Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik PN2222 Warum wird VCC draufgelegt?


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von Dirk -. (dirkschn2014)


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Hey,

Ich bin neu hier und entschuldige mich fals ich im falschen Forumbereich 
bin. Ich versuche mich gerade ein wenig mit der Elektronikwelt 
(Microcontroller) zu beschäftigen. Und habe da eine Schaltplan eines LED 
Cubes 8x8x8 (siehe Bild, ist nur ein Teil der schaltung) gefunden und 
frage mich warum zwischen den Kathoden der LED´s und den Transistoren 
noch eine Spannung anliegt obwohl die Transistoren auf GND schalten 
sollen.

Hab das probehalber mal aufgebaut und das einzige was ich damit erreiche 
ist das die LED´s dunkler werden.

Ist das der Sinn des ganzen oder wie soll ich das verstehen?

Vielen Dank schon mal.

von Joe F. (easylife)


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Dirk N. schrieb:
> Hey,
>
> Ich bin neu hier und entschuldige mich fals ich im falschen Forumbereich
> bin. Ich versuche mich gerade ein wenig mit der Elektronikwelt
> (Microcontroller) zu beschäftigen. Und habe da eine Schaltplan eines LED
> Cubes 8x8x8 (siehe Bild, ist nur ein Teil der schaltung) gefunden und
> frage mich warum zwischen den Kathoden der LED´s und den Transistoren
> noch eine Spannung anliegt

du meinst die Widerstände unbekannter Größe am unteren rechten Bildrand?

> obwohl die Transistoren auf GND schalten
> sollen.
>
> Hab das probehalber mal aufgebaut und das einzige was ich damit

womit "damit"?

> erreiche
> ist das die LED´s dunkler werden.

Wenn du was machst werden die LEDs dunkler?

>
> Ist das der Sinn des ganzen oder wie soll ich das verstehen?

Ich momentan auch wenig verstehen.

von Dirk -. (dirkschn2014)


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ja genau die Widerstände meine ich.

was ich damit meine ist, wenn ich vcc über die Widerstände mit drauf 
lege werden die LED´s dunkler.

von Joe F. (easylife)


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Dirk N. schrieb:
> ja genau die Widerstände meine ich.
>
> was ich damit meine ist, wenn ich vcc über die Widerstände mit drauf
> lege werden die LED´s dunkler.

Ja. Die sind ziemlich sinnlos und machen im wesentlichen die 
Transistoren zusätzlich warm.
Der ganze Schaltplan ist eine einzige Schlamperei, ich denke mal die 
Widerstände waren mal als Pulldowns der Transistor-Basen gedacht und 
wurden dann falsch abgemalt.

Wie errätst du denn die Widerstandswerte bei diesem Meisterwerk?

Den Reset-Pin des Controllers sollte man so nicht lassen. 100nF zu GND 
sind Pflicht, vor allem wenn man mit Lastsprüngen durch die LEDs rechnen 
muss.

von Michel M. (elec-deniel)


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? Was macht VCC wieviel wird von Deiner Quelle "geliefert"  ??
Vergleich mal hiermit
https://www.mikrocontroller.net/articles/LED-Matrix

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von Michael B. (laberkopp)


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Dirk N. schrieb:
> warum zwischen den Kathoden der LED´s und den Transistoren
> noch eine Spannung anliegt obwohl die Transistoren auf GND schalten
> sollen.

R20 etc.

Der Laie, der die Schaltung entworfen hat, wollte wohl die LEDs dadurch 
besser ausschalten, er hatte wohl einen Progammfehler mit 
Geisterbildern.

Schon alleine die abstruse Parallelschaltung von unterdimensionierten 
Transistoren ist abenteuerlich, und wenn zwischen SV2 und den LEDs nicht 
noch verstärkende Bauteile hängen, sind die LEDs eh nur

Dirk N. schrieb:
> dunkler

Grundlagen zu Matrixanzeigen, vor allem den nötigen Strom zu berechnen:
http://www.dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.8.1

von Joe F. (easylife)


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Michael B. schrieb:
> und wenn zwischen SV2 und den LEDs nicht
> noch verstärkende Bauteile hängen, sind die LEDs eh nur
>
> Dirk N. schrieb:
>> dunkler

was zu befürchten ist (LEDs direkt von Ports getrieben), denn ich sehe 
an SV2 kein VCC.
Dann muss man sich aber um die Transistoren wenigstens keine Gedanken 
mehr machen.

@Dirk: wo ist der Schaltplan denn her, bzw. wo findet man den Rest?

Ah, "instructables" 
http://www.instructables.com/id/CHRs-8X8X8-LED-Cube-Revisited-with-improvements/

: Bearbeitet durch User
von Joe F. (easylife)


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Also, kann man so machen, wenn man nicht allzuviel Helligkeit erwartet.
Was der Designer dieser Schaltung ebenfalls übersehen hat ist, dass die 
Flip-Flop Treiber (74HC574) max. 70mA Gesamtstrom am VCC Pin 
vertragen... Das ist dann pro LED ca. 8.7mA. Wenn man unter dieser 
Grenze bleibt gibt's auch mit den schwächlichen 2N2222 kein Problem.
Bessere Treibermöglichkeiten (MosFETs, ULNxxxx) findest du im vom Michel 
May verlinkten Artikel.

von Dirk -. (dirkschn2014)


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> Den Reset-Pin des Controllers sollte man so nicht lassen. 100nF zu GND
> sind Pflicht, vor allem wenn man mit Lastsprüngen durch die LEDs rechnen
> muss.

meinst du jetzt die 100nf am RESET oder am VCC PIN?

> was zu befürchten ist (LEDs direkt von Ports getrieben), denn ich sehe
> an SV2 kein VCC.
> Dann muss man sich aber um die Transistoren wenigstens keine Gedanken
> mehr machen.

Naja SV2 ist einfach nur der Pinheader der zu den Cathoden der LED´s 
geht(Layer 0-7)

> @Dirk: wo ist der Schaltplan denn her, bzw. wo findet man den Rest?
>
> Ah, "instructables"
> http://www.instructables.com/id/CHRs-8X8X8-LED-Cub...

ja genau von da habe ich das.


> Also, kann man so machen, wenn man nicht allzuviel Helligkeit erwartet.
> Was der Designer dieser Schaltung ebenfalls übersehen hat ist, dass die
> Flip-Flop Treiber (74HC574) max. 70mA Gesamtstrom am VCC Pin
> vertragen... Das ist dann pro LED ca. 8.7mA. Wenn man unter dieser
> Grenze bleibt gibt's auch mit den schwächlichen 2N2222 kein Problem.
> Bessere Treibermöglichkeiten (MosFETs, ULNxxxx) findest du im vom Michel
> May verlinkten Artikel.

Was für Microcontroller für die 512 LED (8x8x8) würdet ihr denn 
empfehlen?

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


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Dirk N. schrieb:
> Was für Microcontroller für die 512 LED (8x8x8) würdet ihr denn
> empfehlen?

Der Controller selber ist schon ok, es ist die Treiberschaltung, die 
Sorgen macht. Das sollten eben kräftige Zeilen- und Spaltentreiber sein, 
die am besten auch noch einfach anzusteuern sind. Ich stehe persönlich 
auf Latches mit nachgeschalteten ULNxxxx, aber das kann jeder so machen 
wie er möchte.

Unsinnig ist die schwer zu beschaffende Quarzfrequenz, hier hätte es 
auch ein billiger 16MHz Quarz oder meintwegen 17,734 Mhz getan.

von Wolfgang (Gast)


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Dirk N. schrieb:
> Was für Microcontroller für die 512 LED (8x8x8) würdet ihr denn
> empfehlen?

Hauptknackpunkt könnte der Speicherbedarf sein und der hängt nicht ganz 
unwesentlich von der Komplexität der anzuzeigenden Lichtverläufe ab und 
den dahinter stehenden Algorithmen ab.

von Wolfgang (Gast)


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Matthias S. schrieb:
> Der Controller selber ist schon ok ...

... aber die Beschaltung von A_Ref eher nicht. An VCC hat der 
normalerweise nichts zu suchen, jedenfalls wenn man dem Datenblatt 
glaubt ;-)

Statt der ganzen µC-Schaltung könnte man einfach einen Arduino Nano als 
Modul verwenden. Die kosten keinen 2,50€ und haben bereits eine 
USB-Schnittstelle, die das Leben oft leichter macht (z.B. ebay 
401090347198).

von Michael U. (amiga)


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Hallo,

Die LEDs werden von 8x 74HC574 getrieben, ein Ausgang muß also eine LED 
treiben, ok.
Die Reihe wird über 3 Adressbits mit dem 74HC138 selektiert. Die Layer, 
also eine 8x8 Ebene wird über die parallel geschalteten Transistoren 
aktiviert.
Wenn der Multiplex entsprechend ist, würden maximal 8 LED (eine Reihe an 
einem HC574) gleichzitig an sein,
Ich sehe ich keinen Grund, warum es nicht so gehen soll.
Wenn jeweils nur eine Reihe mit maximal 8 LEDs angesteuert wird und die 
anderen auf aus gelassen werden, ist das erstmal kein Problem.

Die Frage wäre also, wie multiplext wird.

Die LEDs sind richtig verdrahtet? Eine Reihe mit den Anoden an einem 
74HC138?
Alle Kathoden einer Ebene verbunden und an einem Layer-Anschluß?

Die BEschaltung von AREF zieht sich schon ewig so falsch durch das Netz, 
hat hier aber keine wirkliche Auswirkung da der ADC nicht genutzt wird.
Ich denke nicht, daß da jemand im Programm AREF auf die interne Referenz 
umschaltet...

Gruß aus Berlin
Michael

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von Michael B. (laberkopp)


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Michael U. schrieb:
> Ich sehe ich keinen Grund, warum es nicht so gehen soll.

Alle anderen sehen, daß die LED in dem 1/8 der Zeit maximal 
70mA/8=8.75mA bekommen und das nur 1/8 der Zeit, also 1.1mA im Schnitt.

Das ist schon recht dunkel.

Zudem wird eine ganze Spalte zusammen 64 LEDs damit 560mA schalten 
müssen, bei einer Stromverstärkung des 2N2222 von 100 also 56mA 
Basisstrom benötigen. So viel liefert der ATmega32 gar nicht, also 
werden aus den 1.1mA im Schnitt vielleicht 0.5mA, noch dunkler wenn 
mehrere LEDs einer Spalte an sind.

Die Schaltung ist Kindergartenmurks.

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von Dirk -. (dirkschn2014)


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Danke danke für die zahlreichen antworten.
Ich werde das alles noch mal überdenken.

Ich hätte da mal noch eine andere Frage zum Thema getrennte 
Stromversorgung.

Und zwar ich möchte die led,s mit 12 Volt versorgen je 3 in Reihe mit 
einem 220 Ohm widerstand. Und die Masse will über den ULN7003A schalten 
der wiederum an einem 74hc595 hängt.

Das der arduino und der 595 5 Volt braucht  ist mir bewusst aber wie das 
mit dem ULA7003a, wird der ermitter an die gnd von dem 12 Volt Netzteil 
angeschlossen oder an gnd vom arduino?  Bzw wird gnd vom arduino und gnd 
vom 12v Netzteil auch noch miteinander verbunden?

Sorry für die Frage aber bevor irgemdwasie durchbrennt frage ich lieber.

von Joe F. (easylife)


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Dirk N. schrieb:
> Bzw wird gnd vom arduino und gnd
> vom 12v Netzteil auch noch miteinander verbunden?

Ja, das muss auf jeden Fall so sein.
Ich würde die 5V für den Arduino aus den 12V erzeugen (mit einem buck 
converter).

Dirk N. schrieb:
> Und zwar ich möchte die led,s mit 12 Volt versorgen je 3 in Reihe mit
> einem 220 Ohm widerstand.

Du kannst die 3 LEDs dann aber nicht unabhängig voneinander steuern, das 
ist dir klar, oder?
Und mit was willst du die 12V schalten? Dazu brauchst du High-Side 
Treiber, die mit dem 5V Signal vom Arduino bzw. der Flip-Flop Treiber 
klar kommen...

von Dirk Neumann (Gast)


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> Du kannst die 3 LEDs dann aber nicht unabhängig voneinander steuern, das
> ist dir klar, oder?
> Und mit was willst du die 12V schalten? Dazu brauchst du High-Side
> Treiber, die mit dem 5V Signal vom Arduino bzw. der Flip-Flop Treiber
> klar kommen...

Also jetzt verstehe ich nur Bahnhof. In wie fern 12 volt schalten? Die 
LED's hängen permanent an 12volt und Masse wird über die Uln geschaltet. 
So hatte ich mir das gedacht.

Im Genauen möchte ich eine Uhr bauen wo jede Zahl aus 7 Segmenten 
besteht und ein Segment jeweils aus 3 LED's.
Deswegen auch in Reihe.  :-)

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