Transistor (PNP) / MOSFET für RGB LED Cube

[Danny (Gast)]

Hallo,

Ich möchte als nächstes Projekt auch einen 5x5x5 RGB LED Cube bauen, wie 
das wohl sehr viele versuchen. Habe mich aber entschlossen das 
Dimmen/Farbmischen nicht über SoftPWM oder BAM zu realisieren sondern 
den Baustein TLC5940NT zu verwenden. Das dieser etwas überdimensioniert 
ist, ist mir klar. Hat aber den Vorteil das es eine Konstantstromquelle 
ist und keine Widerstände für alle LEDs erbaut werden müssen. Da dieser 
aber als Senke für den Strom dient benötige ich aber auf der Gegenseite 
genügend starke Transistoren / FETs.

Ein Schaltplan habe ich noch nocht gezeichnet, da dieser auch stark von 
den eingesetzten Komponenten abhängen wird.

Aufbau: Die Ebenen werden gemultiplexed. Die LEDs (pro Farbe) möchte ich 
mit maximal 10mA betreiben. Spannungsversorgung ist 5V mit einem 
Netzteil (2A)
=> 5  5  3 * 10 = 750mA wenn alle Farben mit voller Leuchtkraft einer 
Ebene eingeschaltet sind.

Was würdet ihr mir empfehlen? PNP Transistor (z.B. BD140), ein PNP 
Darlington Transistor, PNP Leistungstransistor (z.B. BC327) oder einen 
MOSFET? Habe bisher noch nie mit FETs gearbeitet und sollte dies die 
generelle Empfehlung sein, muss ich mich erst schlau machen. Dennoch 
würde ich mich auch hier über einen konkreten Typ freuen.
Generell für das Verständnis würde ich mich sehr über das WARUM freuen, 
damit ich nachvollziehen kann was der ausschlaggebende Grund ist für die 
Empfehlung.

Bin auch offen für Bausteine / ICs welche 4-Kanal/8-Kanal sind. Die 
Suche nach solchen gestaltet sich schwierig, ... da die Auswahl zu 
komplex ist, wenn man keine Anhaltspunkte / Erfahrungen hat mit 
Standardtypen.

Ich hoffe diese Frage wird nicht zu sehr mit ironischen Antworten 
abgewertet =)

Gruss Danny

[Max H. (hartl192)]

Danny schrieb:
> Was würdet ihr mir empfehlen? PNP Transistor (z.B. BD140), ein PNP
> Darlington Transistor, PNP Leistungstransistor (z.B. BC327) oder einen
> MOSFET
P-Fet, z.B.IRLML2244.

Bedenke aber, dass die LEDs beim 1:5 Multiplexing nur 1/5 so hell sind. 
Bei 10mA also so hell wie bei 2mA continuous.

Jeder Kanal des TLC5940 hat 12bit, das wären dann 36bit pro LED, 900bit 
pro Ebene. Du brauchst also einen µC mit genügen RAM als Framebuffer...

[Moritz A. (moritz_a)]

Danny schrieb:
> => 5  5  3 * 10 = 750mA wenn alle Farben mit voller Leuchtkraft einer
> Ebene eingeschaltet sind.

Sicher, dass du dich hier nicht verrechnet hast?

Du hast pro "Balken" (1x1x5) 5 LEDs mit je 3 Farben, also 15 zu 
steuernde Farbkanäle, womit dein TLC5940 ausgelastet ist. Das würde dann 
aber nur 150mA machen.

Du musst für einen Komplettdurchgang über 5x5=25 dieser Balken 
iterieren, womit die LEDs maximal 1/25 der Zeit an sind. Da werden 10mA 
schon sehr duster, ich würde hier mich mindestens im Bereich 40-60mA 
bewegen. Mit Glück hast du ja ein Datenblatt der LEDs in dem die 
maximale Pulsbelastbarkeit steht.

Der genaue Wert lässt sich aber später ja sehr einfach über die 
Dot-Correction einstellen, daher würde ich sogar überlegen, die 
Schaltung auf die vollen 120mA pro Kanal auszulegen, auch wenn du dann 
High-Side 1,8A schalten musst. Aber nichts ist dümmer, als dass es am 
Ende zu dunkel ist, und die Hardware umgebaut werden muss.

Grüße
Moritz

[Max H. (hartl192)]

Moritz A. schrieb:
> Danny schrieb:
>> => 5  5  3 * 10 = 750mA wenn alle Farben mit voller Leuchtkraft einer
>> Ebene eingeschaltet sind.
>
> Sicher, dass du dich hier nicht verrechnet hast?
Ich würde sagen das ergibt Sinn, wenn er die Ebenen Multiplext. Eine 
Ebene besteht aus 5*5=25 RGB Leds = 75LEDs 75*10mA = 750mA.

[Moritz A. (moritz_a)]

Max H. schrieb:
> Ich würde sagen das ergibt Sinn, wenn er die Ebenen Multiplext. Eine
> Ebene besteht aus 5*5=25 RGB Leds = 75LEDs 75*10mA = 750mA.

Stimmt, da steht ja auch was von Ebenen multiplexen. Da habe ich wohl 
nicht genau genug hingeschaut.

[Danny M. (dannyyy)]

Vielen Dank für eure Antworten

Max H. schrieb:
> P-Fet, z.B.IRLML2244

Genau so etwas habe ich gesucht. Die Händler meiner Wahl führen diesen 
MOSFET, aber leider keine Variante davon in einem SO220, da ich das 
ganze auf eine normale Laborkarte löten möchte. Muss wohl auf Farnell 
oder einen ähnlichen Grosshändler ausweichen.

Max H. schrieb:
> Bedenke aber, dass die LEDs beim 1:5 Multiplexing nur 1/5 so hell sind.
> Bei 10mA also so hell wie bei 2mA continuous.

Da war ich zu voreilig beim erfassen. Du hast vollkommen recht.

[Max H. (hartl192)]

Danny Meier schrieb:
> enau so etwas habe ich gesucht. Die Händler meiner Wahl führen diesen
> MOSFET, aber leider keine Variante davon in einem SO220, da ich das
> ganze auf eine normale Laborkarte löten möchte.
Kein Problem, siehe anhang.

Danny Meier schrieb:
> SO220
Meinst du TO220?

[Moritz A. (moritz_a)]

Danny Meier schrieb:
> Genau so etwas habe ich gesucht. Die Händler meiner Wahl führen diesen
> MOSFET, aber leider keine Variante davon in einem SO220, da ich das
> ganze auf eine normale Laborkarte löten möchte. Muss wohl auf Farnell
> oder einen ähnlichen Grosshändler ausweichen.

Gibt's auch nicht, das wäre auch nur "Platzverschwendung".

Zur Not einen Adapter wie im Anhang nutzen ;)

EDIT: Oops, da ist die Software wohl über mehrere Punkte im Dateinamen 
gestolpert. Darf ein Mod gerne entsorgen.