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International => Deutsch => Topic started by: LernenIstWichtig2 on Mar 11, 2019, 10:15 am

Title: Frage zum LED CUBE - die Xte
Post by: LernenIstWichtig2 on Mar 11, 2019, 10:15 am
Einen wunderschönen guten Morgen,

ich habe für ein Schulprojekt folgendes Projekt nachgebaut:

https://www.youtube.com/watch?v=T5Aq7cRc-mU

Also nach diesem Schaltplan:

https://github.com/VectStudio/LED_CUBE/blob/master/CUBE-SCHEMATIC.pdf

Insgesamt werden neun Schaltregister benötigt, und 16 Transistorenpaare.
Ich habe mich schon wie verrückt im Internet durchgesucht, aber KEINE Antwort auf meine Frage gefunden.
Die Elektrotechnik ist ganz neu für mich. Ich habe es so interpretiert: 8 Schieberegister, da 8x8 = 64 Anschlüsse für die Anoden, da der Arduino selbst eben nicht diese Anzahl an Anschlüssen hat. Diese dann über den 9. Schieberegister bündeln und dann über die Transistorenpaare, wobei jedes Transistoren-Paar für eine Schicht verantwortlich ist und eine Schicht jeweils an die Base eines Paares gelötet wird. Somit insgesamt = 72 Pins.

Aber ich verstehe das Zusammenspiel nicht. Die Funktionsweise ist ja eine andere, als Multiplex, oder?
Sind die Schieberegister dafür da, dass ich über den Programmcode quasi über den Trick der Zeitversetzung den Eindruck erwecken kann, jede LED einzeln ansteuern zu können? Oder wie wird der LED nun angesteuert?
Soweit, dass Transistoren ab 0.7mA Srom durchlassen können, und drunter nicht, bin ich schon gekommen. Aber wo ist da der Zusammenhang des Zusammenspiels, wie funkioniert der Cube, wie wird er angesteuert?
Title: Re: Frage zum LED CUBE - die Xte
Post by: noiasca on Mar 11, 2019, 10:28 am
versuchen wir es einfach und knapp:

die Schieberregister damit du mehr Ausgänge hast
Die 8+8Ausgänge der Schieberregister dann zum Multiplexen der 3 Dimensionen / 64 LEDs
Title: Re: Frage zum LED CUBE - die Xte
Post by: LernenIstWichtig2 on Mar 11, 2019, 10:31 am
Okay, danke. Und was machen dann die Transistoren?
Title: Re: Frage zum LED CUBE - die Xte
Post by: SpaghettiCode on Mar 11, 2019, 10:52 am
... da schaltet doch tatsächlich jemand einfach so bipolare Transistoren paralell  :smiley-eek:

Die Transistoren bilden pro Layer ziemlich vereinfacht formuliert den "Minus-Pol" für die LEDs (Kathode).

Gruß André

Title: Re: Frage zum LED CUBE - die Xte
Post by: volvodani on Mar 11, 2019, 12:42 pm
...da schaltet doch tatsächlich jemand bipolare Transittoren ohne Basiswiderstand.
Da macht der 74HC595 die Strombegrenzung aber man weiß nicht für welche Basis was aber nicht heißt das dies richtig ist. Es geht aber auf die Lebensdauer entweder dem 595 oder auf die Transistoren.

Nicht alles direkt nachbauen da liegt der Fehler in der Beschaltung der Transistoren liegt.
>Klick< (https://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand)

Gruß
DerDani
Title: Re: Frage zum LED CUBE - die Xte
Post by: SpaghettiCode on Mar 11, 2019, 02:01 pm
...da schaltet doch tatsächlich jemand bipolare Transittoren ohne Basiswiderstand.
Ganz ehrlich, soweit habe ich gar nicht geschaut. Wenn jemand solch schräge Sachen macht (paralellschalten), dann zweifle ich prinzipiell die Schaltung an. Und nur weil es funktioniert, heißt das noch lange nicht, daß es das lange genug macht, um Spaß daran zu haben, ...
Wenn man nachrechnet, würde vermutlich sogar ein Transistor reichen, also ohne die Paralellschaltung, kommt aber darauf an, welche Uf die LEDs haben, und damit welcher Strom fließt.

Fangfrage: wieviel Strom kann der PN2222A ab (Ic)?

Gruß André
Title: Re: Frage zum LED CUBE - die Xte
Post by: Tommy56 on Mar 11, 2019, 03:35 pm
Fangfrage: wieviel Strom kann der PN2222A ab (Ic)?
Das wirft Google bereits in der Überschrift (Reichelt) aus:
PN 2222A: Bipolartransistor, NPN, 40V, 0,6A, 0,625W, TO-92 bei ...

Dein Google defekt?

Gruß Tommy
Title: Re: Frage zum LED CUBE - die Xte
Post by: SpaghettiCode on Mar 11, 2019, 03:50 pm
... nun, mir ist tatsächlich dieses Datenblatt über den Weg gelaufen:

https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A100/2N2222ASMD%23FAI.pdf (https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A100/2N2222ASMD%23FAI.pdf)

Gruß André
Title: Re: Frage zum LED CUBE - die Xte
Post by: uwefed on Mar 11, 2019, 05:23 pm
Das ist multiplexen einer 64 x 8 Matrix. Eine Schicht hat 8x8 LEdDdie von 8 Schieberegister mit 8 Ausgängen angesteuert werden. Um dann nur eine Schicht von den 8 zum Leuchten zu briingen werden mit dem 9. Schieberegister die Kathoden der LED einer Schicht auf Masse geschaltet.
Die 2 Fehler sind einfach zu beheben.
Damit man nicht 2 Transistoren Paralell schalten muß, was nicht so einfach geht, kann man auch einfach nur 32 Kathoden zusammenschalten und so 2 Transistoren verwenden (jeder Transistor steuert die Hälfte einer Schicht an). Die Basen der Transistoren können mit je einem Basiswiderstand vom gleichen Schieberegisterausgang angesteuert werden.

Weitere Fehler sind:
Auch dürfen die beiden LED an D7 und D5 des Arduino nicht ohne Vorwiderstand betrieben werden.
5V an Vin sind zu wenig. Da braucht es wenigstens 7V. 

Grüße Uwe
Title: Re: Frage zum LED CUBE - die Xte
Post by: LernenIstWichtig2 on Mar 13, 2019, 10:18 pm
Guten Abend,

vielen Dank erst einmal für all diese Antworten.
Heißt es nun, dass ich alle Fehler beheben MUSS, damit der Cube ordnungsgemäß funktioniert? Oder wird er auch so laufen? Also so wie ich jetzt eure Nachrichten verstanden habe, wurden die 9 Schieberegister richtig eingesetzt, und lediglich die Transistoren wurden zum falschen Zwecke genutzt, bzw. fehlt da die Sinnhaftigkeit?

Title: Re: Frage zum LED CUBE - die Xte
Post by: uwefed on Mar 13, 2019, 11:38 pm
Alle aufgezeigten Fehler mußt Du korrigieren:
* Vorwiderstände an LED an Pin 7 und 5
* Basiswiderstände an Transistoren
* Transistoren nicht paralellschalten. Entweder stärkeren Transistor oder halbe Schicht je Transistor. Basis mit jeweiligen Basiswiderstand können vom gleichen Ausgangspin betrieben werden.
* An Vin mindestens 7V
* Arduino auch an GND anschließen
* Vorwiderstände der Matrix (220 Ohm) größer wählen. Bei roten LED braucht es fast 1A pro Schicht.
*Isolierungen von zusammengelöteten Kabeln mit Schrumpfschlauch und nicht mit isolierband.
Hoffe ich habe alle Fehler erkannt.

Grüße Uwe
 

 
Title: Re: Frage zum LED CUBE - die Xte
Post by: LernenIstWichtig2 on Mar 14, 2019, 08:42 pm
Vielen Dank für deine Antwort, Uwe! :-)

Ist meine Rechnung denn falsch?
meine benutzten blauen LEDs:
- 512x 5mm diffuse LEDs
- Arbeitsstrom: 20mA
- Betriebsspannung: 3.0V - 3.2V

Widerstand: R = U/I
R = (5V-3.2V) / 8.5mA = 211.76

Warum nur 8.5mA? Weil:

Schieberegister kann nur maximal 70mA auf allen Ausgängen verteilen, oder? Das heißt 8 Ausgänge * 8.5mA = 68mA.

Okay, die LEDs können zwar bis 20mA und würden dann auch heller leuchten, aber bei 8.5mA leuchten sie ja auch.  Also zumindest ist die Funktionalität gegeben.

Warum reichen an VIN nicht die 5V?
Und wie meinst du das? Arduino auch an Ground anschließen? Direkt vom Netzteil?



Title: Re: Frage zum LED CUBE - die Xte
Post by: postmaster-ino on Mar 14, 2019, 09:00 pm
Hi

An Vin kann eine höhere Spannung angelegt werden, Die ein Spannungswandler in 5V 'umwandelt'.
Das ist auch nur eine Elektronik - und damit Die funktionieren kann, brauchst Die etwas von dieser Spannung.
Bei dem verbauten Längs-Regler müssen mindestens 2V an dem Regler abfallen - Du willst 5V, dann brauchst Du mindestens 7V 'vorne'.
ALLES, was über die 5V drüber geht, wird wort-wörtlich VERHEIZT, also in Wärme umgewandelt.
Deshalb sollte der Arduino auch nicht sonderlich viel Strom abgeben müssen, wenn Er mit mehr als 7V betrieben wird - bei Interesse zum Hintergrund dazu nach 'Längsregler' suchen.

Wenn Du saubere 5V hast, kannst Du Diese auch am 5V-Pin einspeisen - dort aber NUR 5V, nicht weniger, nicht mehr!

MfG
Title: Re: Frage zum LED CUBE - die Xte
Post by: uwefed on Mar 14, 2019, 11:22 pm
Quote
Warum reichen an VIN nicht die 5V?
Und wie meinst du das? Arduino auch an Ground anschließen? Direkt vom Netzteil?
Also Du hättest den Auduino nur mit den 5V versorgt ohne Masse (GND)?

64 LED (eine ganze Schicht) zu 8,5mA sind 544mA an der gemeinsamen Kathode.

Grüße Uwe
Title: Re: Frage zum LED CUBE - die Xte
Post by: LernenIstWichtig2 on Mar 14, 2019, 11:30 pm
Also Du hättest den Auduino nur mit den 5V versorgt ohne Masse (GND)?

64 LED (eine ganze Schicht) zu 8,5mA sind 544mA an der gemeinsamen Kathode.

Grüße Uwe
Habe es ja schon nach dem Schaltplan nachgebaut, und GND auf der rechten Seite ist ja laut Schaltplan auch frei?

Und bei einer Schicht sind also 544mA insgesamt für alle 64 LED. Aber das ist doch nicht schlimm, da ja nicht alle so viel abbekommen, sondern eben 544/64 LEDs = 8,5mA, oder?
Title: Re: Frage zum LED CUBE - die Xte
Post by: LernenIstWichtig2 on Mar 14, 2019, 11:36 pm
Hi


Wenn Du saubere 5V hast, kannst Du Diese auch am 5V-Pin einspeisen - dort aber NUR 5V, nicht weniger, nicht mehr!

MfG
Was bedeutet denn, sauber? Habe halt ein 5V 10A Netzteil gekauft. Dort dann zwei Kabel, eins an den Minuspol und eins an den Pluspol angeschlossen, diese wiederum an die Lochrasterplatine. Des weiteren habe ich dann ein altes Handyaufladekabel zerschnitten, welches in den Anschluss des Arduino passt, und dann eben den Strom an den Arduino mit den zwei Kabelenden weitergeleitet.
Title: Re: Frage zum LED CUBE - die Xte
Post by: uwefed on Mar 15, 2019, 12:01 am
Und bei einer Schicht sind also 544mA insgesamt für alle 64 LED. Aber das ist doch nicht schlimm, da ja nicht alle so viel abbekommen, sondern eben 544/64 LEDs = 8,5mA, oder?
Hä?
Title: Re: Frage zum LED CUBE - die Xte
Post by: LernenIstWichtig2 on Mar 15, 2019, 12:42 am
Hä?

Ja, dafür sind doch die 8 Schieberegister da, oder? Das heißt doch dann, dass 8 Ausgänge pro Schieberegister =  8  * 8,5mA sind, oder? Wieso muss ich denn so rechnen wie du, also eine Schicht (8*8) und nicht nur 1*8?
Title: Re: Frage zum LED CUBE - die Xte
Post by: uwefed on Mar 15, 2019, 11:33 am
Der Strom muß ja irgendwo hinfließen???? Sind es da auch 8mA?