Mikrocontroller mit 9 PWM ausgängen?

Es gibt doch eigene LED Treiber für sowas ...
Die steuerst du übern Bus an und fertig.

Warum nicht sowas?

Als DIP fällt mir der TLC5940 ein. gibts als DIP ist aber schon recht 
alt... 16 Kanäle, 12bit. Benötigt allerdings 2 externe Taktsignale vom 
uC

Nick H. schrieb:
> The Weasel schrieb:
>> Es gibt doch eigene LED Treiber für sowas ...
>> Die steuerst du übern Bus an und fertig.
>>
>> Warum nicht sowas?
>
> Er soll ein controller für den Pc werden, mit einer selbst
> Programmierten RGB Software. Außerdem geht es mir auch um den
> Lerneffekt.

Das schreit ja dann gerade nach Treibern. Hat dann sogar einen höheren 
Lerneffekt weil ein Bus dazu kommt und nicht nur stumpf direkt 
ansteuern.

Denke sowas spezielles wie 9 PWM an einem yc wirds so einfach nicht 
geben (Und wenn dann sicher nicht THT). Vor allem hätte ich noch nie 
gesehen dass sowas direkt angesteuert wird (egal ob LED oder sonstwas).

Wie planst du die Ansteuerung vom PC?

Ich vergas zu erwähnen:

was hält dich auf einen solche LED Controller nicht zu missbrauchen?
Anstelle der LED einen Transistor und BOOM ..... du hast einen PWM 
Ausgang

Εrnst B. schrieb:
> Nur noch" einen I²C Bus am PC rausführen

Oder einen USB Stick als I²C Adapter verwenden.

nick schrieb:

> Mir ist SOFTPWM schon
> bekannt nur möchte ich es möglichst umgehen um mehr Rechenleistung für
> die synchron Steuerung und Effekte zu haben.

Was, zum Teufel, für grandiose Effekte willst du denn da programmieren, 
dass dir die nach einer Soft-PWM verbleibende Rechenleistung auf einem 
gängigen AVR8 nicht ausreicht? Zumal für nur 9 Kanäle...

Arduino? Wetten!

Guck Dir das Board mal an, hat USB schon drauf, reichlich PWM Kanäle und 
kostet nur 5 Euro.
http://stefanfrings.de/stm32/stm32f3.html#stm32f3mini

Der Shop ist offenbar gerade down, versuche es später nochmal. Die 
nehmen jedenfalls weniger als 5€ Versandkosten.

Nick H. schrieb:

> 1. Es währen nur 3 Kanäle die über SoftPWM gesteuert werden müssten.
> 2. Nein kein Arduino sondern direkt über nen Mikrocontroller IC.

Warum kleckern, wenn man klotzen kann. Wenn man schonmal eine SoftPWM 
umsetzt, kann man es auch gleich richtig machen. Dann stellt man nämlich 
fest, dass sehr viel Code redundant ist, d.h.: der Rechenzeitaufwand 
steigt nicht linear mit der Anzahl der Kanäle, sondern sehr viel 
langsamer.

Konkret mal die Eigenschaften einer konkreten Inkarnation meiner 
Umsetzung (mit der ich etliche olle DIP-Mega16 und Mega32 vor der 
Entsorgung gerettet habe):

Systemtakt 7.3728 MHz (per Autobaud via OSCCAL gezogen)

Bis zu 32 PWM-Kanäle (da man den Scheiß aber meist irgendwie steuern 
möchte, sind es praktisch i.d.R. nur 30 = 10 RGB-LEDs).
17Bit(+1Digit)-PWM. D.h.: zwischen komplett aus und komplett an ist 
alles möglich. Es gibt also (theoretisch) 131073  verschiedene 
Helligkeitswerte. Die praktische Ansteuerung benutzt allerdings nur 256 
dieser Werte, sprich: 8Bit-Steuerung mit eingebautem Gamma-Mapping. Die 
Gamma-Kurve ist natürlich über eine Tabelle an die LEDs bzw. die 
Anwendung anpassbar.

Das PWM-Bit0 mit der geringsten Signifikanz (pur nur zu sehen bei 
Steuerwert=1) flimmert mit ca. 56Hz. Die höheren PWM-Bits haben eine 
höhere Framerate entsprechend ihrer binären Wertigkeit. D.h.: PWM-Bit1 
(allein immer noch sehr, sehr dunkel, Duty 1:3686400) hat schon 112,5Hz 
usw. bis hin PWM-Bit 16 mit Duty 1:2 und einer Framerate von 14,4kHz.

Kurzfassung: auch kleine Sensibelchen sehen da (ausser bei minimaler, 
kaum erkennbarer Helligkeit) nix flimmern, jedenfalls nicht im 
Doppelblindtest...

Und es bleibt bei dieser Inkarnation nach Abzug des Rechenzeitaufwands
für die PWM noch weit mehr als 75% der Rechenzeit für die eigentliche 
Anwendung. Sprich: Die rechnet in etwa so schnell, als liefe sie auf 
einem AVR8 mit gut 5,6 Mhz.

Erkennst du jetzt, warum es so verwirrend für mich ist, dass du Probleme 
mit der Rechenzeit für irgendwelche Effekte siehst?


Es gibt übrigens Varianten dieses Codes für Controller mit weniger als 
vier Ports oder deutlich höherem Systemtakt, die dann nochmal einen 
draufsetzen bezüglich der Eigenschaften der PWM. Und auch Varianten, die 
auch konkurrierendes Bitbanging an einzelnen Pins der von der PWM 
benutzten Ports erlauben (was dann allerdings die PWM-Eigenschaften 
etwas verschlechtert, zumindest bezüglich der verbleibenden Rechenzeit).

Es geht also so Einiges, wenn man programmieren kann und dies dann 
einfach auch tut...

Die Rechenzeit kann kein Problem sein. Auf einem AtTiny2313 erzeuge ich 
mit einem Timer und Software 10 PWM Signale für Modellbau Servos und 
kommuniziere (auch halb in Software) per I²C mit dem Host. Das alles mit 
1 MHz - ohne großartig über Performance nachgedacht zu haben.

Jörg W. schrieb:

> Je nachdem, was man damit machen will, kann das bei LEDs fummeliger sein
> als bei einem Modellbauservo. Ein Jitter könnte sich dort als
> unangenehmes Flackern bemerkbar machen

Jepp. Wenn man's sinnvoll programmiert (wie etwa meine Lösung) sind 
sogar variable ISR-Latenzen in der Größenordnung von knapp einer 
"Zeitscheibe" erlaubt, weil die kritischen Timings eingebettet sind in 
komplette Zeitscheiben der am wenigsten kritischen.

Oder konkret ausgedrückt: selbst eine volldümmliche C-ISR mit knapp 256 
Takten Rechenzeitbedarf würde die PWM noch nicht sichtbar stören können, 
zumindest solange sie nicht allzu häufig auftritt, also seltener als 
zwei mal im kompletten PWM-Cycle...

Tja, es hat schon Vorteile, wenn man die volle Kontrolle und die volle 
Übersicht auch über das Timing hat. Dann kann man sogar solche Garantien 
geben...

Sebastian S. schrieb:
> Was spricht eigentlich dagegen mehrere µC zu nehmen?
> Wenn es sowieso um TH-Bausteine geht, sollte Platz nicht das
> herausragende Problem sein. Auch kosten die Teile nicht die Welt.

Gerade WENN es ihm um einen Lerneffekt geht, würde ich dringend(!) zu 
SMD raten. Zum einen möchte man sich ja mit aktueller µC Hardware 
vertraut machen. Was nützt es, da jetzt auf Teufel komm raus 3 ATMEGA8 
drauf zu löten, wenn ein aktueller µC das mit weniger 
Programmieraufwand, weitaus günstiger hinbekommt.
Die ATMEGAx08 Serie z.B. hat 9 PWM Channels, im wirklich noch sehr gut 
zu lötenden SOIC Package. Da braucht man echt keine Angst vor zu haben. 
Nur schwer beschaffbar.

nick schrieb:
> Mir ist SOFTPWM schon
> bekannt nur möchte ich es möglichst umgehen um mehr Rechenleistung für
> die synchron Steuerung und Effekte zu haben.

Dabei muss man immer im Hinterkopf behalten, dass 8x SoftPWM nicht 8x 
die CPU Zeit von 1x SoftPWM brauchen. Auch synchrone SoftPWM ist keine 
große Herausforderung, da man ja immer ein ganzes Byte ins 
Ausgangsregister schreibt, und der µC (zumindest die gängigen) damit bis 
zu 8 Pins gleichzeitig setzen kann.
Und für nicht genutzte CPU-Cycles gibts kein Geld zurück...

Schau dir nur zum Spass mal statt PWM das Verfahren der 
Bitwinkelmodulation(BAM) an, ich finde es immer wieder faszinierend WIE 
wenig CPU SoftPWM brauchen kann.

Hier mal ein Beispiel von der Forumslegende Peter Dannegger:
Beitrag "AVR: Fast-PWM (BAM) 12 Bit für 8 Kanäle"

8 Kanäle bei 12 Bit @ 2kHz BAM auf einem 8MHz AVR: 9% CPU Load, und die 
8 Kanäle sind synchron.
Bei 8 Bit Auflösung wirds dann wahlweise schneller (16x) -> 32kHz 
Refreshrate, oder noch weniger Zeitkritisch. Erst recht mit schnellerem 
Basistakt von z.B. 20Mhz.

nick schrieb:
> Und zwar suche ich ein Mikrocontroller, der in THT Bauform ist, der min
> 9 PWM ausgänge hat und dazu noch min 6 digital Ausgänge.
>
> Möchte ein RGB/ARGB controller bauen und brauche noch ein passenden
> controller für die 3  RGB / 6 ARGB ausgänge.

Und da kommst du auf 9 mal PWM? Das ist doch dasselbe, bis auf die 
Adressierbarkeit bei ARGB, was du mit PWM ja ohnehin nicht kannst, denn 
dafür müßtest du deine ARGB-Lichtstreifen digital ansteuern. Du meinst 
vermutlich 3 Stück RGB-LED's, die du separat ansteuern willst.

Nick H. schrieb:
> Er soll ein controller für den Pc werden, mit einer selbst
> Programmierten RGB Software. Außerdem geht es mir auch um den
> Lerneffekt.

OK, das mit dem Lerneffekt verstehe ich. Aber für den PC? Du meinst 
vermutlich ne Beleuchtung für deinen Gaming-PC und nicht ne 
Einsteck-Karte (PCI oder so).

Also, das mit den 9x PWM halte ich für eine blöde Idee. Ebenso halte ich 
es für ausgesprochen unzeitgemäß, hier noch auf THT Bauteile setzen zu 
wollen.

Leg dir mal ein paar AD8403 zu und nimm zu deren Ansteuerung irgend 
einen beliebigen µC. Mit je 4x Digitalpotis zu je 8 Bit bist du für 
Beleuchtungszwecke allemal ausreichend bedient. Und mit 3x AD8403 kannst 
du sogar 4 RGB-LED's separat ansteuern.

W.S.

Nachtrag:
Und wenn man was lernen will und sich vor ner analogen Ansteuerung der 
LED's scheut, dann wären 9 Stück der billigen µC von Padauk (zu je ein 
paar Cent, wofür man nicht mal nen Transistor im TO220 kriegt) genau das 
Richtige.

W.S.

W.S. schrieb:
> dann wären 9 Stück der billigen µC von Padauk genau das Richtige.

Waren die nicht (besonders für Anfänger) schwierig, da schlecht 
dokumentiert? Ich meine mich an eine entsprechende Diskussion zu 
erinnern.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Waren die nicht (besonders für Anfänger) schwierig, da schlecht
> dokumentiert?

Nö. Alle wirklich wichtigen Dinge sind seit letztem Jahr beisammen.

Es war lediglich so, daß die allerbilligsten Typen OTP sind. Aber es 
gibt auch wieder löschbare Flash-Typen, mit denen man sich nicht schwarz 
ärgern muß, wenn was nicht so klappt wie gedacht.
Siehe: http://www.padauk.com.tw

Vom Hersteller gibt es auch eine kleine IDE, die man zum Programmieren 
in einer Art Quasi-Minimal-C benutzen kann. Allerdings sind die 
tatsächlichen Brenn-Adapter relativ teuer, WIMRE um die $90. 
Wohlgemerkt: mit diesen 90 Dollar und den bei Padauk herunterladbaren 
PC-Programmen kann man die Dinger programmieren und brennen.

Ist ja OK so, jedoch reizt es natürlich, das ganze auf freier Basis 
nachzuvollziehen. Das Problem besteht eher darin, daß es zwar ein 
Nachbau-Projekt für den Brenner gibt, dieses jedoch ausgesprochen lausig 
gemacht ist.
https://github.com/free-pdk/easy-pdk-programmer-software
https://github.com/free-pdk/easy-pdk-programmer-hardware

Die Platinen des Adapters haben schlimme Footprints und exotische BE.
Die Schaltung ist eigentümlich (ich würde sagen stümperhaft).
Hab ein paar Stück davon da, teilbestückt und ich überleg mir derzeit, 
ob ich die unangespitzt in die Tonne werfe.
Die µC-Firmware ist unstrukturiert, enthält aber die Algorithmen (!!!).
Und sie ist mal wieder mit 3 MB Drivers (CMSIS+STM HAL), 100 K 
Middlewares usw. gemacht - und somit schlichtweg unportierbar (from 
scratch ist einfacher)
Und die PC-Software ist ein Kommandozeilenprogramm, das lediglich alles 
bloß durchreicht.
Dazu kommt noch, daß die Leute bei eevblog sich offenbar ausschließlich 
auf den SDCC konzentrieren. Ein passabler Crossassembler fehlt noch 
(Stand Sep2019).

Kurzum: Die Leute, die den SDCC benutzen wollen und sich einen fertigen 
"easy-pdk-programmer" zulegen und mit dessen SW zufrieden sind, die 
können damit loslegen. Aus meiner Sicht hingegen wäre noch eine Menge zu 
tun.

W.S.

Philipp Klaus K. schrieb:
> Alternativ:

Jaja, da gibt es noch ganz andere Alternativen, z.B. N76E003 von 
Nuvoton, ein 16 MHz 1 Takt 8051er für stolze 24 Ct bei 10 Stück. Bei 
denen ist verfügbare Infrastruktur noch viel besser.

W.S.

Renesas RX Family haben fast alle soviele PWMs auch schon in kleinen 
Gehäusen für rund 2-3 Euro

Jörg W. schrieb:
> Ob der Controller nun 0,05, 0,24 oder 3,50 kostet, wäre mir selbst bei
> der Verwendung von 10 oder 20 Stück doch pupsegal.

Ja, dir wäre das egal. Aber vielen anderen Leuten ist das eben nicht 
egal, weil sie eben etwas mehr auf ihr Geld achten müssen.

Wenn da der TO für jeden seiner 9 Kanäle einen solchen Controller 
anschließt, kommt da eben die Frage auf "Kostet mich das nun 45 Ct oder 
2.16€ oder gar 31.50€" - merkst du das jetzt?

Die Alternative wäre irgend ein eher genauso exotischer Chip mit 9x PWM, 
den es auch bloß nicht umsonst gibt.

Gerade wenn man dann seine kleine LP mit LED und µC bei JLCBCB fertigen 
läßt und dabei gleich von den mit JLCPCB verbandelten LCSC die 
Controller dazu ordert, dann halten sich auch die Bastel-Kosten in 
Grenzen.

Jörg W. schrieb:
> (Selbst bei den 100 oder so Stück, die wir in
> der Firma in den Serien letzten Endes verbauen, dominieren alles in
> allem nicht die Materialkosten.)

Du Scherzbold! Ich habe schon immer drauf achten müssen, die 
Fertigungskosten niedrig zu halten. Ein Ereignis, was nun schon so etwa 
5 Jahre zurückliegt, kommt mir da als Gegenstück in den Sinn: Ich war 
bei einer unserer ehrenwerten Berliner Designfirmen (eben wegen eines 
Designs) und so im Gespräch meinte mein Gegenüber "nun bei uns in 
Deutschland ist der Kostendruck ja doch recht überschaubar, da könnten 
wir..." - das war's dann mit dieser Firma. Knalltüten! Ich sag's mal so: 
die Berlin-Subventionen (als die Mauer noch stand) und Subventionen 
überhaupt sind ne Art Rauschgift für die Firmen, die sich auf sowas 
einlassen. Gilt auch für Branchen wie Medizintechnik, weil schlußendlich 
deren Umsatz aus dem Steuer- oder Kassen-Säckel generiert wird. Sind die 
erstmal dran gewöhnt, können sie ohne die Subvention nicht mehr leben. 
Dein Satz klingt mir verdächtig nach sowas.

So, wieder zur Sache:
Elende Nichtskönner, die dennoch sich damit brüsten wollen, auch die 
Mikrocontroller beherrschen zu können, gibt es zuhauf. Die greifen 
grundsätzlich zum dicksten Silizium, schreien dann nach einer IDE und 
einer fertigen LP mit Brenner gleich drauf und einer möglichst 100%igen 
vorgekauten Softwareunterstützung und versuchen dann als Allererstes, 
damit eine Mondrakete zu programmieren - selbstverständlich nur in der 
einzigen Programmiersprache, die sie mal gelernt haben.

Aber es gibt auch Leute, die eben NICHT bloß wie das Leydenfrostsche 
Phänomen über der Sache wabern wollen, sondern tatsächlich etwas lernen 
und verstehen wollen und denen auch ein kleines System - so es der Sache 
ohne Verrenkungen gerecht werden kann -  nicht als ihrer unwürdig 
erscheint.

Und ich meine, gerade diese kleinen und eher wenig bei uns bekannten 
chinesischen µC verdienen es, auch mit einer hierzulande benutzbaren 
offenen Infrastruktur bedacht zu werden. Von den Chinesen kommt da 
garantiert nichts, die sind sich selbst genüge und sie lieben offenbar 
die Geheimniskrämerei - selbst dort, wo sie kontraproduktiv ist.

Im Grunde denke ich da weiter: Derzeit rennen alle hinter dem Cortex 
hinterher. Das ist verständlich, die Chips sind ja auch gut - aber auf 
lange Sicht ist eine derartige Monokultur wie ALLE Monokulturen eben 
nicht gut. Es ist der Weg in die Inzucht (Mit etwas Zynismus kann man 
die ersten Anzeichen bereits jetzt und hier in diesem Forum sehen).

Aber um die Sache hier zu verbessern, muß man es eben anpacken - und 
wenn schon jemand ein dazu wirklich passendes Vorhaben im Sinne hat wie 
der TO, dann macht das Sinn, sich damit zu befassen. Vielleicht kommt 
ein besserer Brenner oder ein Cross-Assembler oder sonstwie ein 
Fortschritt dabei heraus? Wer weiß? Ich will's hoffen.

W.S.

Nick H. schrieb:
> Zeitaufwand ist mir relativ egal denn ich bin Schüler und hab damit ab
> Mittag Zeit also am Tag ca 4-5 Stunde wegen HAs.

OK, dann sind einige der aufgezeigten Ideen für dich eher weniger 
zutreffend, weil sie dich derzeit noch überfordern - Schule ist 
wichtiger!

Eine nächste Sache wäre das Finanzielle, du hast ja noch kein eigenes 
Einkommen.

Aber eines ist auch klar: Du wirst - egal was du dir an Elektronik 
ausdenkst - immer eine Leiterplatte dafür benötigen, denn alles Andere 
läuft auf einen elenden Draht-Igel hinaus und ergibt kein wirkliches 
Gerät. Man könnte sich jetzt herausreden mit Streifen-Leiterplatte oder 
deren Schwester der "NurLötaugenLeiterplatte", aber das wird mindestens 
genauso eklig.

Also ist auch das Konstruieren einer Leiterplatte für dich im Programm. 
Und wenn schon, dann sind auch SMD-Bauteile angesagt - sowohl von der 
Verfügbarkeit her als auch von der Leiterplattenfläche als auch vom 
Preis her. Da ist das Bestellen einer Art Sammelbuch mit SMD-BE bei Ali 
oder Ebay noch die kleinere Übung.
Sowas z.B.:
https://www.ebay.de/itm/4250pcs-170-Werte-0805-1-SMD-SMT-Chip-Widerstande-Sortiment-Musterbuch-DE/164154276715

Abgesehen davon läuft das Ganze auch auf ordentliche Ausrüstung hinaus, 
vor allem ein ordentlicher Lötkolben/Lötstation.

W.S.

Nick H. schrieb:
> Was ist ein TO?

Der diesen Thread eröffnet hat. Du.

W.S.

Nick H. schrieb:
> - Möchte möglichst in THT(DIP) bauen.
> - Möglich 9 PWM Ausgänge(jetzt auch mit    Softpwm)
> - dazu 4 digitals für die ARGB Ausgänge am Controller
> - Zeitaufwand ist mir relativ egal denn ich bin Schüler und hab damit ab
> Mittag Zeit also am Tag ca 4-5 Stunde wegen HAs.

Ok, dann ist der ATMega328 eine gute Wahl, weil SEHR weit verbreitet, 
daher findest du bei Problemen leicht Unterstützung und Antworten in 
Foren. Unterschätz das als Schüler nicht!

Die 9 PWM Kanäle sind mit BAM kein Problem. Mich wundern immer noch 
diese ARGB-Kanäle. Was soll da genau dran? Ich verstehe unter digitalen 
ARGB-LEDs immer solche adressierbaren LED streifen wie z.B. die 
bekannten WS2812b etc.
Nur dann braucht es keine 4 Kanäle, das ist ja grad der Witz an den 
adressierbaren LED. Oder wie viele 100te LED sollen da dran?

Wenn du diese noch nicht gekauft hast, rate ich dir dringend, welche mit 
SPI Interface statt WS2812b zu kaufen. Für die WS2812b gibt es zwar 
haufenweise mehr oder weniger gute Bibliotheken, aber die Ansteuerung 
über die Hardware-SPI vom ATMEGA nochmal deutlich einfacher, schneller 
und stabiler. Und viel wichtiger: Im Gegensatz zu den WS2812b viel 
weniger zeitkritisch, da die SPI einen Clock mitliefert. Der Mega328P 
hat neben der Hardware SPI noch einen USART, der im SPI mode eine zweite 
Hardware-SPI zu Verfügung stellt. Wenns also wirklich eng werden sollte, 
hast du 2 Hardware SPIs zur Verfügung. Damit kann man eine ganze Menge 
APA102C, oder SK9822 LEDs ansteuern. Eher geht dir da der RAM aus.