das ist nicht eine besondere Eigenschaft des LM317 sondern
> entstammt dem Prinzip der Spannungsregelung.

Ändert das etwas an der Aussage, dass der LM317 mehr Strom in Wärme 
umsetzt als ein Schaltregler?

von Schaltplanleser (Gast)


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Stefan B. schrieb:
> Auch mit einem anständigen Programm kann man Schaltpläne zeichnen, die
> Mist sind.

Ja es könnte passieren dass auch ein gutes Programm bei dir
nichts hilft.

von Stefan B. (shashinka)


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Schaltplanleser schrieb:
> Stefan B. schrieb:
>> Auch mit einem anständigen Programm kann man Schaltpläne zeichnen, die
>> Mist sind.
>
> Ja es könnte passieren dass auch ein gutes Programm bei dir
> nichts hilft.

Du musst noch einen Hitler-Vergleich anführen.

von MaWin (Gast)


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Stefan B. schrieb:
> Die Schaltung ist quasi ein "best of" anderer Schaltpläne.

Niemals.

Erstens hat eine 9V Batterie nur im Geschäft die 9V, die Spannung sinkt 
dann bei Benutzung bis auf 5.4V.

Wenn du schon Strom sparen willst und deine LEDs nur mit 
durchschnittlichen 20mA/8 = 2.5mA betreibst, wirst du deine Batterie 
auch ganz ausnutzen wollen und nicht bloss zu 50% oder weniger.

Daher ist dein Ansatz mit dem LM317 (der 2.5V für sich braucht) völliger 
Unsinn, die 9.5V die der LM317 als Eingangspannung benötigt, hast du 
nie, nicht mal bei voller Batterie, und nie bei einer Batterie der 640mA 
abverlangt werden.

Der sinnvollste Weg für die Schaltung sind stromgeregelte 
Konstantstromsenken wie TLC5921, CAT4016, STP16CP05, dann darf die LED 
auch an eine von 9V bis runter auf 5.6V schwankende Versorgungsspannung. 
Allerdings schalten die die LEDs der Sopalten nach Masse, also müssten 
die Zeilen nach plus schalten, die ganze Matrix umgedreht werden. Du 
spartst dir aber 32 Widerstände und ersetzt sie gegen einen Widerstand 
mit dem man gleich den ganzen Strom aller Ausgänge ändern kann. Klar die 
bessere Lösung.

Stefan B. schrieb:
> Zeilen werden mittels Counter IC 4017 multiplext. Ich finde, das ist
> eine recht elegante Methode,

Bloss ist ein Ausgang high, die anderen alle low, und deine 
Kollektorschaltung lässt gerade dort den Strom durch wo die Leitungen 
low sind, also alle 7 anderen nur nicht die eine gewünschte. Das ist 
Murks.

Es bleiben also noch die Zeilentreiber. Die wären auch Pegelwandler, 
wenn dein steuernder Mikrocontroller mit 5V oder 3.3V versorgt wird über 
einen low drop Spannungsregler wie LP2950-5. Auch ein CD4017 ergibt 
keinen Pegelwandler.

Stefan B. schrieb:
> Ich hab momentan z.B. auch keine Idee, wie der Zeilentreiber
> ausehen könnte, wenn größere Ströme als 800 mA geschaltet werden
> müssten.

MOSFETs haben gute Stromverstärkung, schon ein kleiner SOT23 MOSFET kann 
- je nach Modell - bis 4A schalten.

Jobst M. schrieb:
> Total elegant, nicht zu wissen, welche Zeile gerade aktiv ist ...
> Und: Man könnte sich die eine Leitung auch noch sparen, indem man ein
> weiteres Schieberegister in die Kette hängt.

Wohl wahr.
1
         +-+-+-+-+-+-+-+--+--+--+--+--+--+--+--+-- +9V Batterie
2
         | | | | | | | |  |  |  |  |  |  |  |  |
3
   1k    R R R R R R R R  |  |  |  |  |  |  |  |
4
         | | | | | | | |  |  |  |  |  |  |  |  |S
5
         +-(-(-(-(-(-(-(--(--(--(--(--(--(--(-|I
6
         | +-(-(-(-(-(-(--(--(--(--(--(--(-|I  |        +-------------------------------+
7
         | | +-(-(-(-(-(--(--(--(--(--(-|I  |  +--2.7R--|a                              |
8
         | | | +-(-(-(-(--(--(--(--(-|I  |  +-----2.7R--|b                              |
9
         | | | | +-(-(-(--(--(--(-|I  |  +--------2.7R--|c         32 x 8 LED           |
10
         | | | | | +-(-(--(--(-|I  |  +-----------2.7R--|d           Matrix             |
11
         | | | | | | +-(--(-|I  |  +--------------2.7R--|e          mit 20mA            |
12
         | | | | | | | +-|I  |  +-----------------2.7R--|f                              |
13
         | | | | | | | |  |  +--------------------2.7R--|g                              |
14
         | | | | | | | |  +-----------------------2.7R--|h                              |
15
         | | | | | | | |       PMOSFETs                 +-------------------------------+
16
         | | | | | | | |                                 | | | | | | | | | | | | | | | |
17
         +-------------+                                 +-------------+ +-------------+
18
         |             |                                 |             | |             |
19
 Data ---|Sin      Sout|---------------------------------|Sin      Sout|-|Sin      Sout|-
20
         |   TLC5916   |                                 |   TLC5921   | |   TLC5921   |
21
         +-------------+                                 +-------------+ +-------------+
22
           |   |     |                                     |   |     |     |   |     |
23
 Latch ----+---(-----(-------------------------------------+---(-----(-----+   |     |
24
               |     |                                         |     |         |     |
25
 Clock --------+-----(-----------------------------------------+-----(---------+     |
26
                     |                                               |               |
27
                     R                                               R               R
28
                     |                                               |               |
29
 GND ----------------+-----------------------------------------------+---------------+

von Heiko B. (heiko_b)


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Vielleicht habe ich ja was überlesen, aber

warum nimmst du nicht einen für solche Zwecke entworfenen Chip
z.B MAX 7219, oder einen der Firma AS ?
Die verschiedenen Ausführungen gibt es mit serieller Verbindung oder 
II2C sind kaskadierbar und haben die Konstantstromquelle schon drin.
Die bilden immer eine 8x8 Matrix ab.
Gibts beim Chinamann (ibäh 1-2€/Stk.) für kleines Geld und die passende 
Led-Matrix gleich dazu.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Prinzipiell ist der Vorschlag von MaWin und auch von Heiko die beste 
Lösung.

Dennoch möchte ich hier noch auf einige grundsätzliche Fragen eingehen.

Stefan B. schrieb:
> Wenn ich die Ausgänge des 4017 mit einem
> Darlington Array mit Open Collector-Ausgängen verbinde, und dessen
> Ausgänge mit den Basisanschlüssen der PNP-Transistoren, müsste letztere
> ja wieder durchschalten, wenn am 4017er ein High anliegt, oder?

Wenn Du die PNPs wie ganz oben beibehalten wollen würdest, richtig.


Matthias S. schrieb:
> Ausserdem überschreitest du bei einer direkten Verbindung den
> Basisstrom der PNP

Nö. Das ist (bis dahin noch) eine Kollektorschaltung.


Stefan B. schrieb:
> Verstehe ich das richtig, dass die Last (LEDs) eher am Kollektor hängen
> sollte?

Sowohl oben (PNP) als auch unten (NPN). Emitter jeweils an 
Betriebsspannung bzw. GND. Dann natürlich mit Basiswiderstand und besser 
mit einem Widerstand parallel zu B und E.
Noch besser FETs in Sourceschaltung.

>> Auch spart Dir eine Aufteilung in 16x16 anstelle 8x32 keinen Strom. In
>> 16x16 könnte der Strom auf 10mA gesenkt werden, dafür hat eine LED eine
>> höhere Einschaltdauer.
>
> Wenn die Zeilen multiplext werden, halbiert sich doch die
> Einschaltdauern bei Verdopplung der Zeilen?

Ja, und dann muss der Strom verdoppelt werden. Die 10mA stammen oben von 
Dir, daher ging ich zunächst von einer Matrix mit 32 Zeilen aus.
Bei einer 16x16 Matrix benötigst Du die wenigsten Bauteile, die 
Energiebilanz bleibt gleich.


Schaltplanleser schrieb:
> Das ist nicht eine besondere Eigenschaft des LM317 sondern
> entstammt dem Prinzip der Spannungsregelung.

Hättest Du anstelle von Spannungsregelung, Linearregelung geschrieben, 
wär es sogar richtig.


Stefan B. schrieb:
> Ändert das etwas an der Aussage, dass der LM317 mehr Strom in Wärme
> umsetzt als ein Schaltregler?

Der LM317 ist ein Linearregler. Linearregler sitzen in Reihe zum 
Verbraucher. Damit fließt durch die Quelle und den Regler der selbe 
Strom, wie durch den Verbraucher. Die Spannung, die am Eingang zu viel 
ist. fällt über dem Regler ab. Die Verlustleistung ist also Strom x 
Spannung am Regler.
Wirkungsgrad bei 9V in und 5V out: 55% (45% werden verbraten)

Ein Schaltregler moduliert die Eingangsspannung mit einer PWM, welche 
dann auf eine Spule gegeben wird. Der Strom in einer Spule ändert sich 
in Abhängigkeit von Spannung und Zeit. Schnell genug geschaltet, ändert 
sich der Strom kaum.
Wirkungsgrad 80-90%. Bei mehr Eingangsspannung sinkt der Eingangsstrom.


Gruß

Jobst

von Stefan B. (shashinka)


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Heiko B. schrieb:

> warum nimmst du nicht einen für solche Zwecke entworfenen Chip
> z.B MAX 7219, oder einen der Firma AS ?
> Die verschiedenen Ausführungen gibt es mit serieller Verbindung oder
> II2C sind kaskadierbar und haben die Konstantstromquelle schon drin.
> Die bilden immer eine 8x8 Matrix ab.
Werde ich mir mal anschauen. Danke für den Tipp.

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