Cube 7^3: wieviel transistoren kann ich ansteuern ?

[Besserwessi]

Die Schaltung hat immer noch die gleichen Probleme.
Bei den blauen LEDs wird die Spannung wirklich knapp:
Die LEDs selber braucht bei 50-100 mA ca. 4-4,5 V. Die 2 Transistoren auf der Vcc Seite geben höchstens 0,7 V Weniger raus als die Portpins die sie ansteuern. Auf der GND Seite muss man auch noch man mit wenigstens 0,2 V an verlust rechnen. Da bleibt wirklich kaum Spannung mehr für die Widerstände übrig, selbst wenn der Controller mit 6 V läuft.

Bei den 7*7*7 RGB LEDs (das sind gut 1000 LEDs !) sind das etwa 35 mal mehr als bei dem Test mit 30 LEDs. Ensprechend dunkler wird das !. Da hilft es auch nicht wenn das nur kurz hell sein soll, das wird dann halt kurz gleichmäßig fast dunkel.

Die hintereinandergeschateten Transistoren sind auch problematisch, denn es fließt immer der Basisstrom und sorgt für eine hintergrundhelligkeit. Bei dem extrem kleinen Tastverhältnis werden die LEDs dadurch kaum heller als sie ohnehin schon sind, wenn eigentlich aus sein sollten.


Es ist gar nicht so viel Komplizierter mehrere LEDs gleichzeitig zu treiben. Das wesenliche was man braucht sind mehr Ausgabe pins, die man z.B. durch eine Porterweiterung erhalten kann. Dafür spart man sich die Decoder ICs.

Für den Anfang ist das Projekt wirklich etwas zu groß.

[PhoenixTS82]

ich denke statt den 49 transistoren nehme ich ein ULN2003A, wie er gerade in dem anderen Thread besprochen wird...

und die spannungsversorgung für jede farbe kommt ja von aussen, nicht über den controler, also kann ich die auch ohne probleme erhöhen.

die leds brauchen
2,4V grün
3,6V Rot und Blau

Wie wäre es denn damit : ?

das 343 Led's gleichzeitig leuchten sollen ist ja nur der worst case, in diesem fall kann ich ja immer die 7 LED's übereinander gleichzeitig
betreiben (bzw. aus jeder ebene eine led), dann muss halt an den port C ein treiber rein.

in den meisten fällen leuchten ja maximal 5-10 LED's gleichzeitig.

was für ein IC brauche ich denn wenn ich ein treiber davorsetzten will ?

[Besserwessi]

Das mit der externen Spannung stimmt schon, aber die 3,6 V reichen besonders bei der blauen LED kaum für 20 mA. Für den höheren Pulsstrom braucht man über 4 V. Bei den Datenblättern die ich habe braucht man schon für 50 mA rund 4,5 V bei blauen LEDs.
Wenn die Transistoren mit dem Emitter zur LED sind, ist die Spannung auch durch den Kontroller begrenzt. Damit das so leuchten soll müßte man recht kleine Basisvorwiderstande nehmen und kriegt damit die roten LEDs nicht richtig aus. Den Teil der gegen Vcc schaltet müßte man wenigstens überarbeiten und da PNP-Transistoren nehmen.

Die ULN2003 ersetzen 7 Transistoren, allerdings mit etwas mehr Spannungsabfall, denn da sind Darlingtons drin.

[PhoenixTS82]

hmm wieso erhöht sich denn die spannung wenn ich nur nen kleinen impuls habe ? mehr als 3.6V sollte ich der LED doch nicht zumuten ?!?!

und was mach ich jetzt ?

[Besserwessi]

Gerade die blauen LEDs habe keine reine Dioden Kennlinie, sondern noch einen zusätzlichen Serienwiderstand, der vermutlich von den Kontakten kommt. Die balue LED verhält sich damit mehr wie eine LED mit 3 V Flußspannung und einem internen Serienwiderstand von etwa 25 Ohm. Bei 20 mA kommt man so auf etwa 3,5 V , bei 50 mA aber auch etwa 4,3 V. Kurzzeitig können die meisten LEDs die 50 mA (oft sogar 200 mA) vertragen, es muß dann nur das Tastverhältnich klein bleiben.

Die Schaltungen für LED Würfel die Ich kenne arbeiten meistens mit ULN2003 als Treiber für die GND Seite. Dort werden dann relativ viele Kanäle unabhängig angesteuert, also nicht nur jeweils einer. Die Widerstände kommen auf die GND Seite, man braucht also deutlich mehr als nur 3.
Auf der Vcc Seite werden dann meistens MOSFETS oder größere PNP Transistoren genommen, denn das kann dann deutlich mehr Strom (z.B. 1-5 A) fließen.

[PhoenixTS82]

also ich habe gerade mal ne test mit 5 led's gemacht die nacheinander für 0,5ms angesprochen und dann noch 45x0,5ms pause gemacht (um die fehlen leds einer ebene zu simulieren) und es mach noch einen recht guten eindruck...


was ist der der vorteil an MOSFET's ? bzw. pnp transistoren ?

[Besserwessi]

Mit Mosfets oder PNP transistoren verliert kriegt man mehr Spannung raus als mit den NPN Transistoren an der Vcc Seite. Mit MOSFETS hat man in statischen Fall und bei den eher niedrigen Frequenzen weniger Verlustleistung. Man braucht da allerdings entweder P.Kanal Fets (teuer und weniger Auswahl) oder spezielle Treiber ICs mit höherer Spannung.

PNP transistoren sind in der Regel günstiger und die Ansteuerung ist eher etwas einfacher. Für höhere Strom kann man die aber auch nicht mehr direkt vom Controller ansteuern.