Announcement: there is an English version of this forum on Gleich vorweg, es geht bei meiner Frage nicht ums flackern. Habe schon Google gefragt, aber anscheinend habe nur ich die blöde Frage... Aus alten Nordmende Fernbedienungen habe ich mir LED-Bubble-Displays ausgebaut, die ich jetzt für eine Uhr nutzen will. Nordmende nahm einst 6mA Peak bei 25% Duty Cycle und 50Hz Wiederholfrequenz. Habe ich nachgemessen und deckt sich mit den Bauteilewerten. Laut Datenblatt ginge also wesentlich mehr. Abbildung 2 zeigt die Abhängigkeit zwischen dem durchschnittlichem Strom, Duty Cycle und Intensität. Es sagt mir aber nichts über die Wiederholfrequenz. Oder anders herum; Das Puls-Pause-Verhältnis sagt mir nichts über die zulässige zeitliche Dauer des Peaks, der doch abhängig von der Wiederholfrequenz ist. Würde ich bei jeweils gleichem Peak das Display als Beispiel nur mit 5Hz takten würde ich die LEDs doch überlasten und bei 5kHz wären sie dunkel. Bei den Absolute Maximum Ratings (ja ich weiß was das bedeutet) sind 200mA bei <35µS angegeben. Da müsste man das Display ja mit >28 kHz takten. Welche Wissenslücke habe ich da?
Tim 🔆 schrieb: > Bei den Absolute Maximum Ratings (ja ich weiß was das bedeutet) sind > 200mA bei <35µS angegeben. Da müsste man das Display ja mit >28 kHz > takten. Absolute Maximum ist ja nicht Nennbetrieb. Für 5-stellige schlagen sie 10mA peak bei 1/5 duty vor, also 2mA Durchschnitt. Wenn man jedoch 200mA nur 1% der Zeit durchschickt, ebenso 2mA Durchschnitt, verdoppelt sich die Helligkeit. Sie schlagen NICHT vor 200mA mit 20% duty, weil da die Pause nicht lang genug ist, das Display verbrennt. Nach deinem 35us Impuls muss also eine lange Pause kommen, 3.465ms aka 285Hz Minimum. Man kann aber mit dem average auf 7mA hoch gehen, 30mA mit 20% duty ist 6mA und damit ok und 3 mal so hell wie 2mA Durchschnittsstrom und hat noch Toleranzreserve bis 7mA.
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Bitte das Datenblatt richtig lesen: Der Strom durch die LEDs beträgt 2 mA. Bei einem Duty-Cycle von 1/15 ist ein Strom von 30 mA (peak) laut Datenblatt angemessen. Einen Spitzenstrom von 200 mA kann das Display gerade noch (absolute maximum) verkraften, wenn die Dauer kleiner als 35 Mikrosekunden ist. Davon, dass dieser Spitzenstrom immer wieder auftreten darf, ist keine Rede. Außerdem ist es so, dass mit steigendem Strom die Helligkeit in eine Sättigung geht. Mehr Strom ist dann nicht gleichbedeutend mit mehr Helligkeit. Beim Multiplexen ist die Wiederholrate wichtig, um Flackern zu vermeiden. Tiefer als 50 Hz (20 ms Wiederholdauer) sollte man möglichst nicht gehen. Die Dauer der Ansteuerung jeder Stelle berechnet sich aus der Wiederholdauer dividiert durch die Zahl der Stellen. Um Strom zu sparen und die thermische Belastung der Anzeige zu verringern, kann man die Ansteuerdauer auch verkürzen. Ich habe Programme gesehen, bei denen alle 20 ms jede Stelle für z.B. 1 ms angesteuert wurde, womit bei 4 Stellen nach 4 ms das Display für 14 ms dunkel bleibt und das Programm in der Zeit andere Aufgaben bearbeitet hat, die keine Unterbrechung erlaubten. Empfehlenswert ist ein solcher Betrieb aber nicht.
Tim 🔆 schrieb: > Oder anders herum; Das Puls-Pause-Verhältnis sagt mir nichts über die > zulässige zeitliche Dauer des Peaks, der doch abhängig von der > Wiederholfrequenz ist. Das wesentliche ist doch, daß du den mittleren Strom bzw. die mittlere Leistung nicht überschreitest. Für Pulsbetrieb gibt es typischerweise noch eine minimale Frequenz (ergo eine maximale Pulslänge). K.A. warum das Datenblatt die nicht enthält. Vermutlich weil es beim bestimmungsgemäßen Betrieb (flimmerfreies Multiplexing) sowieso erfüllt ist. > Würde ich bei jeweils gleichem Peak das Display als Beispiel nur mit 5Hz > takten würde ich die LEDs doch überlasten und bei 5kHz wären sie dunkel. Ersteres ja, aber wieso zweiteres? > Bei den Absolute Maximum Ratings (ja ich weiß was das bedeutet) sind > 200mA bei <35µS angegeben. Da müsste man das Display ja mit >28 kHz > takten. Nein. Um bei 200mA peak auf 7mA avg zu kommen, darf die LED nur für 1/28.6 (oder 3.5%) der Periode eingeschaltet sein. Bei 35µs ein muß sie danach mindestens 965µs aus sein. Das gibt eine Multiplexfrequenz von 1kHz. Allerdings steigt die Verlustleistung mit dem Peakstrom überproportional an. Das ist weil an Bahnwiderständen, Bonddrähten etc. ebenfalls Verluste entstehen. Vulgo: die von außen meßbare Flußspannung steigt. Und Leistung ist nun mal Strom×Spannung. Deswegen ist es sinnvoll, die Einhaltung der maximalen Verlustleistung (neben dem maximalen Strom) zu beachten.
Michael B. schrieb: > Absolute Maximum ist ja nicht Nennbetrieb. Ich weiß, das ist die Todesgrenze. > Für 5-stellige schlagen sie 10mA peak bei 1/5 duty vor, also 2mA > Durchschnitt. Die Angabe habe ich als Testbedingung verstanden bei der die Segmente eine möglichst gleichmäßige Helligkeitsverteilung haben. (Seite 71, sorry, ich hätte gleich das komplette Datenblatt hochladen sollen). Nach Abbildung 4 Relative Luminous Efficiency, hätte ich gedacht, dass man für maximale Helligkeit locker bis 60mA Peak gehen könnte. > Wenn man jedoch 200mA nur 1% der Zeit durchschickt, ebenso 2mA > Durchschnitt, verdoppelt sich die Helligkeit. > > Sie schlagen NICHT vor 200mA mit 20% duty, weil da die Pause nicht lang > genug ist, das Display verbrennt. > Nach deinem 35us Impuls muss also eine lange Pause kommen, 3.465ms aka > 285Hz Minimum. Leuchtet mir jetzt gerade ein, ich hatte mich mit meinen 28khz verrechnet. Jetzt stimmt auch die 200mA Markierung bei 1% duty in Abbildung 2. Dennoch ist mir noch nicht klar wie lange duty nun sein darf. Eine Zeitangabe gibt es ja nur beim absoluten Grenzwert von 200mA. Die gilt doch sicher nicht für kleinere Ströme? Nehme ich z. B. 20% duty bei 50Hz sind es 4ms, bei 200Hz ist es nur 1ms. > Man kann aber mit dem average auf 7mA hoch gehen, 30mA mit 20% duty ist > 6mA und damit ok und 3 mal so hell wie 2mA Durchschnittsstrom und hat > noch Toleranzreserve bis 7mA. Den Zusammenhang zwischen Average und Peak habe ich verstanden.
Tim 🔆 schrieb: > Die Angabe habe ich als Testbedingung verstanden bei der die Segmente > eine möglichst gleichmäßige Helligkeitsverteilung haben. Das ist keine Testbedingung sondern ein Beispiel für eine mögliche Betriebsauslegung. Die "absolute maximum"-Bedingungen sind dagegen keine Bedingungen, die im Betrieb dauerhaft ausgenutzt werden dürfen. Die Werte halten die Bauelemente aus, wenn sie sehr selten erreicht werden. Für Bausteine werden oft auch Fallhöhen definiert, die ein Bauelement aushält, wenn es mal aus dieser Höhe auf einen Betonboden fällt. Wenn man das aber immer wieder macht, ist das Bauelement durch Materialermüdung bald hinüber. So ähnlich verhält es sich auch bei den LEDs. Bei hohen Spitzenströmen treten lokale Hitzespots auf. Diese führen bei häufigem Auftreten des Ereignisses beispielsweise dazu, dass Kristallstörstellen (Microcracks) sich ausdehnen und der Kristall springt.
Ich hatte bei meinem vorherigen Beitrag vergessen das Datenblatt anzuhängen.
Tim 🔆 schrieb: > Nehme ich z. B. 20% duty bei 50Hz sind es 4ms, > bei 200Hz ist es nur 1ms. Klar, und bei 1kHz nur mehr 200µs usw. Aber mit höheren Frequenzen kanns eh nie Probleme geben, weil dann der Strom auch nur für immer kürzere Zeiten fließt. Andersrum wärens bei 10Hz dann 20ms die der Strom fließt; solange Du dabei unter den 7mA im Durchschnitt bleibst und die Umgebungstemperatur nie (auch nicht am Ende der 20ms wenn alle Segmente leuchten) über 25° steigen läßt, wäre das vmtl. auch noch im erlaubten Rahmen. - Große Freude wird Dir aber die dann ständig blinkende Anzeige wohl auf Dauer wohl trotzdem nicht bescheren. Tim 🔆 schrieb: > es geht bei meiner Frage nicht ums flackern. Aber möglicherweise bei der Antwort auf Deine Frage. ;) Denn solange Du mit der Frequenz nicht unter 50Hz gehst, fließt der Strom eh nie länger als 4ms. Eine andere Frage wäre aber, was passiert wenn man das Display (bei ausreichender Kühlung) mit 0,7ms Pulsen (und 70ms Pausen) mit 190mA bestromen würde? Das würde ja letztlich alle abs.max. Werte problemlos einhalten, andererseits scheints mir doch recht unwahrscheinlich, das 190mA zwanzigmal so lang fließen dürften wie 200mA?
um wieviele 7-Segment Anzeigen geht es den. Bei einer Uhr ss:mm verwende ich 4 Latches (74HC573), die Eingänge kann man alle parallel klemmen und braucht dann noch 4 Steuerleitungen, dann gibt es überhaupt kein Geflacker. Gibt genug Videos auf denen man so nen Multiplexanzeige überhaupt nicht ablesen kann.
Also gut, dann mal zum Hintergrund: Ich will endlich mein Projekt vollenden, das ich schon in den frühen 1990ern angefangen hatte. Damals wollte ich mir mit dieser LED-Anzeige und einem MM5313 eine Schreibtischuhr in ein sehr flaches Gehäuse bauen. Den Probeaufbau habe ich sogar noch, siehe Foto. Leider konnte RS einen besonders flachen Trafo nicht mehr liefern und meine Alternative in Form eines selbst entworfenen steckerlosen Netzteils flog mir samt 6DM teurem Thyristor um die Ohren, da hatte ich damals die Lust verloren. Aber zum Glück braucht man das heutzutage ja alles nicht mehr, es gibt tolle Anleitungen zu NTP-Uhren und getacktete Steckernetzteile, bei denen sich kein Trafo mehr in der Steckdose totbrutzelt. Nur die LED-Anzeige möchte ich beibehalten, damit es optisch so aussieht wie ich es mir damals ausgedacht habe. Meine Anzeige hat im Gegensatz zu den Bauanleitungen gemeinsame Kathode, aber das ist ja kein unlösbares Problem. Das Ganze kommt schließlich in ein sehr schönes flaches Metallgehäuse. Damals habe ich mir über diese LED-Anzeige keine großen Gedanken gemacht. Die wurden schließlich noch nicht in Gold aufgewogen und ich hätte dutzende dieser Fernbedienungen für umme bekommen können. In der Berufsschule hat uns unser Lehrer den Unsinn eingetrichtert, dass eine LED grundsätzlich mit max. 20mA betrieben wird. Als Azubi hab ich's geglaubt und bei meinem Versuchsaufbau 17mA durch die LED-Anzeige gejagt. Es gab weder Internet noch hatte ich das Datenblatt zu diesem Display. Diesmal will ich es halt besser machen, ohne die Anzeige zu quälen. Und da kam bei mir die Frage zur Wiederholfrequenz auf. Dabei ging es mir aber nicht ums flackern, sondern ob und wie ich den Strom der Anzeige je nach Frequenz anpassen muss. Ich nehme jetzt einfach mal die im Datenblatt vorgeschlagenen Betriebswerte und mache mir über die Wiederholfrequenz keine Gedanken mehr.
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vergiss was ich geschrieben habe da so einen Anzeige nur die 7 Leitungen und 4 zum Auswählen des Elementes hat, kann man die nicht getrennt ohne Multiplexing betreiben.
Tim 🔆 schrieb: > In der > Berufsschule hat uns unser Lehrer den Unsinn eingetrichtert, dass eine > LED grundsätzlich mit max. 20mA betrieben wird. Das war früher durchaus richtig. Nur beim Multiplexen konnte man den Strom moderat überschreiten, wenn man den Duty-cycle beachtete. Inzwischen sind Halbleiter auf dem Markt, die höhere Belastungen vertragen und bei denen die Wärme auch besser ans Substrat abgeführt wird, wenn dieses mit einem Kühlkörper verbunden ist. Das ist so, wie man heute extrem feste Stähle hat, die es früher so nicht gab. Aber auch da gibt es Belastungsgrenzen, die man beachten muss. Sonst sind Gebäude oder Brücken nach wenigen Jahren abrissbereit, während sorgfältig dimensionierten Bauwerke aus der Römerzeit noch immer Bestand haben. Manchmal ist Sorgfalt bei der Planung und gutes Fachwissen mehr wert als das blinde Vertrauen in die moderne Technik.
Günter N. schrieb: > Das ist keine Testbedingung sondern ein Beispiel für eine mögliche > Betriebsauslegung. Danke dass du das erwähnt hast. Ich habe den Text im Datenblatt nochmal gelesen und jetzt richtig verstanden.
Günter N. schrieb: > Das war früher durchaus richtig. Nur beim Multiplexen konnte man den > Strom moderat überschreiten, wenn man den Duty-cycle beachtete. > Inzwischen sind Halbleiter auf dem Markt, die höhere Belastungen > vertragen und bei denen die Wärme auch besser ans Substrat abgeführt > wird, Das halte ich für falsch. Früher brauchte man statisch 10..20mA Segmentstrom, damit es überhaupt leuchtet und die LEDs steckten 200mA-Impulse klaglos weg. Heute genügen statisch 2..3mA für die gleiche Helligkeit, aber würden bei 200mA-Impulsen direkt abfliegen. Es ist nicht nur die Wärme, kleinere Kristallstrukturen und Bonddrähte müssen den Strom tragen. LEDs und Leistungstransistoren sind unterschiedliche Dinge, bei letzteren hast Du recht, die können mehr als früher. Was bleibt: Datenblatt sorgfältig lesen!
Manfred P. schrieb: > Früher brauchte man statisch 10..20mA > Segmentstrom, damit es überhaupt leuchtet und die LEDs steckten > 200mA-Impulse klaglos weg. Ähem. Die Bubble-Displays um die es hier geht, sind von früher. Das Datenblatt ist von 1979! Diese Displays sind älter als LCD und wurden in frühen Taschenrechnern und Digital-Armbanduhren eingesetzt. Erste Bauelemente in dieser Technologie sind noch älter, vom Anfang der 70er Jahre. Der Spiegel nennt 1972 für die Hamilton Pulsar Armbanduhr. Die Segmente sind monolithisch auf einem LED-Kristall aufgebracht. Deswegen gibt es diese Displays auch nur mit gemeinsamer Kathode.
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