Hallo miteinander! Für ein Projekt möchte ich insg. 15 Siebensegmentanzeigen mit gemeinsamer Kathode an jeweils ein Schieberegister (595) anschließen. Mit dem Outputenable der Schieberegister sollen die Siebensegmentanzeigen alle zusammen per PWM gedimmt werden (variabel). Jedes Segment soll grundsätzlich mit 20mA betrieben werden. Habe die letzten Tage sehr viel gelesen, was aber irgendwie vor allem Verwirrung gestiftet hat. Hängengeblieben ist hauptsächlich, dass ich glaube, hier einen bzw. mehrere Pufferkondensatoren zu brauchen, da ein Netzteil für die sich schnell ändernde Last ja wahrscheinlich zu träge wäre. Kann mir jemand etwas über die notwendige Dimensionierung desselbigen verraten (wenn überhaupt notwendig). Danke im Vorraus für jede Mühe. Grüße, Kay
Die LED's brauchen erst einmal keinen Pufferkondensator. Was so etwas braucht, sind die Schieberegister. Die leiden durch die kurzzeitigen Einbrüche bei den Schaltvorgängen. Da müssten 0,1uF, direkt zwischen VCC- und GND-Pin ausreichen. Diese sogenannten "Angstkondensatoren" sollten im Extremfall bei jedem IC stehen, aber einer auf alle 5cm Abstand sind auch gut. Bei HCMOS dürfte auch ein kleinerer Kondensator (10 nF?) ausreichen. Falls die Einbrüche der Spannung durch die LED's zu stark sind, muss halt, an zentraler Stelle ein Elko her. Da kann man folgende Rechnung machen: maximaler Strom z.B. 100mA , Dauer 1/100 Sekunde, wegen der multiplex-Technik. Ergibt eine Ladung von 0,1A x 0,01 sec = 0,001As Ladung. Wenn dann 0,1 V erträglich sind, muss man einen Kondensator C = delta Q / delta U nehmen , also 0,001As / 0,1V das sind 0,01F also 10000 uF. hundert uF würdens wahrscheinlich auch tun, denn wenn die Versorgung über einen Spannungsregler oder ein Netzteil mit halbwegs niedrigem Innenwiderstand erfolgt, verhindert das die Spannungsschwankungen. Da müssen die Kondensatoren nur die Spannungseinbrüche durch Leitungsinduktivität und durch Leitungswiderstand auffangen.
Die Schieberegister brauchen die Abblockkondensatoren, ohne besteht die Gefahr von Fehlfunktionen und es werden unnötig viel HF Störungen abgegeben. Wegen der Entfernungen auch wirklich einer pro IC. Wegen der relativ großen Ströme am Ausgang wäre auch eher größere Kondensatoren, also etwa 1 µF (die gibt es noch günstig als SMD Keramik) angebracht, und dazu ggf. noch ein paar Elkos je nach Stromversorgung. 20 mA je Ausgang sind auch schon zu viel für 74HC595, vor allem wenn alle 8 Ausgänge in eine Richtung Treiben müssen. Das Limit der VCC / GND Pins ist niedriger bei etwa 70 mA für das ganze IC.
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Danke schonmal soweit für eure Antworten. Habe mir das jetzt ein Weilchen durch den Kopf gehen lassen und mich entschieden, dass 1k-Widerstände mir von der Helligkeit her auch reichen. Das spart ja zudem nochmal Netzteilkapazität ein. Im Anhang ein skizzierter Schaltplan. Entschuldigt bitte die grauenvolle Qualität, habe am Laptop kein Kicad. Die Ausgänge Qa-Qh mit 1k-Widerständen zur Siebensegmentanzeige (gem. Kathode). Zwischen GND und +5V ein 100u-Kondensator (sowas?: http://www.reichelt.de/Elkos-radial-105-C-1000-5000h/RAD-FC-100-10/3/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=84616;GROUPID=4000;artnr=RAD+FC+100%2F10;SID=14UQrI4n8AAAIAAA6WWEw45492d4697b658dcc224f8706376c32f) Qh' habe ich mit GND verbunden, damit der nicht so in der Luft hängt. Ein 10k-Widerstand zwischen rein sollte Sinn machen, oder? Grüße, Kay
Der Ausgang Qh' ist für die Kaskadierung gedacht, geht also zum nächsten IC, wenn man denn mehr hat. Wenn man den Ausgang nicht braucht darf man ihn auch gerne offen lassen - nur Eingänge sollte nicht in der Lufthängen. Mit 1 K als Widerstand ist der Strom schon sehr viel niedriger. Die 74HC595 vertragen auch noch 470 Ohm als Vorwiderstand bei roten LEDs und 5 V. Das gibt dann etwa 6 mA für die LEDs und rund 50 mA je IC wenn alle LEDs an sind. Die Elko Type kommt hin, aber der Elko ersetzt nicht den 100 nF (oder 1 µF) keramischen Kondensator für jedes IC. Gerade die Schieberegister sind relativ empfindlich auf Störungen. Bei den Elkos muss es auch nicht einer je IC sein, da reicht wohl auch einer pro Platine.
Habe eine Anzeige mit 1k ausprobiert, war mir hell genug. Das Projekt ist für meine Dunkelkammer gedacht, von daher wären sogar noch höhere Widerstandswerte in Ordnung. Dafür ist aber dann die PWM. Das heißt der Elko, den ich angegeben habe zwischen Spannungsversorung und GND der ganzen Platine und sowas: http://www.reichelt.de/Scheiben/KERKO-100N/3/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=9265;GROUPID=3169;artnr=KERKO+100N;SID=14UQrI4n8AAAIAAA6WWEw45492d4697b658dcc224f8706376c32f zwischen +5V und GND jedes ICs, richtig? Bin sehr froh, jetzt ein abgesegnetes Design zu haben. ;) Was ich ehrlich gesagt noch nicht ganz verstehe, ist, was du damit meinst: > Wegen der Entfernungen auch wirklich einer pro IC. Außerdem, warum jetzt an die ganze Platine einen Elko und an jedes IC ein Keramikkondensator? Habe nur die Vermutung: Elkos haben grundsätzlich höhere Kapazitäten, deswegen der eine für die ganze Schaltung, zum wirklichen Puffern von größeren Lasten. Keramikkondensatoren sind grundsätzlich von der Kapazität her kleiner (also rein herstellungsbedingt) und sind (wie du bereits angedeutet hast?) hier zum Vermeiden von Störungen? Was für Störungen? Das musst du mir nicht unbedingt erklären, nur wenn du Lust hast. Denn wie gesagt, eigentlich habe ich ja, was ich wollte. :) EDIT: Das mit dem Kaskadieren mit Qh' habe ich vergessen zu erwähnen, war natürlich eingeplant. Das Bild sollte also für das letzte Schieberegister in der Anordnung gelten. Grüße, Kay
Der verlinkte Kondensator Typ würde gehen, üblicher und noch etwas günstiger ist aber eine Vielschicht Type. Beim umschalten der CMOS Logic-gatter werden sehr schnell kleine Kondensatoren umgeladen. Da fließt dann kurzzeitig (ns) relativ viel Strom (z.B. 100 mA) und das verursacht Störungen. Um die Abzufangen und den Strom bereit zu stellen braucht man Kondensatoren an der Versorgung, die auch dicht genug dran sind und eine kleine Induktivität haben. Dafür sind die 100 nF Keramik dicht am IC. Ein Kondensator kann dabei in der Regel nur für 1 IC dicht genug ran, daher in der Regel für jedes IC 1 Kondensator. Wenn man es gut macht, geht die Leitung vom VCC Pin des ICs unter dem IC lang zum Kondensator, und der Kondensator liegt dicht am GND Pin. Die Verbindung zu GND und VCC geht dann vom Kondensator weiter - nicht vom IC aus. Der Elko ist so oder so langsam durch eine interne Induktivität. Entsprechend mache es da kaum einen Unterschied ob der 1 cm oder 10 cm weg ist. Da reicht dann ein Elko auch für mehr. Der Elko ist für die etwas längeren Zeiten, bzw. niedrigeren Frequenzen wo die kleinen Keramischen Kondensatoren wegen der Kapazität nicht mehr ausreichen. Wenn die Spannungsquelle schnell genug ist, geht es auch ohne den Elko, vor allem bei jetzt deutlich weniger Strom.
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