Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Schieberegister 74HC595 überlastet ?


von Mathias B. (mathias_b980)


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Ich habe eine einfache Arduino-Schaltung mit 8 roten LED und 8 220Ohm 
Vorwiderständen und dem 595er aufgebaut.
Wen ich das Programm starte, werden nach ein paar Sekunden die LEDs 
schwarz. Ich betreibe es mit 5Volt.

Ich habe versuchsweise den 595er an die 3.3V angehängt, jetzt läuft das 
ganze ohne Probleme.

Könnte es sein, das ich den 595er überlastet habe ?

von Falk B. (falk)


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@ Mathias Burkhard (mathias_b980)

>Ich habe eine einfache Arduino-Schaltung mit 8 roten LED und 8 220Ohm
>Vorwiderständen und dem 595er aufgebaut.
>Wen ich das Programm starte, werden nach ein paar Sekunden die LEDs
>schwarz.

Schwarzlicht-LEDs?

>Ich habe versuchsweise den 595er an die 3.3V angehängt, jetzt läuft das
>ganze ohne Probleme.

Kann es sein, daß du den 595 mit 3,3V ansteuerst? Oder vielleicht hast 
du auch Eingänge offen gelassen?

>Könnte es sein, das ich den 595er überlastet habe ?

Eher nicht. Sooo schlimm sind 8x13mA nicht, auch wenn es OFFIZIELL 
zuviel ist. Möglicherweise geht deine Spannungsversorgung in die Knie?

von Harald W. (wilhelms)


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Falk B. schrieb:

> Schwarzlicht-LEDs?

Vielleicht auch eine Dunkelbirne.
http://www.dunkelbirne.de/dunkelbirne.html

von Mathias B. (mathias_b980)


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>Schwarzlicht-LEDs?

Ich habe mich wohl falsch ausgedrückt. :D

>Kann es sein, daß du den 595 mit 3,3V ansteuerst?

Der Arduino sollte eigentlich standardmässig 5V ausspucken.
Oder täusche ich mich da ?

>Oder vielleicht hast du auch Eingänge offen gelassen?
Ausser dem Pin9 (QH") sind alle angeschlossen.
13 an GND
10 über einen 10K Pullup an 5V(3.3V), zusätlich mit einem Reset-Taster 
an GND. Wen ich den drücke werden alle LEDs dunkel.

>Möglicherweise geht deine Spannungsversorgung in die Knie?
Das ganze ist an einem USB-Port des PCs angeschlossen.
Ich werde bei Gelegenheit die R200 Widerstande durch R300 austauschen.

von Falk B. (falk)


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@ Mathias Burkhard (mathias_b980)

>>Kann es sein, daß du den 595 mit 3,3V ansteuerst?

>Der Arduino sollte eigentlich standardmässig 5V ausspucken.

Welcher Arduino? Die neueren Arduino Due und Zero haben 3,3V IOs!
Alle anderen AFAIK 5V.

>Ausser dem Pin9 (QH") sind alle angeschlossen.
>13 an GND

OK

>10 über einen 10K Pullup an 5V(3.3V), zusätlich mit einem Reset-Taster
>an GND. Wen ich den drücke werden alle LEDs dunkel.

Das darf nicht sein, denn Pin ist SCL, damit wird nur das interne 
Schieberegister gelöscht, nicht aber das Speicherregister!

>>Möglicherweise geht deine Spannungsversorgung in die Knie?
>Das ganze ist an einem USB-Port des PCs angeschlossen.
>Ich werde bei Gelegenheit die R200 Widerstande durch R300 austauschen.

Oder es ist ein klassischer Programmierfehler, der 0x00 ins Register 
schiebt?

von Mathias B. (mathias_b980)


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>Welcher Arduino?

Nano

>>10 über einen 10K Pullup an 5V(3.3V), zusätlich mit einem Reset-Taster
>>an GND. Wen ich den drücke werden alle LEDs dunkel.

>Das darf nicht sein, denn Pin ist SCL, damit wird nur das interne
>Schieberegister gelöscht, nicht aber das Speicherregister!

Dann hat es wohl einen Fehler in meinem Buch.

>>>Möglicherweise geht deine Spannungsversorgung in die Knie?
>>Das ganze ist an einem USB-Port des PCs angeschlossen.
>>Ich werde bei Gelegenheit die R200 Widerstande durch R300 austauschen.

>Oder es ist ein klassischer Programmierfehler, der 0x00 ins Register
>schiebt?
Dann würde es mit 3.3V auch nicht gehen oder ?

: Bearbeitet durch User
von DocMartin (Gast)


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Hallo,

Falk B. schrieb:
> Eher nicht. Sooo schlimm sind 8x13mA nicht, auch wenn es OFFIZIELL
> zuviel ist. Möglicherweise geht deine Spannungsversorgung in die Knie?

Mathias B. schrieb:
> Das ganze ist an einem USB-Port des PCs angeschlossen.

8x13 = 104mA --> vielleicht spuckt ja der USB-port nur seinen 
Standardstrom aus (also 100mA)?

von Falk B. (falk)


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@ DocMartin (Gast)

>> Das ganze ist an einem USB-Port des PCs angeschlossen.

>8x13 = 104mA --> vielleicht spuckt ja der USB-port nur seinen
>Standardstrom aus (also 100mA)?

Kann sein, ein paar mA braucht der Arduino für sich selbst. Einige 
(bessere) USB-Ports schalten dann knallhart wegen Überstrom ab.

von Mathias B. (mathias_b980)


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>Mathias B. schrieb:
>> Das ganze ist an einem USB-Port des PCs angeschlossen.

>8x13 = 104mA --> vielleicht spuckt ja der USB-port nur seinen
>Standardstrom aus (also 100mA)?

An dem kann es nicht liegen, habe es gerade an meinem Tablet-Ladegerät 
mit 5V und 2A probiert, der gleiche Effekt.

Könnte es sein, das der Arduino selbst eine Strombegrenzung hat ?
Der Nano sieht mir nicht nach einer Starkstromquelle aus.

von Falk B. (falk)


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@ Mathias Burkhard (mathias_b980)

>Könnte es sein, das der Arduino selbst eine Strombegrenzung hat ?

Eigentlich nicht.

>Der Nano sieht mir nicht nach einer Starkstromquelle aus.

Wo sind denn die 5V für das Schieberegister angeschlossen?

von Mathias B. (mathias_b980)


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>Wo sind denn die 5V für das Schieberegister angeschlossen?

Bei dem Pin am Nano, welcher mit 5V angeschrieben ist (zwischen A7 und 
RST).

von Falk B. (falk)


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Miss mal die 5V Versorgung wenn die LEDs ausgehen. Ausserdem ist noch 
ein kleiner, gemeiner Bug auf dem Board. Der TEST Pin vom FT232RL ist 
OFFEN! FAIL! Der muss an GND! Einfach eine Zinnbrücke zwischen Pin 25 
und 26 herstellen.

von Mike (Gast)


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Mathias B. schrieb:
> Dann hat es wohl einen Fehler in meinem Buch.

Meist kennt der Hersteller eines Bausteins ihn am besten. Und der 
veröffentlicht das meist im zugehörigen Datenblatt/Errata und evtl. in 
Application Notes. Das sollte die erste Referenz sein. Alles andere 
beruht darauf und birgt die Gefahr, mit Fehlern ausgeschmückt zu sein.

von Mathias B. (mathias_b980)


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Ich habe heute meine Schaltung nochmals angeguckt, ich hatte einen 
kleinen Fehler, der 10K Widerstand hing in der Luft, das falsche Loch 
erwischt.

Jetzt geht es auch mit 5V.

Den Taster und den 10K Widerstand habe ich unterdessen entfernt.


Was hat der MR und OE für eine Funktion ?

von Dietrich L. (dietrichl)


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Mathias B. schrieb:
> Was hat der MR und OE für eine Funktion ?

Hast Du schon mal ins Datenblatt geschaut?
Siehe Seite 5:
http://www.nxp.com/documents/data_sheet/74HC_HCT595.pdf

Gruß Dietrich

von Mathias B. (mathias_b980)


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>Hast Du schon mal ins Datenblatt geschaut?
>Siehe Seite 5:

Mit MR kann man die Flipflops reseten.
Mit OE kann man alle Ausgänge auf aus stellen.

Ich kann mir vorstellen, das man diese Funktionen nur ganz selten 
braucht.



>100 MHz (typical) shift out frequency

Um den 595er voll auzunutzen, müssste mein Arduino um einiges schneller 
als nur 1MHz sein.

von Falk B. (falk)


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@ Mathias Burkhard (mathias_b980)

>Mit MR kann man die Flipflops reseten.

Genau: die FlipFlops des Schieberegisters

>Mit OE kann man alle Ausgänge auf aus stellen.

Genau: Auf Tristate

https://www.mikrocontroller.net/articles/Ausgangsstufen_Logik-ICs#Tristate

>Ich kann mir vorstellen, das man diese Funktionen nur ganz selten
>braucht.

MR so gut wie nie, OE manchmal.

von Karl H. (kbuchegg)


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Mathias B. schrieb:
>>Hast Du schon mal ins Datenblatt geschaut?
>>Siehe Seite 5:
>
> Mit MR kann man die Flipflops reseten.
> Mit OE kann man alle Ausgänge auf aus stellen.
>
> Ich kann mir vorstellen, das man diese Funktionen nur ganz selten
> braucht.

Das stimmt für MR. Bei einer Ansteuerung durch einen µC ist es 
programmtechnisch meistens viel einfacher einfach 0x00 ins 
Schieberregister auszugeben und durchzuschalten. Das spart Sonderfälle 
und auch einen Ausgabepin am µC.

Den OE hingegen kann man brauchen. Er ist die einfachste Möglichkeit um 
beispielsweise eine PWM an alle Ausgänge gleichzeitig durchzuschalten 
und damit zb 8 Leds gleichzeitig zu dimmen. Das wiederrum kann man 
brauchen, wenn die Leds beispielsweise alle mitsammen an die 
Umgebungshelligkeit angepasst werden sollen, wie es beispielsweise Uhren 
haben, die ihre Anzeige in der Nacht zurückdimmen.

> Um den 595er voll auzunutzen, müssste mein Arduino um einiges schneller
> als nur 1MHz sein.

Das ist nur die halbe Miete.
Denn der 595 ist ja nur ein Zwischenbaustein. An dem hängt ja dann 
wiederrum eine weitere Beschaltung an den Ausgängen. Und normalerweise 
ist es die, welche dir Beschränkungen auferlegt. Mit den 100Mhz hast du 
hauptsächlich die Gewähr, dass dir diese Zwischen-Verteilerschicht nicht 
in die Suppe spuckt. In diesem Sinne ist es meist recht unerheblich ob 
du den 595 geschwindigkeitsmässig 'ausnutzen' kannst.

von Mathias B. (mathias_b980)


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>Den OE hingegen kann man brauchen. Er ist die einfachste Möglichkeit um 
>beispielsweise eine PWM an alle Ausgänge gleichzeitig durchzuschalten
>und damit zb 8 Leds gleichzeitig zu dimmen.

Da wäre noch etwas interessantes zum ausprobieren.
Den Pin über einen Timer schnell ein und ausschalten.

: Bearbeitet durch User
von Karl H. (kbuchegg)


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Mathias B. schrieb:
>>Den OE hingegen kann man brauchen. Er ist die einfachste Möglichkeit um
>>beispielsweise eine PWM an alle Ausgänge gleichzeitig durchzuschalten
>>und damit zb 8 Leds gleichzeitig zu dimmen.
>
> Da wäre noch etwas interessantes zum ausprobieren.
> Den Pin über einen Timer schnell ein und ausschalten.

Ja. Beim Arduino geht das sogar ganz besonders einfach. Nimm einen 
Ausgang den du mit analogWrite ansprechen kannst, verbinde ihn mit dem 
OE und du kannst deine 8 LED mittels analogWrite gemeinsam auf 
unterschiedliche Helligkeiten einstellen. :-)

: Bearbeitet durch User
von Mathias B. (mathias_b980)


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>Ja. Beim Arduino geht das sogar ganz besonders einfach. Nimm einen
Ausgang den du mit analogWrite ansprechen kannst, verbinde ihn mit dem
OE und du kannst deine 8 LED mittels analogWrite gemeinsam auf
unterschiedliche Helligkeiten einstellen. :-)

An das habe ich nicht gedacht, die Analog-Ausgänge sind getriggert.
Somit ist es wirklich einfach.

von Albert M. (Firma: Bastler aus Mönchengladbach) (albertm) Benutzerseite


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Falk B. schrieb:
> Welcher Arduino? Die neueren Arduino Due und Zero haben 3,3V IOs!
> Alle anderen AFAIK 5V.

Nur zur Information:
Dieser Arduino Uno ist umschaltbar 3,3V oder 5V

http://www.ebay.de/itm/DE-Lager-NEU-SainSmart-UNO-R3-Starter-Board-MEGA328P-AU-ATMEGA16U2-For-Arduino-/221210591650?hash=item33812dc1a2:g:~e8AAOxyYTRSZMnh

Davon habe ich mehrere im Einsatz. Sehr angenehm bei Benutzung von 3,3V 
Sensoren.

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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von Mathias B. (mathias_b980)


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Würde die Geschwindigkeit des 74HC595 ausreichen, um einen 
Parallel-Drucker(Centronics)  anzusteuern, oder waren diese 
Schnittstellen um einiges schneller ?

von Klaus (Gast)


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Mathias B. schrieb:
> Würde die Geschwindigkeit des 74HC595 ausreichen, um einen
> Parallel-Drucker(Centronics)  anzusteuern, oder waren diese
> Schnittstellen um einiges schneller ?

Da gibt der Rechner die Geschwindigkeit vor. Ist er langsam, muß der 
Drucker damit leben.

MfG Klaus

von Wolfgang (Gast)


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Mathias B. schrieb:
> Würde die Geschwindigkeit des 74HC595 ausreichen, um einen
> Parallel-Drucker(Centronics)  anzusteuern, oder waren diese
> Schnittstellen um einiges schneller ?

Die ersten PCs der 1970..80er Jahre, und aus dieser Zeit stammt die 
später als Centronics-Schnittstelle genormte Druckerschnittstelle, waren 
eher langsamer als heutige Mikrocontroller. Der 74HC595 hat überhaupt 
kein Problem mit den 150kbits/s.

von Georg (Gast)


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Mathias B. schrieb:
> Würde die Geschwindigkeit des 74HC595 ausreichen, um einen
> Parallel-Drucker(Centronics)  anzusteuern

Das ist technisch kein Problem, die Frage ist nur wie lange du auf 
Drucke warten willst - bei Text kein Problem, Farbdrucke solltest du so 
besser nicht senden.

Es gab ja Briefdrucker, z.B. Typenrad, die haben so etwa 10 Byte/s 
gedruckt. Damit waren sie aber schneller als jede Sekretärin.

Georg

von Mathias B. (mathias_b980)


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>Es gab ja Briefdrucker, z.B. Typenrad, die haben so etwa 10 Byte/s
>gedruckt. Damit waren sie aber schneller als jede Sekretärin.

Diese Dinger kenne ich noch gut, fast alles hat gezittert, es gab fast 
Risse in den Mauern. :-D
Diese Drucker wurden auch sehr viel über RS232 betrieben.



Wie sieht es mit Kurzschlussfestigkeit von den 74HC595 aus ?
Wen man z.B. versehentlich einen Ausgang an GND hängt ?

von Wolfgang (Gast)


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Mathias B. schrieb:
> Wie sieht es mit Kurzschlussfestigkeit von den 74HC595 aus ?

Guckst du Datenblatt Limiting Values/Absolute Maximum Ratings unter 
Output Current.

Von Kurzschlussfestigkeit steht da nichts.

von Georg (Gast)


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Mathias B. schrieb:
> Wie sieht es mit Kurzschlussfestigkeit von den 74HC595 aus ?
> Wen man z.B. versehentlich einen Ausgang an GND hängt ?

Deswegen hatte die Original-Centronics-Schnittstelle ja auch lauter 
Open-Collector-Ausgänge mit Pullups. Meistens so ein Urtyp wie 7406.

Georg

von Georg (Gast)


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Mathias B. schrieb:
> Diese Dinger kenne ich noch gut, fast alles hat gezittert

Dia ganz alten unter uns erinnern sich vielleicht sogar noch an die 
"Sekretärin" genannten Frauen, die man vor den Druckern eingesetzt hat. 
Die wurden nach "Anschläge/Sekunde" beurteilt, da gab es auch schon 
Benchmark-Tests.

Georg

von VW Vorsteher (Gast)


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Georg schrieb:
> Die wurden nach "Anschläge/Sekunde" beurteilt, da gab es auch schon
> Benchmark-Tests.

Ja genau. Dagegen sehen selbst heutige Top Terroristen blas aus.

von Mathias B. (mathias_b980)


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>Guckst du Datenblatt Limiting Values/Absolute Maximum Ratings unter
>Output Current.

Da steht folgendes.

IO output current VO = 0.5 V to (VCC + 0.5 V)
pin Q7S - 25 mA
pins Qn - 35 mA

Bedeutet dies, das der 74HC595 den Strom auf 35mA begrenzt ?
Und dies auch im Kurzschlussfall ?

von Karl H. (kbuchegg)


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Mathias B. schrieb:
>>Guckst du Datenblatt Limiting Values/Absolute Maximum Ratings unter
>>Output Current.
>
> Da steht folgendes.
>
> IO output current VO = 0.5 V to (VCC + 0.5 V)
> pin Q7S - 25 mA
> pins Qn - 35 mA
>
> Bedeutet dies, das der 74HC595 den Strom auf 35mA begrenzt ?
> Und dies auch im Kurzschlussfall ?

Nein.
Es bedeutet, wenn du ihm 35 mA zumutest, dann gibt der Hersteller keine 
Garantie mehr dafür, was alles passieren kann.
Es gibt noch ein 2. Limit: der Strom auf der Versorgungsspannung.

Das ist wie beim Auto: Wenn dir der Hersteller als Drehzahllimit 7000 
U/min zusichert, dann hält der Motor das aus. Das bedeutet nicht 
zwangsläufig, dass er bei 7001 sofort hochgeht. Aber der Hersteller 
garantiert dir eben für  nichts mehr.

: Bearbeitet durch User
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