Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schieberegister kaskadieren


von Michael M. (saku86)


Lesenswert?

Hallo,

ich bin derzeit dabei eine Uhr mit Arduino zu verwirklichen, die dann 
mit LEDS funktionieren soll. Sprich 60 LEDs für Sekunden, Minuten und 12 
für Stunden. Ich nutze das Schieberegister 74HC595, um die vielen 
Ausgänge zu realisieren. Es funktioniert zur Zeit auch alles wunderbar, 
ich habe nur eine Frage, die ich mir leider mit Hilfe der Suchfunktion 
nicht beantworten konnte. Wenn ich den Strom an der LED für die erste 
Sekunde messe, dann ist auffällig, dass der Strom bei 5mA liegt. Aber im 
Laufe der Zeit, wenn immer mehr LEDs im Sekundentakt dazugeschaltet 
werden, sinkt der Strom.
Kann mir dieses Phänomen jemand erklären? Zur Zeit habe ich lediglich 20 
LEDs angeschlossen, da ich nicht so ein großes Steckbrett habe. Jetzt 
habe ich Angst, dass bei 60 LEDs der Strom irgendwann so gering wird, 
dass die LEDs nicht mehr leuchten.

Ich freu mich auf eure Antworten.

von zufaulzumlogin (Gast)


Lesenswert?

Keine Vorwiderstände an den LEDs?

von zufaulzumlogin (Gast)


Lesenswert?

zufaulzumlogin schrieb:
> Keine Vorwiderstände an den LEDs?

Noch vergessen: Was für eine Stromversorgung hast du?

von Max H. (hartl192)


Lesenswert?

Weißt du, dass beim 74HC595 max. (Limiting values) 70mA durch den Vdd 
und Vss fließen dürfen?

von Karl H. (kbuchegg)


Lesenswert?

Michael M. schrieb:

> Sekunde messe, dann ist auffällig, dass der Strom bei 5mA liegt. Aber im
> Laufe der Zeit, wenn immer mehr LEDs im Sekundentakt dazugeschaltet
> werden, sinkt der Strom.
> Kann mir dieses Phänomen jemand erklären?

Klares Indiz, dass irgendwas überlastet ist.
Durch den höheren geforderten Strom geht die Spannung 'in die Knie'. 
Durch die geringere Spannung sinkt automatisch der Strom. Das geht so 
lange, bis sich der Verbraucher und der Lieferant auf einen Wert 
eingependelt haben, bei dem der Lieferant (wenn auch bei geringerer 
Spannung) den Strom liefern kann, den der Verbraucher (bei dieser 
geringeren Spannung) verbraucht.

von Michael M. (saku86)


Lesenswert?

470 Ohm hab ich dran

von Michael M. (saku86)


Lesenswert?

Widerstände hab ich hinter jeder LED. Jeweils 470 Ohm

von Michael M. (saku86)


Lesenswert?

>
> Klares Indiz, dass irgendwas überlastet ist.
> Durch den höheren geforderten Strom geht die Spannung 'in die Knie'.
> Durch die geringere Spannung sinkt automatisch der Strom. Das geht so
> lange, bis sich der Verbraucher und der Lieferant auf einen Wert
> eingependelt haben, bei dem der Lieferant (wenn auch bei geringerer
> Spannung) den Strom liefern kann, den der Verbraucher (bei dieser
> geringeren Spannung) verbraucht.

Also ich hab ja hinter jeder LED einen Widerstand. Die Spannungsquelle 
ist direkt der Arduino und die 5 Volt erhält die LED von den jeweiligen 
Ausgängen. Ich verstehe nicht, wenn ich 5mA an der ersten LED messe, 
dann sinds ja 40mA für das Schieberegister, was ja weit unter der 
Maximalbelastung ist.

von zufaulzumlogin (Gast)


Lesenswert?

Dan ist evtl. deine Spannungsversorgung zu knapp. Die Werte für die SR 
werden eingehalten, wie der Arduino jetzt aussieht, und woher deine 5V 
für die SR komen weiß ich nicht. Mit was wird denn der Arduino mit 5V 
versorgt? Und wo am Arduino werden die 5V für die SR abgegriffen?

von Langer (Gast)


Lesenswert?

@Michael M.
Textbeschreibungen zur Schaltung sind unklar und praktisch immer 
unvollständig.

Also Schaltplan posten, nicht unbedingt den vom Arduino (was für einer?) 
aber alle Leitungen beschriften, die von dort zu den Schieberegistern 
führen und natürlich die komplette Verdrahtung der LEDs.

von Michael M. (saku86)


Lesenswert?

zufaulzumlogin schrieb:
> Dan ist evtl. deine Spannungsversorgung zu knapp. Die Werte für die SR
> werden eingehalten, wie der Arduino jetzt aussieht, und woher deine 5V
> für die SR komen weiß ich nicht. Mit was wird denn der Arduino mit 5V
> versorgt? Und wo am Arduino werden die 5V für die SR abgegriffen?

Die Spannungsversorgung wird durch den 5V Ausgang des Arduino 
bereitgestellt und der Arduino erhält die Spannung von einem 12V 
Netzteil.
Aber da kommt mir der Gedanke, dass ich die SR vielleicht Testweise mit 
dem Labornetzgerät versorgen sollte oder?

von Karl H. (kbuchegg)


Lesenswert?

Michael M. schrieb:
> zufaulzumlogin schrieb:
>> Dan ist evtl. deine Spannungsversorgung zu knapp. Die Werte für die SR
>> werden eingehalten, wie der Arduino jetzt aussieht, und woher deine 5V
>> für die SR komen weiß ich nicht. Mit was wird denn der Arduino mit 5V
>> versorgt? Und wo am Arduino werden die 5V für die SR abgegriffen?
>
> Die Spannungsversorgung wird durch den 5V Ausgang des Arduino
> bereitgestellt und der Arduino erhält die Spannung von einem 12V
> Netzteil.

Und dieses Netzteil schafft wieviel Strom?

von Michael M. (saku86)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Karl Heinz schrieb:
> Michael M. schrieb:
>> zufaulzumlogin schrieb:
>>> Dan ist evtl. deine Spannungsversorgung zu knapp. Die Werte für die SR
>>> werden eingehalten, wie der Arduino jetzt aussieht, und woher deine 5V
>>> für die SR komen weiß ich nicht. Mit was wird denn der Arduino mit 5V
>>> versorgt? Und wo am Arduino werden die 5V für die SR abgegriffen?
>>
>> Die Spannungsversorgung wird durch den 5V Ausgang des Arduino
>> bereitgestellt und der Arduino erhält die Spannung von einem 12V
>> Netzteil.
>
> Und dieses Netzteil schafft wieviel Strom?

Ich habe es nun mit einem Labornetzteil versucht. Kommt aber auch da zu 
diesem Phänomen. Ich habe mal meinen Schaltplan angehängt.

von Karl H. (kbuchegg)


Lesenswert?

Michael M. schrieb:
> Karl Heinz schrieb:
>> Michael M. schrieb:
>>> zufaulzumlogin schrieb:
>>>> Dan ist evtl. deine Spannungsversorgung zu knapp. Die Werte für die SR
>>>> werden eingehalten, wie der Arduino jetzt aussieht, und woher deine 5V
>>>> für die SR komen weiß ich nicht. Mit was wird denn der Arduino mit 5V
>>>> versorgt? Und wo am Arduino werden die 5V für die SR abgegriffen?
>>>
>>> Die Spannungsversorgung wird durch den 5V Ausgang des Arduino
>>> bereitgestellt und der Arduino erhält die Spannung von einem 12V
>>> Netzteil.
>>
>> Und dieses Netzteil schafft wieviel Strom?
>
> Ich habe es nun mit einem Labornetzteil versucht.

Kannst du auch mal konkrete Zahlen nennen?

von Karl H. (kbuchegg)


Lesenswert?

Michael M. schrieb:

> Ich habe mal meinen Schaltplan angehängt.

Öh.
Bei 220 Ohm Vorwiderstand und 5V rinnen aber keine 5mA an einer roten 
LED. Da brauch ich gar nicht mit rechnen anfangen. 220 Ohm nehm ich als 
Vorwiderstand, wenn ich zu faul zum rechnen bin. Da kommen irgendwas um 
die 15mA raus, was für eine Wald und Wiesen rote LED gut passt.


Irgendwas geht bei dir in die Knie bzw. wird am Anschlag betrieben. 
Schon die ersten 5mA, die du gemessen hast, sind dubios. Mit 5mA 
leuchtet eine normale (also keine Low-Power) LED - ich sach mal: es ist 
eine matte Sache.


Miss halt mal die Spannung über LED und Vorwiderstand oder an den 
Versorgungspins des 595, während du unterschiedlich viele LED 
einschaltest. Ich wette mit dir, du wirst sehen, wie die von anfänglich 
5V immer weniger wird. Und dann verfolgst du mal zurück bis zum 
Netzteil, bis wohin du den Spannungseinbruch feststellen kannst.

: Bearbeitet durch User
von Michael M. (saku86)


Lesenswert?

Karl Heinz schrieb:
> Michael M. schrieb:
>
>> Ich habe mal meinen Schaltplan angehängt.
>
> Öh.
> Bei 220 Ohm Vorwiderstand und 5V rinnen aber keine 5mA an einer roten
> LED. Da brauch ich gar nicht mit rechnen anfangen. 220 Ohm nehm ich als
> Vorwiderstand, wenn ich zu faul zum rechnen bin. Da kommen irgendwas um
> die 15mA raus, was für eine Wald und Wiesen rote LED gut passt.
>
>
Die 220 Ohm hab ich am Anfang genutzt und mittlerweile mehrfach gegen 
andere Widerstände ausgetauscht, um die passende Helligkeit zu erlangen. 
LOW Current Leds sind es nicht.
Ich muss dazu sagen, dass ich am Anfang meiner Elektronikkarriere bin. 
Ich wollte eigentlich nur eine Uhr bauen und dann kamen die anderen 
Bauteile dazu mit RTC und DCF etc.
Morgen werde ich ganz genaue Zahlen zu dem Strom liefern und mal 
versuchen an den einzelnen Punkten zu messen.

Auf dem Schalplan sind die restlichen LEDs an den Schieberegistern nicht 
eingezeichnet, damit ich die Übersicht behalte.

: Bearbeitet durch User
von Karl H. (kbuchegg)


Lesenswert?

Michael M. schrieb:
> Karl Heinz schrieb:
>> Michael M. schrieb:

> mehrfach gegen
> andere Widerstände ausgetauscht, um die passende Helligkeit zu erlangen.

Nämlich welche?


Zahlen sind gefragt! Zahlen!


Auf welche Stromberenzung ist dein Labornetzteil eingestellt?


Schau. Die Sache ist die:

Du kannst mit deiner ausgestreckten Hand 1/2 Kilo (in Form eines 
Bierglases) in der waagrechten halten. Das ist für deine Muskeln kein 
Problem. Ich kann auch noch ein 2.tes derartiges Bierglas auf deine 
Handfläche stellen - kein Problem.
Aber je mehr 1/2 Kilo Biergläser ich aber auf deine ausgestreckte Hand 
stelle, desto mehr wird dein Arm sinken. Deine Kraft reicht einfach 
nicht. Was mit 1 oder 2 Gläsern noch funktioniert, funktioniert mit 20 
nicht mehr.
D.h. die beiden "Forderungen"
* ausgestreckter Arm
* immer mehr Biergläser
sind für dich nicht erfüllbar. Irgendeine der Forderungen muss gelockert 
werden.

Genauso hier:
Dein Netzteil, oder sonst irgendeine der Komponenten dazwischen, haben 
ein Limit. Entweder die 5V können gehalten werden oder aber die 
Belastung durch das ziehen von zu viel Strom ist zu groß, so dass die 
Spannung absackt.

: Bearbeitet durch User
von Michael M. (saku86)


Lesenswert?

So, ich war heute fleißig und hab nach sehr viel Rumsteckerei folgendes 
herausgefunden:

Also ich nutze ja die Ausgänge der Schieberegister jeweils für 
Sekunden/Minuten/Stunden. Damit ich die Ausgänge jedoch unterschiedlich 
nutzen kann, schalten drei Transistoren die jeweiligen Kreise ganz 
schnell an und wieder aus. So spare ich mir ja einiges an 
Schieberegistern.
Ich habe nun zum Test mal nur die Sekunden angemacht und direkt auf GND 
geschaltet, also ohne das Schalten durch den Transistor. Dies führte 
dazu, dass der Strom konstant blieb. Sobald ich den Transistor 
dazwischen geschaltet hab, sank der Strom.

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.