Arduino 8-Taster Bit-Addierer mit mehreren 7-Segment Anzeigen

Hallo, René H. schrieb im Beitrag #7486585:

...habt Ihr > noch Verbesserungsvorschläge...

Ich würde die beiden 74HC795 durch einen zusätzlichen MAX7221 ersetzen und den an den DOUT den unteren MAX 7221 anschließen. Nachteil: ist teurer Vorteil: du kannst ohne großen Aufwand im Nachhinein noch zusätzliche LEDs anschließen und vereinfachst dir die Programmierung enorm.

rhf

Also das mit den Tasten am 165 geht so nicht, pull up nicht verstanden.

Wenn du die Dezimalpunkte nicht brauchst, könnten die 8 LED als Dezimalpunktersatz an den 7221.

Roland F. schrieb:

Ich würde die beiden 74HC795 durch einen zusätzlichen MAX7221 ersetzen ...

Das war auch schon mein Gedanke ... und mir ist auch gerade ein Fehler aufgefallen -> Ich habe den MAX7219 (10 stück für ~35€) anstatt des MAX7221. Habe das gleich mal korrigiert. Aber an der Funktionsweise ändert sich ja nichts. Von den 74HC595 sind auch ein paar vorhanden die verbaut werden wollen :).

Michael B. schrieb:

Also das mit den Tasten am 165 geht so nicht, pull up nicht verstanden. Wenn du die Dezimalpunkte nicht brauchst, könnten die 8 LED als Dezimalpunktersatz an den 7221.

Danke Michael, auch hier habe ich den Schaltplan vergessen zu aktualisieren. Ich bin mit noch nicht 100%ig sicher ob es jetzt stimmt aber so habe ich es auch auf der Steckplatine umgesetzt (Im Video kann man es sehen).

Habe den Schaltplan aktualisiert und das Projekt + Schaltplan nochmal angehangen (v002 jeweils ^^).

Zusätzlich habe ich mal ein Rendering erstellt wie es in etwa aussehen könnte wenn es denn mal fertig wird. Die Zahlen unterhalb der Taster sollen hierbei von den einzelnen LEDs beleuchtet werden.

Danke für Euer super schnelles Feedback

René H. schrieb:

Von den 74HC595 sind auch ein paar vorhanden die verbaut werden wollen :).

Der multiplext das dreistellige LED-Display, dem die Vorwiderstände fehlen? Dessen drei gemeinsame kommen direkt aus dem Nano A0..2, was vom Strom her knapp wird oder den zulässigen Ausgangsstrom überschreitet.

Hallo Manfred, ich habe nochmal alles aktualisiert. Im Video sind da natürlich Widerstände (je 330 Ohm) verbaut, aber der Schaltplan ... naja reden wir lieber nicht drüber.

Der Multiplexer hängt an den 7 Segmenten und die Ansteuerung der einzelnen Zahlen läuft über den Arduino. Bezüglich des Stromverbrauches hatte ich ja auch schon überlegt die ICs nicht vom +5V Pin des Arduino zu speisen sondern dann im "Finalen Layout" einen separaten Stromanschluss zu machen (z.B. USB-C) und von diesem dann auf den Arduino und die anderen 3 ICs zu gehen.

Am meisten graut mir aktuell davor das PCB Layout zu erstellen ... da werden wohl so einige Kannen Kaffee draufgehen :o)

René H. schrieb:

Hallo Manfred, ich habe nochmal alles aktualisiert. Im Video sind da natürlich Widerstände (je 330 Ohm) verbaut,

Ich schaue keine Videos, zumindest nicht für Elektronikgebastel!

aber der Schaltplan ... naja reden wir lieber nicht drüber.

Doch, der ist hier die Grundlage. Aber passt doch, Du hast es korrigiert.

... die Ansteuerung der einzelnen Zahlen läuft über den Arduino.

Genau dazu habe ich Bedenken geäußert, und das wohl zu recht: Du hast pro Segement 330 Ohm, also 10mA. Für die 8 müsste der Nano 80mA aus A0..2 liefern, das kann er nicht! Da müssen drei P-FETs her.

Bezüglich des Stromverbrauches hatte ich ja auch schon überlegt die ICs nicht vom +5V Pin des Arduino zu speisen sondern dann im "Finalen Layout" einen separaten Stromanschluss zu machen

Dazu habe ich einen klaren Standpunkt: Der Arduino versorgt nur sich selbst und keinerlei Peripherie. Das sehe ich hauptsächlich aus thermischen Gründen, der 1117 auf dem Platinchen bekommt nicht viel weg.

Es gibt kein Problem, sowohl Umgebung als auch den A* mit einem externen 7805 zu versorgen. Das habe ich mehr als einmal gemacht, der 1117 hat kein Problem mit Rückenwind.

Manfred P. schrieb:

Das sehe ich hauptsächlich aus thermischen Gründen, der 1117 auf dem Platinchen bekommt nicht viel weg.

Ich nehme die Traco TSR 1-2450 oder gleich eine USB-Wandwarze 5V/1A. Das reicht für viele MC-Experimente.

René H. schrieb:

aber der Schaltplan ... naja reden wir lieber nicht drüber.

René H. schrieb:

Am meisten graut mir aktuell davor das PCB Layout zu erstellen

Wenn schon der Schaltplan nicht stimmt, dann graut Dir zu Recht. Der Schaltplan sind die Wände und ohne Wände fällt das Dach wieder runter.

René H. schrieb:

Vorweg habe ich auch ein Video(https://www.youtube.com/watch?v=bF92q-qHQ88) hochgeladen wo ich den ersten Prototypen per Steckplatinen zum Leben erweckt habe. Ich denke das erklärt die Funktionsweise schneller als ich es hier mit Worten könnte :o)

Dort im Video haste es aber auch nicht so mit Worten. Hattest Doch Zeit, das ausführlich zu erklären. Wäre DIE Gelegenheit gewesen. Ich hab jetzt nicht so ganz verstanden, was und wofür du das da gebaut hast. Aber wenn es da im Video-Clip so funktioniert, wie Du es gern hättest, spricht doch in meinen Augen nichts dagegen, das so auf die Platine zu bringen.

Nur kurz, habe das nicht im Detail angeschaut, aber:

• unter "absolute maximum ratings" steht beim HC595: Continuous Current through Vdd or GND: 70 mA

  je nachdem könnte das, wenn alle LEDs an sind, etwas eng werden. Und die abs max ratings sollte man nie ausschöpfen. Wenn du hohe LED-Ströme möchtest, würde ich noch einen Treiber dazwischenhängen.

• wenn du eine getrennte Stromversorgung hast, musst du dafür sorgen, dass nichts schief geht, wenn nur ein Schaltungsteil versorgt wird. Wenn nun nur der Arduino gespeist wird, versorgst du die Schaltung ungewollt über die ESD-Eingangsdioden deiner ICs. Ich würde deshalb in jede Signalleitung einen Widerstand zur Strombegrenzung auf einen sicheren Wert einbauen (aber keinen zu hohen). Oder alternativ die ICs via Diode auch vom Arduino speisen, und LEDs mit gemeinsamer Anode verwenden und diese auf die separate Versorgung hängen.

• Generell bevorzuge ich aber eine gemeinsame Kathode, dann kannst du diese mit einem N-Kanal MOSFET schalten. Mein go-to logic-level MOSFET für solche Dinge ist der NDS331. Der hat sehr tiefe Vgs(th), schaltet locker 1A bei Rds(on) von 0.1 Ohm, und ist billig.

• Layout: sollte kein Problem sein, bei den 7-Segmentanzeigen einfach die Leitungen zwischen den Pins von einem Digit zum nächsten führen.

Ich Danke Euch erstmal für die vielen Hinweise und die konstruktive Kritik.

Ich habe das Konstrukt jetzt nochmal reaktiviert da mir eingefallen ist, dass bei einem der elektronischen Bau-Kits ein Power-Module dabei ist. (siehe Bilder)

Dabei verwende ich nun den Vin vom Arduino. Ich habe ebenfalls vor jeden der ICs einen 100nf Kondensator gesetzt. Jedoch musste ich feststellen, dass das Netzteil bei 5V das Konstrukt nicht zum laufen brachte :( --> die 8 einzelnen LEDs liefen nur kurz durch wie ein Lauflicht. Mit den 6V allerdings funktioniert es super freu.

Meine Frage jetzt an euch: Kennt ihr ein Bauteil um die Eingangsspannung von 5V auf 6V zu regeln und was nicht erst nach >3 Monaten lieferbar ist?

Ich habe mir jetzt diese Bauteil herausgesucht (https://www.ti.com/product/PTN04050C) welches in Kombination mit einem 27k Widerstand die gewünschten 6V ausgibt.

Vielen Dank schonmal im Voraus und ein erholsames Wochenende Euch allen :o)

Hallo zusammen,

ich habe das Projekt nun erfolgreich umsetzen können (siehe Bilder). Es ist sicherlich nicht perfekt (habe selber schon 3 Punkte die man verbessern könnte gefunden) aber es funktioniert :o). Als nächstes kommt jetzt das Gehäuse dran. Als StepUp-Wandler habe ich den PTN04050CAD genommen und die 27kOhm habe ich direkt auf der Rückseite an die beiden Pins gelötet ... sicher nicht die eleganteste Lösung aber es funktioniert.

Die Projektdateien stelle ich per GitHub zur Verfügung (Revision B folgt noch): https://github.com/ReneHoelzel/8bitAddierer

In dem Sinne nochmal ein Danke an Euch für die Unterstützung und frohes weiter Basteln :o) René