4x4x4 Led RGB Cube

[Ls4]

Kann ich auch einfach 2 Vorwiderstände parallel anschließen und so den Widerstand halbieren?

Der Widerstand halbiert sich nur, wenn du 2 gleiche Widerstände parallel schaltest. Der Strom wird dann höher.

MfG Hannes

ja genau, das war der Plan. Das probiere ich dann morgen mal und schließe einfach soviele zusammen, bis ich den gewünschten Strom habe. Wenn der Strom nicht größer wird sehe ich ja dann, dass der Fehler irgendwo anders liegt.

Viele Grüße,

Tim

[Ls4]

so gut das mit den Ebenen auch voran geht, so schlecht klappt das mit der Elektronik
Ich habe nun mal einen Widerstand parallel dazu gehängt. (gleiche größe). Am Strom tut sich da leider absolut rein gar nichts.
Daraus habe ich den Schluß gezogen, dass nicht mehr geliefert werden kann und habe dann mal den Spannungsabfall gemessen. An Led und Vorwiderstand fallen zusammen 3.1V ab. Ist das eventuell zu wenig?
Demnach müssten an meinem PNP und N-FET zusammen 1.9V abfallen.
Was kann ich da nun noch tun?
Nur das Netzteil gegen ein größeres Austauschen und das ganze mit mehr Spannung versorgen?
Brauche ich dann zusätzliche Bauteile, oder kann ich mit der aktuellen Schaltung und den FET/Transistoren auch höhere Spannungen schalten....
Im Worst Case würde ich auch mit dem 4mA leben (wenn ich ansonsten die ganze Schaltun tauschen müsste) habe aber bedenken, dass beim Multiplexing die Leds dann überhaupt nicht mehr leuchten würden.
Sehr beunruhigt mich auch das ableben der roten Led in meiner Test LED. Diese hat einfach nur noch sporadisch funktioniert, um dann rigendwann in Rauch aufzugehen. Die Spannung auf meinem Board ist dann auch zusammengebrochen (Versorgungsled wurde dunkler). Ich nehme an, das gab dann einen kurzen und die Sache wurde leitend.

Ich hoffe ich bekomm es irgendwann noch hin, dass die Schaltung wie gewünscht funktioniert

EDIT: hat mir keine Ruhe gelassen und ich habs nun nochmal nachgemessen. es sind 3.2V Spannungabfall über blaue LED und 24Ohm Widerstand. Daraufhin habe ich mal den Vorwiderstand komplett entfernt. Dann müsste die Led auch an 3.7V Pervers leuchten. Tut das gute Stück aber nicht. es sind und bleiben 4mA. Stellt sich nur die Frage: Wo ist der Fehler passiert. Ist der Basiswiderstand am Bc327 vielleicht zu groß?

Stimmt meine Rechnung mit den 1.8V Spannungabfall an den Transistoren denn üebrhaupt, oder kann ich das auf diese Weise nicht bestimmen?

EDIT2: Ich hab nun auch mal den Spannungsabfall und den Basisstrom gemessen. An den IRLU024Z geht erwartungsgemäß keine Spannung verloren. An den BC327-16 gehen 1.65V!!!! verloren. Das ist doch viel zu viel. Sollte doch eigendlich maximal 700mV sein, oder?
Der Basisstrom ist 1.8mA


Viele Grüße,

Tim

[TomEdl]

EDIT2: Ich hab nun auch mal den Spannungsabfall und den Basisstrom gemessen. An den IRLU024Z geht erwartungsgemäß keine Spannung verloren. An den BC327-16 gehen 1.65V!!!! verloren. Das ist doch viel zu viel. Sollte doch eigendlich maximal 700mV sein, oder?
Der Basisstrom ist 1.8mA

Wie betreibst du denn deinen Transistor? Überprüfe mal im Schaltplan, ob der Basistrom durch die Last (LEDs) fließt. Wenn ja, dann verlierst du dadurch einiges am Kollektor-Emitter an Spannung. Wenn der Basistrom nicht durch die Last fließt, dann hast du zwar den Transistor richtig verschalten, aber er ist nicht ganz durchgeschaltet. Mit einem etwas größeren Basistrom sollte er dann komplett leitend werden. Dann beträgt der Spannungsabfall an der Kollektor-Emitterstrecke nur noch 100-200mV, also praktisch fast null.

Grüße
Thomas

[mausi_mick]

Hi,

die 36 Ohm bei der roten LED scheinen mir etwas niedrig zu sein,
es fallen ja, falls die Transistoern (mal) voll durchsteuern (sollten), fast 3V an ihm ab, sodass dann ca 80mA durch die Diode fliessen.
Die LED hält zwar 100mA maximal aus, aber nur bei "0,1ms Pulse width",
danach muss man vermutlich eine längere Pause machen.

Wieviel ms sie bei 80mA eingeschaltet sein darf, ist leider nicht spezifiziert.

Günstiger wäre wohl auch, anstelle der BC327 LL-Pmos-FETs zu nehem (BSS110,BSP613P z.B.), man spart sich dann einige Widerstände.

Gruss mausi_mick

[Ls4]

hm also muss ich die Zeilenumschaltung mit 10kHz machen um die Led nicht überzubeanspruchen?
Ich werde auf jeden Fall mehrstündige Tests mit den Ebenen machen. Wenn diese das nicht aushalten, dann reduziere ich den Strom über größere Widerstände. Das Material habe ich jetzt natürlich schon da und möchte das auch versuchen das so zu realisieren.
Mein Schaltplan müsste soweit korrekt sein. Ich reduzieren jetzt mal den Basiswiderstand und schaue mir an, ob er dann durchsteuert und ob das Problem hier anzusiedeln ist. Außerdem habe ich bei dem Netzteil die Möglichkeit die spannung auf 4.75V zu senken. Mit dem Abfall über den PNP habe ich dann auch nochmal eine geringere Spannung und einen geringeren Strom. (wenn ich alles richtig verstanden habe)

EDIT: Das wars. Der Transistor hat nicht ganz durchgeschalten und tut es immer noch nicht ganz, aber ich habe nun immerhin 35mA bei 1,1k Ohm Basiswiderstand. Ich gehe jtzt mal noch ein wenig runter (immer unter Beachtung des Basisstroms) und konstruiere mir so eine ordentlich Stromstärke für die Leds. Sollte ich irgendwann an die Belastungsgrenze des Atmegas stoßen höre ich einfach auf. Ich denke wenn ich 50mA erreiche wird die Helligkeit auch genügen und die Leds danken es sicher mit mehr Lebensdauer.



Viele Grüße,

Tim

[mausi_mick]

hi,

ich glaub nicht, dass das was nützt mit den 10kHz.
Bei 100mA erwartet die Diode nach einem Betrib von 0,1ms eine längere Pause ( 0mA ) wie lang diese Pause sein muss , weiss ich nicht, aber ich schätze deutlich mehr als 10ms . Bei 60mA ist das vielleicht nicht ganz so kritisch, aber ich würde eher mit kleineren Strömen arbeiten.

Ich glaube nicht, dass das mit der Verringerung des Basiswiderstandes klappt, bei 330 Ohm fliessen bereits 13mA (falls der Port bei der Belastung überhaupt auf 0V runtergeht) und bei einem Beta von 100 könnten bereits über 1 A am Kollektor fliessen (was der BC327 schon nicht mehr mag).

Vielleicht sollte man das mal mit einem BC327 und einer LED und einem 100 Ohm-Widerstand testen.

Gruss mausi_mick

[Ls4]

Also gut, dann probiere ich mal noch 3*2k2 parallel =>733Ohm und messe den Strom an der Basis sowie über die Led. Wenn dann der Strom um die 50mA liegt ist das ja dann ok. Dann belaste ich die Led nicht so stark, brauche nicht soviel Strom und hab trotzdem genügend Leuchtkraft (auch für PWM).
Die Vorwiderstände bleiben dann aber trotzdem drin, oder?
Auch wenn ich quasi ne Konstantstromquelle baue (sollte ich das alles soweit verstanden haben)

EDIT:
Ich hab noch ne Weile probiert.
mit 600Ohm als Basiswiderstand funktioniert es.
Der maximale strom fließt über die Rote LED. Das sind 50mA. EIne Led hat das jetzt auch ne gute Viertelstunde überstanden im 1/5 Multiplexing (also 10mA effektiv).
Das weiß sieht auch einigermaßen weiß aus, auch wenn es ein wenig Blaustichig ist, aber das ist wahrscheinlich überhaupt nicht zu vermeiden. Mit Helligkeit und Farben wäre ich nun zufrieden. Ich würde dann einfach 620Ohm Widerstände als Basis besorgen und das ganze so zusammenlöten , wenn es nicht noch Einwände gibt.

SO und un bin ich mal wieder eine Ebene löten


Viele Grüße,

Tim

[Ls4]

Hi,

damit niemand denkt ich hätte des Projekt eingestellt gibts mal wieder Neuigkeiten.
Neben den Klausurvorbereitungen hab ich noch ein wenig Zeit zum basteln gefunden.

Aktueller Stand:

- 3 Ebenen sind fertig
- Hautplatine fertig
- Pollin Net Io modifiziert
- Netzteil getestet

So nun heute habe ich die Flachbandkabel fertig konfektioniert und mal 5 Leds an ein Kabel gelötet und so die 5 Spaltenansteuerungen auf dem Mainboard getestet.

Die Ebenenanstreuerung funktioniert schonmal
Bei den Spaltenansteuerungen funktionieren 3 von 5 fehlerfrei.
Bei 2en ist noch der Wurm drin. Jeweils 1 Komponente der RGB Leds leuchtet nicht. Es sind also 2 Transistoren betroffen.

Morgen werde ich mich mal auf die Suche nach den Fehlern machen.

Ich hoffe ich habe nicht die Transistoren geröstet.

Kleine Anekdote am Rande:
Nach dem Auflöten den 75 Transistoren ging leider erstmal gar nichts, bis ich dann festgestellt habe, dass im BC327 Datenblatt erstmal der Transistor verkehrt herum zum Schaltsymbol abgebildet war und dann auch noch das Schaltsymbol in meinem Schaltplan anderstrum war. Ich habe also alle 75 Transitoren falsche herum eingebaut und durfte jeden wieder auslöten herumdrehen und wieder neu Anlöten....
Transistoren und Widerstände kann ich nun definitiv nicht mehr sehen!

Viele Grüße,

Tim

[Ls4]

Hallo,

das Projekt ist nicht wie man meinen könnte eingeschlafen, sondern läuft aufgrund meiner Diplomarbeit (auch was mit Robotern ) langsamer weiter.

Der aktuelle Zwischenstand:

Die Hardware läuft soweit.
Alle 5 Controller können die transistoren ansteuern und an jedem der 75 Ausgänge liegt das Signal an.
Die FETs für die einzelnen Ebenen arbeiten ebenfalls so wie gewünscht.
Noch nicht getestet ist I2C. Denke da wird es aber keine größeren Probleme geben.

Zwischenzeitlich habe ich nun alle Ebenen aufgebaut und die Ebenen verlötet. Der Würfel ist also soweit fertig und funktioniert auch!

Nächster Schritt ist nun das Gehäuse.
Hier hab ich eine Acrylglashaube mit den Abmessungen 30*30*40cm fertigen lassen. In die unteren 10cm kommt nun ein Holzgehäuse, welches die Hardware aufnimmt. Der Deckel des Gehäuses dient dann als Grundplatte für den Würfel.

Bezüglich Ansteuerung habe ich mir auch wieder ein paar Gedanken gemacht.

Die Steuerung über das Netzwerk hab ich komplett verworfen, da es mir unmut bereitet in eine fertige und mir nahezu unbekannte Firmware eine kritische Routine, die nicht hängen bleiben darf zu integrieren. (Multiplexing)

Deshalb werde ich nun als Mastercontroller einen weitern Atmega 88 verwenden. Dieser nimmt die Farbwerte über einen DMX Port an. Das ergibt dann 375 DMX Kanäle.

Der Mastercontroller muss also nur noch die Ebenen durchschalten und bei vorliegen von Daten an der seriellen Schnittstelle diese auf die 4 Controller aufteilen und übers I2C rausschieben.
Das sollte absolut keine Probleme geben (hoffe ich)

Das Pollin Board bleibt dennoch im Spiel und wird zum ARTNET Receiver umfunktioniert. Hierfür gibt es fertige Software. Die RS485 Chips und die DMX Buchsen kann ich in diesem Falle weglassen und die seriellen Schnittstellen des Pollinboards und des Mastercontrollers direkt verbinden (sollte doch gehen, oder?)

ARTNET ist ein Protokoll für DMX over Ethernet. Hierfür gibt es wiederrum Bibliotheken für den PC.

Meine Software am PC schiebt die Werte dann über Artnet raus an das Pollinboard, welches die Werte umkonvertiert und an den mastercontroller, der die werte wiederrum an die Clients weiterleitet.

Außerdem kann ich dann Visualisierungssoftware wie VVVV, DMXControl oder PureData verwenden und Animationen damit sehr einfach realisieren.

Was ich mich weiterhin Frage:

Die Werte für immer 25*3(Farben) Leds werden in meinen Clients abgelegt und zeitgleich von jedem Client immer 5*3(Farben) Leds bedient.
Soweit so gut. Für PWM gibt es mittlerweile ja recht flotte fertige Routinen, die auch 15 Kanäle bedienen können.
Jedes mal wenn eine Ebene umgeschaltet wird muss auch das PWM Array in den Clients umgeschaltet werden um die aktuell angesteuerte Ebene mit den rihtigen Werten zu bedienen.

Was passiert nun beim umschalten der Ebenen?
Setze ich den PWM Timer immer auf 0 und laufe wieder erneut bis 254 wenn eine Ebene angeschaltet wird?
Vermutlich wird das genau so sein nehme ich an.

Mit welcher Frequenz muss ich denn die Ebenen durchschalten, bzw wie hoch muss dann die PWM Frequenz sein?
Ich sollte ja mehrere PWM Zyklen pro Ebene schaffen um überhaupt den richtigen Farbwert auszugeben...

Reichen hierfür 100Hz bei den Ebenen und 400Hz bei PWM?
oder kann ich gar noch geringere Werte für ein Flackerfreies Ergebnis anpeilen?
Sind 400Hz PWM bei 15 Kanälen überhaupt machbar?

Außerdem habe ich offensichtlich ncoh ein Problem mit der Spannungsversorgung. Die Leds flackern ungelcihmäßig im Betrieb. Ich nehme an, dass meine 5V am Netzteilausgang doch nicht ganz stabil sind. Ich hoffe das mit einem großen Elko als Puffer ausgleichen zu können.

Viele Grüße,

Tim

[Ls4]

hier nun mal ein paar Bilder
Verfolgt das Projekt eigendlich noch jemand?

Viele Grüße,

Tim