4x4x4 Led RGB Cube

[Ls4]

Hi Leute, also die LEDs sind jetzt da.
Die Widerstandswerte scheinen überhaupt nicht zu stimmen, oder ich habe irgendetwas grob falsch gemacht.

Ich hatte noch C1815 NPN Transistoren da.
Diese habe ich dann mit 1.5k Ohm als Basis Widerstand an den Atmega angeschlossen.
Den Atmega auf 1:6 Multiplexing programmiert, den Emitter an GND und den Kollektor an die gemeinsame Masse der LED.
Dann mit den Winderständen angefangen zu spielen.

Für mein Verständnis brauche ich für eine identische Helligkeit der LEDs einen weißen Farbton, wenn ich alle Farben angeschlossen habe. Das habe ich dann probiert.
Nur irgendwas kann da absolut nicht stimmen. Für Rot war ich bei circa 60 Ohm, Blau hatte 20 Ohm und grün hatte ich mittlerweile sogar komplett ohne Widerstand angeschlossen. Dennoch fehlt mir ein großer Grünanteil in der Farbe. Blau+Rot gibt ein schönes Lila. Da scheint der Mischanteil zu stimmen. Rot+ Grün gibt Orange (hier gehts schon los. Sollte doch gelb sein). Und alles zusammen gibt ein sehr sehr helles Pink. Vom weiß ist das aber alles noch stark entfernt.

Die Helligkeit ansich scheint bei den LEDs sehr gut zu sein. Sie blenden nicht, sind aber auch keine funzeln.

Hat jemand eine Ahnung wo mein Fehler ist?
Eigendlich sollte bei 5V ohne Vorwiderstand meine LED doch gnadenlos durchbrennen?
Habe ich eventuell den Basiswiderstand zu groß gewählt, so dass mein maximaler Strom zu stark begrenzt wird?

Viele Grüße,

Tim

[Besserwessi]

Wenn der transistor ein 2SC1815 ist, sollte er eine Verstäkrung von rund 100, oder eher mehr haben. Mit 1,5 K an der Basis wären das rechnerisch bis rund 300 mA, also reichlich für LEDs. Bei 100 mA sollte ohnehin Schluß sein ! Am Basiswiderstand kann es also kaum liegen.

Gerade für einen ersten Test sollte man eher mit wenig Strom (<20 mA) anfangen. Wenn das Datenblatt stimmt sollten die LEDs damit schon ziehmlich hell sein ! Das wäre aber nicht das erste mal das bei Teilen von Ebay Datenblatt und Teile nicht zusammenpassen.

Das die grüne LED etwas dunkel ist, ist in gewissen Grenzen normal. Grün hat halt den geringsten Wirkungsgrad und effektive grüne LEDs sind relativ teuer. Man wird also erstmal die Grüne LED mit passendem Strom (50 mA, bzw. erstmal 20 mA) betreiben, und dann den Strom der beiden anderen LEDs dazu passend wählen, auch wenn das dann deutlich weniger wird. Für den erseten abgleich würde ich auch eher ohne Multiplexing arbeiten und den Strom messen.

Die grüne LED ganz ohne Vorwiderstand ist nicht gut - da könnte die LED schon gelitten haben.

[Ls4]

Die Led wird eh nur meine Testled. die Füßchen stehen schon in alle Richtungen und ich hab sie auch geschmiergelt =>Diffus, damit ich die Farben besser sehe. Dann werde die LEDs also erstmal mit größeren Widerständen an 5V testen und den Strom auf 50mA einstellen.

Kann ich dann fürs 1:6 Multiplexing die Widerstandswerte einfach durch 6 teilen, oder muss ich da anders vorgehen?

Viele Grüße,

Tim

[Besserwessi]

Das mit den Widerständen auf 1/6 für den Umstieg von Dauerbetrieb auf 1:6 Multiplexing, ist eine erste Näherung. Die LED selber und die Treiber haben auch noch einen differentiellen Widerstand, den man da auch noch einrechnen könnte. Also eher die kleineren Widerstände noch mehr verkleinern. Den Feinabgleich (ca. +-20%) kann man ja ohnehin in Software machen.

[Ls4]

1/6 war ja eh falsch. ich werde in 5x5x5 bauen (LEDS waren so günstig)
und brauche dann 1/5 Multiplexing. Dann lote ich das mal aus, was ich wirklich benötige an Widerständen und teile den Wert dann durch 5. Den Rest mach ich in Software. Leiber etwas weniger Strom und längere Lebensdauer, als übertrieben und gleich Schrott. Die mittlerste Led im Wüfrle zu tauschen ist sicher kein Spaß

Gruß Tim

[Ls4]

so. jetzt hab ich das mal ausgemessen.
Als Richtwert hatte ich 15mA, als 75mA im Multiplexing
Bei Blau bin ich auf 120Ohm gekommen
Grün hat 100Ohm und Rot
hat 180Ohm.
Bei Grün hatte ich dann 15.4mA
Blau 15mA
und Rot 15.3mA
Das sollte ja soweit denke ich ok sein. Den Rest kann ich ja dann in Software machen.
Dividiert durch 5 komme ich auf
24Ohm für Blau
20Ohm für Gründ und
36Ohm für Rot.

Das ist schön. Die Werte gibts alle beim Reichelt.

Muss ich jetzt auch noch alle LEDs gleichzeitig anschließen um zu schauen, ob das auch wirklich ein Weiß gibt?
Oder hab ich bei gleichen Strömen auch gleiche Farbanteile, so dass ich mir keine Gedanken mehr darüber machen muss?

Dafür habe ich nämlich mit Sicherheit nicht genug Widerstände da.

Viele Grüße,

Tim

[Ls4]

Also,

mittlerweile habe ich meine Tests abgeschlossen.
Die Wiederstände stimmen. Es gibt zusammen ein zugegebenermaßen etwas bäuliches weiß und das gelb ist auch ein wenig Orange. aber das ist soweit ok. Denke das kann man in Software dann justieren.

Die Anoden versorge ich über Pfostenbuchsen und Flachbandkabel. die Kathoden, über die ja mehr Strom fließt versorge ich mit Platinenverbindern.

Die Stromversorgung war mir auch ein wenig ein Dorn im Auge. Hier habe ich mich jetzt für den LM2576 entschieden. Das ist etwas teurer, aber dafür bin ich mit 3A auf der sicheren Seite und brauche habe noch deutlich weniger Verlustleistung. Als Induktivität habe ich hier eine High Current Spule mit 2.5A Belastbarkeit gewählt. Außerdem müssen noch relativ große Elkos dran.

Die µCs und der ENC28J60 werden nun von dem 7805 auf dem Pollin Board gespeißt. Diese bekommt einen kleinen passivkühlkörper. die Spannung für die Transistoren kommt dann vom LM2576, welcher auch einen Passivkühlkörper bekommen wird.
Der 7805 bekommt noch eine 1N4148 Zwischen in und out spendiert, da ich ja jetzt doch einiges an Kabelwegen und angeschlossenen Gerätschaften habe. Da weiß ich nicht was passiert und wie die Kapazitäten sind. Ich will ja nichts riskieren

Soweit so gut. Ich bin mit der technischen Auslegung zufrieden.
Hoffe das Funktioniert am Ende auch wie gewünscht.

Einziges Verbleibendes Problem ist der Silberdraht für die LEDs. Dieser soll möglischt filigran sein, damit man ihn nicht so sehr sieht, dabei aber natürlich das ganze ordentlich halten.
Teuer ist der Spaß auch noch je dicker er wird.

Gefunden habe ich 0.6, 0.8 und 1mm Stärke.

Was würdet ihr hier wählen?
Da ich relativ viele Verstrebungen habe dachte ich an 0.6mm, aber hält das wirklich?

Als Netzteil dürfte ich nachher bei 7-8V denke ich ganz ordentlich liegen, oder?

wenn das geklärt ist bin ich denk ich soweit, dass ich die Versandabteilung von Reichelt bemühen kann..

Viele Grüße,

Tim

[Besserwessi]

Beim LM2576 muß man bei den ELKOs ein wenig nach ESR und Strombelastbarkeit schauen. Mit Multiplexing wird etwas mehr Kapazität aber auch nicht schlecht sein. Eine 2,5 A Induktivität reicht bis etwa 2 A Ausgangsstrom, denn die Induktivität muß nach dem Spitzenstrom bemessen sein.

Als Draht sollte der 0,6 mm Draht schon reichen. Die freie Länge ist ja nur der Abstand zwischen den LEDs.

[Ls4]

hm nicht so einfach mit den Schaltreglern.
Ich hab mich jetzt mal durch das Datenblatt gewühlt.
ich habe keine Ahnung wieviel Strom ich am Schluß tatsächlich benötige.
Rein rechnerisch komme ich auf 75mA pro LED. Das ganze dann für jede Farbe macht 225mA. und das ganze dann für 25 Leds die maximal gleichzeitig an sein können mact schon über 5A. Der LM schafft das wohl soweit ich das aus anderen Foren entnehmen konnte. Nen großen Kühlkörper hab ich auch da und mach ich drauf. Deshalb sollte das alles doch schon ordentlich groß ausgelegt sein denke ich.
Ich habe noch gelesen parallel zu jedem Elko sollte noch ein Abblockkondensator sein. am besten 2 in Reihe, falls der mal durchbrennt und leitend wird. Ne Sicherung mach ich bei den Strömen besser auch vor die ganze Schaltung. Als Abblocker habe ich normale 100n Kerkos gewählt (50V).
Als Kondensatoren. 2 in Reihe macht 200n. Sollte passen.
Die Elkos sind diese
Bei den Elkos ist mir nich ganz klar nach welche Strombelastbarkeit ich da schauen muss. ich finde den Wert Ripple Current.
Als Eingangskondensator habe ich 470µF 35V Low ESR und 1220mA Ripple
Als Ausgangskondensator habe ich 1000µF 35V Low ESR und 1945mA Ripple.
Schottky is ne MUR410
Leider ist die 5A 100µH Spule beim Reichelt grade nicht lieferbar. Das Datenblatt habe ich an der Stelle mit der Spule nicht so ganz verstanden.
Meine aber die Diagramme besagen, dass ich bei maximal 12V Eingangsspannung 68µH benutzen kann. Ich habe dazu eine 64µH Funkentstördrossel in Ringkernausführung bis 5A gefunden. Kann ich die nehmen?

Bei dem Netzteil ist mir immer noch ein wenig schlecht. Kann ich auch ein externes (Schalt)netzteil mit 5V nehmen und ohne Regler an die Scahltung anschließen. Dann wohl am besten ein stabilisiertes?

Viele Grüße,

Tim

[TomEdl]

Ich habe noch gelesen parallel zu jedem Elko sollte noch ein Abblockkondensator sein. am besten 2 in Reihe, falls der mal durchbrennt und leitend wird.

Was sollte das denn für einen Sinn haben? Du halbierst die Kapazität und wenn einer durchbrennt, dann wird es der andere auch gleichzeitig oder kurz darauf tun. In dem Fall hast du dann nämlich eindeutig falsch dimensioniert.

Grüße
Thomas