Vergleich von 7 Segment Anzeigen

[Peter der xte (Gast)]

Hallo Gemeinde
Fange an mich mit kleinen Prozessoren zu beschäftigen. Dazu möchte ich 
als erstes einen Rundenzähler bauen. Habe dazu im Internet eine 
Schaltung mit einem Attiny und einer doppelten 7 Segment Anzeige vom Typ 
DA03-11 SYKWA gefunden. Nach Datenblatt hat diese eine gemeinsame Anode 
und eine Spannung Uf von 2,5V bei 20mA.
Habe aber nur die Anzeigen SA10-21SRWA und ELS 1006 SURWA S530-A3 sehr 
preisgünstig bekommen. Wollte auch diese grösseren Anzeigen nehmen um es 
besser zu sehen. Beide Anzeigen haben auch gemeinsame Anode und gleich 
Belegung und Grösse.
Bei der Anzeige DA03 ist im DB immer nur eine LED pro Segment drin und 
einem Widerstand von 220 Ohm bei Ub von 5V.
Bei den beiden anderen Anzeigen sind jeweils 2 LEDs drin.
Kann ich die Anzeigen einfach austauschen?
Muss der Widerstand angepasst werden?
Habe leider mit solchen Anzeigen keine Erfahrung.
LG Peter

[H. H. (Gast)]

Peter der xte schrieb:
> Habe dazu im Internet eine
> Schaltung mit einem Attiny und einer doppelten 7 Segment Anzeige

Zeig auch die.

[BoomBoomMagic (Gast)]

Nimm doch einfach einen TM1637 :-)

[Icke (Gast)]

Ich gehe mal davon aus dass dein Attiny mit maximal 5VDC betrieben wird. 
Dann kann das mit der großen Anzeige knapp werden.

Grund ist die (interne) Reihenschaltung der zwei LED die sich auch in 
der unterschiedlichen Flussspannung / Forward Voltage (3,7...5V im 
letzten Datenblatt) im Datenblatt zeigt - den DP mal ignoriert.

Bei "220 Ohm bei Ub von 5V" kommst du mit Änderung des Widerstandes 
nicht sehr weit in dem gesamten Bereich der Flussspannung  3,7V...5,0V 
(was alles vorkommen kann) der LED-Strom begrenzt werden muss...

Bei der großen Anzeige wirst du vermutlich eine weiter 
Spannungsversorgung (so zwischen 7-12VDVC) benötigen...

Und das ganze auch ohne den Rest der Schaltung zu kennen ;)

[m.n. (Gast)]

Icke schrieb:
> Bei der großen Anzeige wirst du vermutlich eine weiter
> Spannungsversorgung (so zwischen 7-12VDVC) benötigen...

Nein, das sind superhelle Anzeigen, die locker mit 2 - 3 mA Segmentstrom 
auskommen. Dafür reichen 5 V aus.

Peter der xte schrieb:
> Muss der Widerstand angepasst werden?

Ja, aber das kannst Du doch selber machen. Die Anzeigen liegen doch auf 
Deinem Tisch?

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Peter der xte schrieb:
> Kann ich die Anzeigen einfach austauschen?
Ja, dann sind sie halt irgendwie unterschiedlich hell.

> Muss der Widerstand angepasst werden?
Ja, wäre sinnvoll.

> Habe leider mit solchen Anzeigen keine Erfahrung.
Halb so wild, kann man lernen.

> Nach Datenblatt hat diese eine gemeinsame Anode
> und eine Spannung Uf von 2,5V bei 20mA.
Lies im Datenblatt unbedingt auch die Angabe zur Helligkeit der LEDs bei 
bestimmten Strömen.

Die ursprüngliche weiße DA03-SKYWA hat 18000µcd also 18mcd bei 10mA, die 
weiße KW2-801 hat 5mcd bei 20mA, die rote SA10-21SRWA hat 23mcd bei 
10mA.

Weil dann noch dazukommt, dass das Auge unterschiedliche Farben 
unterschiedlich hell sieht, würde ich den nötigen Vorwiderstand an einem 
realen Muster der Anzeige ermittlen.

[Icke (Gast)]

m.n. schrieb:
> Nein, das sind superhelle Anzeigen, die locker mit 2 - 3 mA Segmentstrom
> auskommen. Dafür reichen 5 V aus.

Aber da liegt doch genau der Knackpunkt - berechne doch mal bitte einen 
Widerstand der bei 5VDC ±5% und Flussspannungen von 3,7...5V den Strom 
auf 2-3mA begrenzt... Der Spannungsabfall liegt ja nur zwischen 1,8 und 
-0,25 V...

Für ein Einzelstück und bei weitgehend konstanter Temperatur kann man 
das vielleicht noch hinkriegen (wenn man glück hat mit der Flussspannung 
und diese auch vernünftig messen kann) - ein sauberes Design ist das 
aber nicht.

Bei 7-12VDC funktioniert das mit dem Berechnen einfach besser :)

[m.n. (Gast)]

Icke schrieb:
> Bei 7-12VDC funktioniert das mit dem Berechnen einfach besser :)

Für Dich vielleicht; ich kann auch mit negativen Zahlen rechnen, obwohl 
sie garnicht auftreten ;-)

Sieh Dir die Kurve vom typischen Strom über der Spannung an. Bei einer 
Anzeige ist der exakte Strom ziemlich unwichtig. Ob nun 1,2 oder 1,5 mA 
fließen ist weit weniger Differenz als die max. zulässige Streuung der 
Helligkeit.
Und wenn die Anzeigen aus einem Fertigungslos sind, ist selbst diese 
Streuung   (zumindest optisch) vernachlässigbar.
Ich kann nur davon abraten, diese Anzeigen mit 20 mA betreiben zu 
wollen. Es schadet den Augen ;-)

[Christian M. (christian_m280)]

m.n. schrieb:
> Ich kann nur davon abraten, diese Anzeigen mit 20 mA betreiben zu
> wollen.

Ja dann ist auch Forward Voltage im erträglichen Bereich...

Gruss Chregu

[MaWin (Gast)]

Peter der xte schrieb:
> Kann ich die Anzeigen einfach austauschen?

Nein.

Die 98386_kw2-801awb-y_data.pdf sind schummrige Anzeigen mit 1/10 der 
Helligkeit des Originals,

Die SA10-21SRWA.pdf mit 2 LEDs in Reihe und bis zu 5V Spannungsabfall 
bei Nennstrom lassen sich nicht von einem uC betreiben, der nur mit 5V 
versorgt wird. Du brauchst eine komplexe Schaltung zwischen uC und 
Anzeige und eine höhere Spannung so 7V, wobei sie 'typischerweise' mit 
3.8V angegeben werden, also doch irgendwie leuchten werden, nur in 
deiner Originalschaltung vermutlich nicht mit Mennhelligkeitz.

m.n. schrieb:
> Nein, das sind superhelle Anzeigen, die locker mit 2 - 3 mA Segmentstrom
> auskommen. Dafür reichen 5 V aus...

...wenn's dunkel und ungleichmässig hell von Segment zu Segment sein 
darf.

Pfuscher m.n. halt, seit Jahren unbelehrbar.

[Peter der xte (Gast)]

Hat jemand einen Vorschlag was ich nehmen könnte?

[Peter der xte (Gast)]

Lothar M. schrieb:
> Die ursprüngliche weiße DA03-SKYWA hat 18000µcd also 18mcd bei 10mA, die
> weiße KW2-801 hat 5mcd bei 20mA, die rote SA10-21SRWA hat 23mcd bei
> 10mA.

Wenn ich dieser Ansage glaube, dann müsste die SA10 funktionieren.
Diese ist mit 3,7V bei 20ma angegeben. Nach Berechnung müsste ein 
widerstand von > 65 Ohm eingesetzt werden.

[Stefan F. (Gast)]

Peter der xte schrieb:
> Diese ist mit 3,7V bei 20ma angegeben

Im Datenblatt 
(https://www.kingbrightusa.com/images/catalog/SPEC/SA10-21SRWA.pdf) 
steht: Typisch 3,6V, maximal 4,6 V


> Nach Berechnung müsste ein
> widerstand von > 65 Ohm eingesetzt werden.

Jetzt noch ein kleiner schmutziger Trick: Das entspricht ungefähr dem 
Ausgangswiderstand von AVR Mikrocontrollern. Man kann sie also direkt 
ohne Vorwiderstand anschließen.

Und nun schlagt mich.

[W.S. (Gast)]

Peter der xte schrieb:
> Habe dazu im Internet eine
> Schaltung mit einem Attiny und einer doppelten 7 Segment Anzeige vom Typ
> DA03-11 SYKWA gefunden.

Kannst du schon mit Timern und Interrupts umgehen? Nach Lesen dieses 
Threads habe ich da dezente Zweifel. Also: Soweit ich das aus dem 
Bildchen für das zweistellige Display entnehmen kann, hat dieses 
lediglich 10 Pins. Da sind die Kathoden der Segmente parallel geschaltet 
und die Anoden jeweils einer Stelle separat zusammengefaßt. Das heißt 
multiplexen. Und das heißt einen Timer aufsetzen für's Multiplexen und 
in der zugehörigen ISR dann das Multiplexen tun.

W.S.

[m.n. (Gast)]

Stefan ⛄ F. schrieb:
>> Nach Berechnung müsste ein
>> widerstand von > 65 Ohm eingesetzt werden.
>
> Jetzt noch ein kleiner schmutziger Trick: Das entspricht ungefähr dem
> Ausgangswiderstand von AVR Mikrocontrollern. Man kann sie also direkt
> ohne Vorwiderstand anschließen.

Für den Dezimalpunkt geht das so nicht. Aber der kann wohl entfallen, 
solange 1/10 Runden nicht gezählt werden.
Knackpunkt ist allerdings der grenzwertige Gesamtstrom von 200 mA bei 
typ. 5 aktiven Segmenten / Ziffer. Mit 330 Ohm kommt man hingegen auf 
völlig ausreichende 5 mA / Segment.

Peter der xte schrieb:
> Wenn ich dieser Ansage glaube, dann müsste die SA10 funktionieren.
> Diese ist mit 3,7V bei 20ma angegeben. Nach Berechnung müsste ein
> widerstand von > 65 Ohm eingesetzt werden.

Glauben mußt Du hier garnichts. Warum steckst Du die Teile nicht einfach 
mal zusammen und siehst es Dir an?
20ma sagt mir nichts. Wenn es 20 mA sein sollen - vergiss es!

W.S. schrieb:
> Da sind die Kathoden der Segmente parallel geschaltet
> und die Anoden jeweils einer Stelle separat zusammengefaßt. Das heißt
> multiplexen.

Sehr berechtigter Einwand. Die Pinbelegung von Multiplex-Anzeigen kann 
speziell sein. Bei Einzelanzeigen ist die Pinbelegung vielfach 
einheitlich, sodaß man diverse Anzeigen direkt gegeneinander austauschen 
kann.

[Peter der xte (Gast)]

Peter der xte schrieb:
> Hat jemand einen Vorschlag was ich nehmen könnte?

Bitte die Probleme der Reihe nach. Mir geht es im Moment um die passende 
Anzeige. Am Atm32 habe ich bereits einiges dazu gemacht.

[Bauform B. (bauformb)]

Mit einem richtigen LED-Treiber könntest du mit 5V auskommen. Erstens 
hat jeder Ausgang eine Konstantstromquelle, die weniger als 0.8V 
braucht. Zweitens ist der Strom programmierbar. Man kann also ohne Löten 
die optimale Helligkeit einstellen bei der die Segmente noch halbwegs 
gleich hell sind. Drittens spart man Widerstände und uC-Pins (wegen 
I2C). Viertens könnte man per Programm die Helligkeit einstellen.

Der PCA9955B wäre ein Beispiel mit 16 Ausgängen, einstellbar von 0.3mA 
bis über 20mA.

[PC-Freak (Gast)]

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Jetzt noch ein kleiner schmutziger Trick: Das entspricht ungefähr dem
> Ausgangswiderstand von AVR Mikrocontrollern. Man kann sie also direkt
> ohne Vorwiderstand anschließen.

LED's werden nicht ohne Widerstand betrieben.

Ich würde die Anzeigen, und sonstiges nie direkt an einem uC 
anschließen. Immer Treiber a-la ULN28... , 74HCT244, 245 oder 
dergleichen dazwischen.

[Christian M. (christian_m280)]

Bauform B. schrieb:
> PCA9955B

Interessantes Teil!
"Three quinary hardware address pins allow 125 PCA9955B devices to be 
connected
to the same I2C-bus"

3 Input States habe ich schon gesehen, aber 5 noch nicht!

Gruss Chregu

[Stefan F. (Gast)]

PC-Freak schrieb:
> LED's werden nicht ohne Widerstand betrieben.

Doch, wenn eine andere passende Strombegrenzung vorhanden ist.

Schau mal, es gibt IC's die sind sogar extra dafür gemacht: 
https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX7219-MAX7221.pdf Der 
"Typical Application Circuit" verwendet absichtlich keine 
Vorwiderstände.

[PC-Freak (Gast)]

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Doch, wenn eine andere passende Strombegrenzung vorhanden ist.
>
> Schau mal, es gibt IC's die sind sogar extra dafür gemacht:

Das ist was anderes. Aber davon hast Du nix erzählt.
Wenn man LED-Treiber nimmt, die eine Strombegrenzung haben, ist alles 
okay.
Die kenn ich auch. Z.B. NCL30160, ect.

[m.n. (Gast)]

Bauform B. schrieb:
> Der PCA9955B wäre ein Beispiel mit 16 Ausgängen

Obwohl garnicht benötigt, ist das Teil ja teurer als der µC (z.B. 
Atmega48). Die Helligkeit kann man auch mit PWM variieren.

PC-Freak schrieb:
> LED's werden nicht ohne Widerstand betrieben.

Wie geschrieben haben die AVRs eingebaute Widerstände.
Einziger Nachteil: man kann sie nicht ausbauen ;-)

> Ich würde die Anzeigen, und sonstiges nie direkt an einem uC
> anschließen. Immer Treiber a-la ULN28... , 74HCT244, 245 oder
> dergleichen dazwischen.

Neben Angstwiderständen und Angstkondensatoren jetzt auch noch 
Angsttreiber?
Das ist alles nicht notwendig.

[Peter der xte (Gast)]

Habe jetzt den SA10 gemessen. Bei eine Widerstand von 270 Ohm ergibt 
sich ein Strom von ca. 4mA. Bei einem Widerstand von 240 Ohm ergibt sich 
ein Strom von ca. 5mA. Das alles bei ausreichender Helligkeit. Damit 
kann ich 2 Anzeigen parallel schalten ohne die 20 mA zu überschreiten.
Habe auch die ELS1006.. getestet. Die Helligkeit ist fast identisch zur 
SA10.
Kann also beide Anzeigen verwenden.

[MaWin (Gast)]

m.n. schrieb:
> Wie geschrieben haben die AVRs eingebaute Widerstände.
> Einziger Nachteil: man kann sie nicht ausbauen ;-)

Och, der andere Nachteil ist, dass sie nicht so präzise sind, 1:4 ist 
locker als Abweichung drin, mit entsprechenden Resultaten auf den Strom 
und damit die Helligkeit der LEDs in den 7-Segment Anzeigen, die 
ihrerseits sich um 1:2 in der Helligkeit, um mehrere zehntel Volt in der 
Durchlassspannung schwanken können.

Helligkeitsdifferenzen bis 1:10 sind bei der Schrottmethode also 
durchaus möglich, und: man sieht das, bis hin zur fehlerhaften 
Erkennbarkeit ob das halbhelle Segment nun eher an oder eher aus ist

[m.n. (Gast)]

MaWin schrieb:
> 1:4

MaWin schrieb:
> 1:2

MaWin schrieb:
> 1:10

Alles unbelegbare Behauptungen.
Der weltweite Chipmangel ist übrigens dadurch begründet, daß Bill Gates 
alle Chips in die Impfstoffe steckt.
Die Flughäfen sind schon voll unter seiner Kontrolle. Überall steht 
"Gates".

Peter der xte schrieb:
> Bei einem Widerstand von 240 Ohm ergibt sich
> ein Strom von ca. 5mA. Das alles bei ausreichender Helligkeit.

Na bitte, dann ist doch alles in Ordnung.

[Stefan F. (Gast)]

m.n. schrieb:
> Wie geschrieben haben die AVRs eingebaute Widerstände.
> Einziger Nachteil: man kann sie nicht ausbauen ;-)

Da gibt's schon noch mehr Nachteile, die ich nicht schön reden will.

- Thermisch grenzwertig, wenn man so viele Ausgänge belastet.
- Man weiß nicht genau, mit wie viel Ohm bzw. mA man es zu tun hat.
- Angeblich können sie Ausgänge deutlich unterschieldlich viel Strom 
liefern (habe ich noch nicht beobachtet).

Deswegen habe ich das "schmutziger Trick" genannt.

[m.n. (Gast)]

Stefan ⛄ F. schrieb:
> - Angeblich können sie Ausgänge deutlich unterschieldlich viel Strom
> liefern

Ich gebe nichts auf dummes Gerede. Wenn irgendwelche Leute ihre 
Schaltungen nicht gebacken bekommen, mache ich das nicht zu meinem 
Problem.

> (habe ich noch nicht beobachtet).

Sag ich doch!

[Harald W. (wilhelms)]

Lothar M. schrieb:

> Die ursprüngliche weiße DA03-SKYWA hat 18000µcd also 18mcd bei 10mA, die
> weiße KW2-801 hat 5mcd bei 20mA, die rote SA10-21SRWA hat 23mcd bei
> 10mA.
>
> Weil dann noch dazukommt, dass das Auge unterschiedliche Farben
> unterschiedlich hell sieht, würde ich den nötigen Vorwiderstand
> an einem realen Muster der Anzeige ermittlen.

"Candela(cd)" ist eine sog. photometrische Maßeinheit. Das heisst,
diese Maßeinheit berücksichtigt bereits die unterschiedliche Augen-
empfindlichkeit für unterschiedliche Farben.

[W.S. (Gast)]

Peter der xte schrieb:
> Bitte die Probleme der Reihe nach. Mir geht es im Moment um die passende
> Anzeige.

Bitte erstmal die nötigen Informationen deinerseits über Fertigkeiten 
und Fähigkeiten (und Lust dazu...) sowie über die Anwendung deines 
geplanten Rundenzählers: soll er nur für dich zum Ablesen sein (evtl. 
nur auf dem Steckbrett) oder soll er etwas größer und für die Kegelbahn 
deines Freundes sein?

Also, was ist für dich die passende Anzeige?

Ansonsten hängt die Flußspannung einer LED von der gewählten Farbe ab: 
sattrot hat die niedrigste, dann kommen der Reihe nach hellrot, orange, 
gelb, grün und blau bzw. weiß. Zumindest sattrot kann man auch bei 2 LED 
in Reihe noch mit 5 Volt betreiben.

Und 20 mA sind bei neueren Anzeigen regelmäßig zuviel, wenn man die 
statisch betreibt. BTW: wieviele Anzeigestellen willst du eigentlich 
haben und wie willst du die Anzeigen betreiben? Statisch heißt 8 
Flipflops pro Stelle, alles andere heißt Multiplex und da sind dann 20 
mA nicht mehr zuviel.

W.S.

[Peter der xte (Gast)]

Die Anzeige soll 2 stellig sein, min. 20mm und zu Anfang auf einem 
Steckbrett uns später auf eine Platine. Die Messung soll mit einer 
Lichtschranke gemacht werden.
Bisher habe ich mehrere Sachen mit dem Atmega 32 und Atmega 8 gemacht. 
z.B. Timer, I/O, ADC, Interrupt und anderes.
Werde bei der SA10 in Rot bleiben. Habe 4 Stück da von, das reicht für 2 
Bahnen.