Moin, Wir wollen einen 8×8×8 RGB-Led Cube bauen. Dafür haben wir auch schon die LEDs gekauft und zu einem funktionierenden Gitter zusammengelötet, sodass wir je 64 R,G und B Kontakte für die LEDsäulen und 8 Erd-Kontakte für die horizontalen Ebenen haben. Die derzeitige Idee der Ansteuerung besteht darin Shift-Register (SN74HC595N) an die Farbkontakte anzuschließen und die Daten mithilfe eines FPGA's in die Shiftregister zu schreiben, um die nötige Frequenz für geschmeidige Animationen liefern zu können. Für die Erdungen wollen wir Mosfettreiber nutzen, damit wir den Strom (bis zu 64*3*10mA) einer ganzen Schicht auch konsistent schalten können. Wir haben aber zwei Probleme: 1) Das Treiben von 8 Led-Kanälen mit einem Shift-Register ist suboptimal 2) Wir arbeiten mit 5V und jeder Led-Kanal hat eine andere Vorwärtsspannung, was bedeutet, dass wir die Säulen mit ohmschen Widerständen vorschalten (und löten) müssen, was die Hälfte der Energie verschwendet (schlecht) Wir könnten 1) umgehen, wenn wir einen Led-Treiber (z.B. TLC5958) nutzen würden. Alle die wir gefunden haben sind aber Common-Anode Treiber. Und wir haben jetzt einen fertig zusammengebauten Common-Kathode Würfel. Für 2) müssten wir schon vorher Spannung transformieren (oder auch den Led-Treiber nutzen), und das verkompliziert die Schaltung, da wie für jeden LED-Kanal andere Steuerung brauchen. Gibt es dafür etwas äquivalentes? Oder hat jemand Ideen, wie wir den Ansteuerungsaufbau besser machen können, bevor wir wirklich anfangen Steuerungsbauteile dafür zu kaufen und zusammenzulöten?
Wir wollten die typischen Led-Hütchen (5mm LED) verwenden, damit der Würfel am Ende schöner aussieht. Das mit Common-Anode ist und schlicht zu spät aufgefallen
Philip G. schrieb: > Wir arbeiten mit 5V und jeder Led-Kanal hat eine andere > Vorwärtsspannung, was bedeutet, dass wir die Säulen mit ohmschen > Widerständen vorschalten (und löten) müssen, was die Hälfte der Energie > verschwendet (schlecht) Unfug, ob der Strom per Widerstand oder per Treiber-IC begrenzt wird, ändert nichts an der Gesamtleistung. Wenn ich verschiedene LED-Farben mit den selben Strom betreibe, habe ich optisch den störenden Eindruck unterschiedlicher Helligkeiten. Das liesse sich mit Widerständen anpassen, während ein Treiber-IC den gleichen Strom für alle liefert.
Philip G. schrieb: > Die derzeitige Idee der Ansteuerung besteht darin Shift-Register > (SN74HC595N) Philip G. schrieb: > bis zu 64310mA Die 64310mA sind vermutlich wenn alle LEDs und alle Farben gleichzeitig an sind? Das würde dann ca 40mA je Ausgang der schieberegister machen. Das von dir angegebene schieberegiater schafft das nicht annähernd, ein TPIC6B595N würde das aber direkt treiben können (ca bis 100mA alle Kanäle parallel) Auch würde ich überlegen ob multiplexing eine Option ist. Die grundschaltung für eine (oder z. B. Jede zweite) Ebene entwerfen und dann mehrere Ebenen (highside) verbinden und durch den lowside switch zwischen den Ebenen schalten. Da das schieberegister je Ausgang ja aus 2 seriellen d-latches besteht wobei der erste für die datenaufnahme/Weitergabe zuständig ist und das zweite dann wirklich den Ausgang steuert geht das mit schieberegister recht komfortabel. während Ebene 1 leuchtet kann man bereits die Daten für die Ebene 2 reinschreiben und wenn man alle drin hat übernehmen und lowside switch wechseln Das müsste mit RCK (schreiben) und SRCK (wirklich an den Ausgang übernehmen) gehen, bin da aber nicht mehr ganz sicher, am besten nochmal im Datenblatt nachlesen das lügt nicht
Manfred schrieb: > Unfug, ob der Strom per Widerstand oder per Treiber-IC begrenzt wird, > ändert nichts an der Gesamtleistung. das stimmt so leider nicht Wie soll der Treiber den Strom auch begrenzen ohne ihn zu verheizen? hier wird näher darauf eingegangen: https://www.ti.com/lit/an/sluaa69/sluaa69.pdf?ts=1619685423659&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F
Heinz R. schrieb: >> Unfug, ob der Strom per Widerstand oder per Treiber-IC begrenzt wird, >> ändert nichts an der Gesamtleistung. > > das stimmt so leider nicht > > Wie soll der Treiber den Strom auch begrenzen ohne ihn zu verheizen? Nanu, um 21:00 schon zuviel Alkohol?
Nochmal ein bisschen klarer formuliert damit es zu keinen Verwirrung kommt und weil I h es genau vertauscht hab: Takt an SRCK + SER IN - > Daten in die "vor latch" schreiben und jeweils zum nächsten wwitergeben Flanke an RCK: Daten des "vor latch" werden an den Ausgang übernommen
Manfred schrieb: > Nanu, um 21:00 schon zuviel Alkohol? ich kann mich über Dich echt nur wundern, Hauptsache dumm daher gelabert... Hast Du meinen Link angeschaut? Denkst Du in so einem LED-Treiber ist für jede einzelne LED ein DC-DC-Wandler? Denkst Du da kann man mal kurz mit PWM alles so hinbügeln das die LED das über Jahre überlebt?
Philip G. schrieb: > Wir wollten die typischen Led-Hütchen (5mm LED) verwenden, damit der > Würfel am Ende schöner aussieht. Es gibt die ws2812b neopixel auch als 5mm led Hütchen, schaut mal APA106 ... Ihr erspart euch viel Arbeit, und vor allem auch Diskussionen ;-)
Philip G. schrieb: > Oder hat jemand Ideen, wie wir den Ansteuerungsaufbau besser machen > können, Ihr könnt an den drei Anoden an allen RGB-LEDs jeweils drei NPN-Transistoren vorschalten. Dann können diese wiederum mit positiver Spannung angesteuert werden.
Philip G. schrieb: > Und wir haben jetzt einen fertig zusammengebauten Common-Kathode Würfel. Achso, dann habe ich das verwechselt. Also genau umgekehrt. Es müssen natürlich PNP-Transistoren sein, die dann negativ angesteuert werden können.
Lukas schrieb: > Ihr könnt an den drei Anoden an allen RGB-LEDs jeweils drei > NPN-Transistoren vorschalten. Dann können diese wiederum mit positiver > Spannung angesteuert werden. Wenn dann müsste man da PNP nehmen und könnte dann mit 0/5V schalten Sehe aber absolut keinen Sinn darin... Und bitte nimm dir in zukunft einen Nick der in diesem thread noch nicht vorkommt
Lukas schrieb: > Und bitte nimm dir in zukunft einen Nick der in diesem thread noch > nicht vorkommt Huch, hier gibt es ja schon einen Lukas. Ok, dann bin ich ab jetzt der Lukas 2!
Heinz R. schrieb: > Denkst Du da kann man mal kurz mit PWM alles so hinbügeln das die LED > das über Jahre überlebt? Abgesehen von der Leistung, wäre das auch ein Bedenken für hochfrequentes (100kHz) normales PWM für Helligkeitsvariation?
derrüdig schrieb: > Abgesehen von der Leistung, wäre das auch ein Bedenken für > hochfrequentes (100kHz) normales PWM für Helligkeitsvariation? nein, aber die LED sollte halt innerhalb Ihrer Spezifikation betrieben werden
Philip G. schrieb: > Wir könnten 1) umgehen, wenn wir einen Led-Treiber (z.B. TLC5958) nutzen > würden. Alle die wir gefunden haben sind aber Common-Anode Treiber Ja. So ist das halt Daher informiert man sich vorher. Die Verluste sind aber dieselben, egal ob mit Vorwiderstand oder Konstantstromtreibern es kostet euch nur 192 extra einzulötende Widerstände. Aber 64 x 3 x 10 mA fliessen ja nur 1/8 der Zeit. Eure LEDs sind nur so hell, als ob sie 1.25mA Dauerstrom bekämen. Kann ausreichen, aber 80mA wären drin, bei 16A Netzteil und MOSFETs und ausreichend starken Treibern statt der 595. https://dse-faq.elektronik-kompendium.de/dse-faq.htm#F.8.1
Philip G. schrieb: > 64*3*10mA Am PC wird 64 mal 3 mal 10mA Angezeigt Am Handy wird 64310mA Angezeigt
guest schrieb: > Am Handy wird 64310mA Angezeigt Dann schau mal genau hin. Die 3 ist schräg gestellt, weil das Malzeichen vor und hinter einer Zahl (3) für eine schräge Darstellung verantwortlich ist, ohne dabei selbst sichtbar zu werden.
MaWin schrieb: > Die Verluste sind aber dieselben, egal ob mit Vorwiderstand oder > Konstantstromtreibern Hier wurde das in Abrede gestellt: Heinz R. schrieb: > Manfred schrieb: >> Unfug, ob der Strom per Widerstand oder per Treiber-IC begrenzt wird, >> ändert nichts an der Gesamtleistung. > > das stimmt so leider nicht MaWin schrieb: > es kostet euch nur 192 extra einzulötende Widerstände. > Aber 64 x 3 x 10 mA fliessen ja nur 1/8 der Zeit. Eure LEDs sind nur so > hell, als ob sie 1.25mA Dauerstrom bekämen. Ich kenne die genaue Schaltung nicht, aber bei Multiplexbetrieb braucht doch nicht jede LED ihren Widerstand, kommt man da nicht mit weniger an den Knotenpunkten hin?
derrüdig schrieb: > Welche LEDs habt ihr denn dann verwendet? Die genaue Bauteilkennzeichnung weiß ich nicht, aber es sind generische 5mm Common Kathode Leds (Diese auf Amazon: https://www.amazon.de/Eastlion-Gemeinsame-Kathode-RGB-LED-Emitting/dp/B00N7BL2R4) Manfred schrieb: > [...] während ein Treiber-IC den > gleichen Strom für alle liefert. Ja, aber das könnten wir soweit ich weiß lösen, indem wir die LED Treiber immer nur für eine Farbe verwenden und dafür richtig einstellen, sodass wir das doch keine Vorwiderstände brauchen würden
Lukas schrieb: > Die 64310mA sind vermutlich wenn alle LEDs und alle Farben gleichzeitig > an sind? [...] > Auch würde ich überlegen ob multiplexing eine Option ist. Sorry das hab ich vielleicht falsch formatiert, ich meine 3 [kanäle] mal 64 [LED pro Schicht] mal 10mA [Strom pro LED] Multiplexing war da sowiso die Idee. Mic R. schrieb: > Es gibt die ws2812b neopixel auch als 5mm led Hütchen, schaut mal APA106 > ... > Ihr erspart euch viel Arbeit, und vor allem auch Diskussionen ;-) Nun ist das Würfel-Gitter aber schon gelötet und ich muss damit leben :-) Lukas schrieb: > Ihr könnt an den drei Anoden an allen RGB-LEDs jeweils drei > NPN-Transistoren vorschalten. Dann können diese wiederum mit positiver > Spannung angesteuert werden. Also mit COntrollerICs haben wir mit Common Kathode einfach Pech?
Manfred schrieb: > Hier wurde das in Abrede gestellt Es gibt hier immer dumme Beiträge. Manfred schrieb: > Ich kenne die genaue Schaltung nicht, aber bei Multiplexbetrieb braucht > doch nicht jede LED ihren Widerstand Du kannst davon aus gehen, dass ich die notwendige Anzahl der Widerstände schon richtig berechnet habe, 3 x 64
MaWin schrieb: > Aber 64 x 3 x 10 mA fliessen ja nur 1/8 der Zeit. Eure LEDs sind nur so > hell, als ob sie 1.25mA Dauerstrom bekämen. Kann ausreichen, aber 80mA > wären drin, bei 16A Netzteil und MOSFETs und ausreichend starken > Treibern statt der 595. Hmm, das ist ne Idee. Aber was würden wir dann für die Ansteuerung der Säulen nutzen, da es ja eben keine LED Treiber für unsere Common Kathode LEDs gibt und unsere SN74HC595 Shiftregister uns da abrauchen? jede der 196 Säulen selbst auch nochmal mit einem Mosfet zu treiben, will man ja auch nicht. An alle: Ich bin die Kommentare der Reihe nach durchgegangen und habe versucht alles was ich konnte zu beantworten, sorry wenn ich jetzt irgendwas noch gesagt habe was sowiso schon geklärt worden ist (wie die 64x3x10) die 10mA waren auch erst einmal nur eine Schätzung des LEDverbrauchs, basierend auf der 20mA Maximaldauerstromangabe von Amazon.
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MaWin schrieb: > Manfred schrieb: >> Hier wurde das in Abrede gestellt Aha, und warum bauen dann die ganzen Displayhersteller bei LED-Videowänden mit Common Anode LEDs Widerstände für die rote LED mit ein? Ja, man kann es bei Common Cathode LEDs anders lösen - über 2 unterschiedliche Betriebsspannungen Dazu bedarf es aber LEDs mit mehr als 4 Anschlüssen Das ist im von mir verlinkten TI-Dokument gut beschrieben MaWin schrieb: > Es gibt hier immer dumme Beiträge. Oh ja, habe gerade einen gefunden - Absender MaWin :-) Philip G. schrieb: > Hmm, das ist ne Idee. Aber was würden wir dann für die Ansteuerung der > Säulen nutzen, da es ja eben keine LED Treiber für unsere Common Kathode > LEDs gibt und unsere SN74HC595 Shiftregister uns da abrauchen? > jede der 196 Säulen selbst auch nochmal mit einem Mosfet zu treiben, > will man ja auch nicht. Wie viele Würfel habt Ihr denn schon gebaut? Du schreibst von FPGA usw - ganz ehrlich - ich würde die Würfel noch mal neu löten - etwas mehr Arbeit aber spart Dir später viel Zeit Es gibt momentan nur sehr wenige LED-Treiber für Common Cathode am Markt, auch die großen Displayhersteller tun sich hier momentan sehr schwer
Philip G. schrieb: > Aber was würden wir dann für die Ansteuerung der Säulen nutzen, da es ja > eben keine LED Treiber für unsere Common Kathode LEDs gibt und unsere > SN74HC595 Shiftregister uns da abrauchen? MIC5891 ?
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