Kollektorschaltung als LED Treiber von 7 Segmentanzeige?

[Kampi]

Er muss ja nicht alle LEDs auf einmal ansteuern. Er kann die LEDs auch multipleyen sodass pro 7-Segmentanzeige nur eine LED an ist. Und dafür braucht er nur ein paar Transistoren und das schafft der Controller auch ohne zusätzliches IC.

[Searcher]

Vielen Dank für Eure Kommentare.

Zunächst entnehme ich, daß da in der Schaltung kein prinzipieller Fehler enthalten ist!?

1. Habe gemerkt, daß die Emitterspannung bei höherer Last, Ie über 16mA, etwas sinkt. Liegt das dem begrenzten Ausgangsstrom des HEF4017B (Isource)?

Das ist fast sicher !

Hab ich's mir doch fast gedacht. Da ich nicht mehr als 16mA brauche, werd ich, denke ich mal alles komplett aufbauen und sehen, ob da Flimmern oder Helligkeitsschwankungen zu sehen sind.

Das kann man nutzen um automatisch den Strom zu begrenzen, dazu müssen die Widerstände entsprechend angepasst werden.

Ja, der Basisstrom wird automatisch durch die Beschaltung des Emitters begrenzt. Dadurch braucht es keinen Basisvorwiderstand. Die LED Vorwiderstände müssen etwas kleiner bemessen sein, als in einer Emitterschaltung. Werd nochmal ein bißchen messen, um den Spannungsabfall zwischen Basis und Emitter genau zu bestimmen und dann die Rv auch hinsichtlich der Helligkeit festlegen. Ist nach ersten Messungen bei VCC=4,4V und high Ausgangsspannung des 4017 von 4,25V UBE=880mV. (Auf die Schnelle mit Oszi gemessen)

Die Verschaltung für OE beim 74HC595 ist etwas komisch. Den Ausgang würde ich eher direkt an GND schalten. Es fehlt auch noch ein Möglichkeit zur Syncronisation des 4017

Kam mir auch etwas gewagt vor, da ich kein Datenblatt Truth Table fand in dem alle Zustände mit OE = high vorkamen. Hab ich dann ausprobiert und Schalten von OE hat keinen weiteren Einfluß, außer eben die Outputregister auf die Ausgänge durchzuschalten oder die Ausgänge hochohmig zu schalten!?

Ich habe hier eine genauere Verschaltung gezeichnet. Die komplette Schaltung soll später mit SPI über zwei Adern (Data und Clock) mit Daten versorgt werden. Es soll aber nicht vom µC aus gemultiplext werden, sondern die Outputregister des 595 auch dann als Speicher genutzt werden, wenn keine neuen Daten eintreffen. Das Multiplexen findet dann sozusagen Offline mit dem 4017 statt. Vom Inverter Chip, auf dem sich 6 Inverter befinden, werden 4 für das Invertieren in Richtung OE des 595 benutzt; aus den beiden anderen ist ein Taktgenerator entstanden, der den Takt für den 4017 bereitstellt. Somit muß man vom µC aus nur dann Daten über SPI schicken, wenn sie anfallen und das Multiplexen übernimmt dann "Offline" die vorgestellte Schaltung.

Eine Synchronisation des 4017 ist nicht vorgesehen. Mit was sollte er synchronisiert werden? Die Schaltung hatte ich schonmal mit 2 Ziffern aufgebaut und einen 74HC245 anstelle der Transistoren als Treiber eingesetzt. Hat funktioniert; allerdings weis ich noch nicht, warum nach jedem Ein-Ausschalten die anzuzeigenden Ziffern trotzdem immer an der richtigen Stelle richtig angezeigt wurden. Vielleicht werde ich da nochmal drauf zurückkommen oder besser gleich was machen. Meintest Du das mit Synchronisation?

Er kann die LEDs auch multipleyen sodass pro 7-Segmentanzeige nur eine LED an ist. Und dafür braucht er nur ein paar Transistoren und das schafft der Controller auch ohne zusätzliches IC

Ginge wahrscheinlich auch. Ich möchte den Controller aber von Routineaufgaben entlasten und Resourcen sparen. Multiplexen braucht normal ja immer einen Timer, der dann sonst nicht mehr oder nur sehr eingeschränkt zur Verfügung stünde.

Idee ist eine simple Anzeige zu haben, die sich schnell mal mit 2 Adern, GND und VCC an ein Steckbrett anschließen läßt oder als Impulslängenanzeige für ein Servotester mit ATtiny13 etc nutzen läßt.

Andere Frage ist, ob das wirklich so sinnvoll ist, ein weiteres Chip Grab zu schaffen, wo man fertige Anzeigen oder größere µC wirklich günstig bekommen kann. Dazu kann ich nur sagen: Die Tüftelei mit alten ausgebauten Bauteilen, auch wenn es besser geeignetes Neues gibt mach mir Spaß. Obwohl ich bei der nächsten Bestellung vermutlich 74HC4017 mitbestellen werde

Wenn die Kollektorschaltung theoretisch so gut funktionieren kann und es auch keine anderen Bedenken gibt?? , werd ich die Verdrahtung der 595er auf Lochraster in Angriff nehmen. (Synchronisation vielleicht über achtes Bit eines Bytes, da ich im Augenblick nur 7 tatsächlich nutze ???)

Boah, is spät geworden
Gruß´
Searcher

[wkrug]

Im Prinzip ist es natürlich schon eine Multiplexschaltung, weil ja von dem 4017 nur ein Ausgang aktiv ist.
Wenn es Dir wirklich um eine einfache Ansteuerung geht, warum verpasst Du dann nich jedem Siebensegment Display einen eigenen 74HC595?
Die seriellen Daten könnten dann einfach durch das Schieberegister durchgeschoben werden und wenn alle Daten drin sind wird das Latch aktiviert.
Ob das dann alle Sekunde passiert, oder alle 2ms ist im Prinzip egal, weil die 595er den letzten Zustand ja zwischenspeichern.

Du hast keinen Helligkeutsverlust durch das Multiplexen und einfach anzusteuern gehts auch. Zudem könnte man das System dann modular machen und bei Bedarf einfach weitere Stellen mit dran hängen.

[Searcher]

Wenn es Dir wirklich um eine einfache Ansteuerung geht, warum verpasst Du dann nich jedem Siebensegment Display einen eigenen 74HC595? Die seriellen Daten könnten dann einfach durch das Schieberegister durchgeschoben werden und wenn alle Daten drin sind wird das Latch aktiviert.

Das bringt mich aus dem Gleichgewicht. Ich hab ja schon pro Ziffer ein 595er vorgesehen, auch kaskadiert.. Und jetzt überlege ich wirklich, wie ich da draufgekommen bin, multiplexen zu müssen. Einfach alle 4 Ziffern rein und dann alle zusammen aktivieren wie Du schreibst... Da muß ich jetzt schwer überlegen um Gegenargumente zu finden... Möglicherweise endet das im Redesign...

Gruß
Searcher

[Besserwessi]

Die Schaltung wie von Wkrug vorgeschlagen ist wirklich einfacher. Der einzige Nachteil ist, dass man je LED einen Widerstand braucht, also hier wohl 4x8=32 Stück. Als SMD Ausführung sind die Widerstände auch nicht so schwer zu verlöten und brauchen nicht so viel platz.

Wenn man unbedingt die Widerstände einsparen will, könnte man ggf. statt der HC595 das ähnliche IC aus der alten 4000er CMOS Serie nehmen und dann die Spannung so weit reduzieren (z.B. 3-4,5 V) das es mit der Helligkeit passt. Da wirkt dann der Ausgangswiderstand der Gatter zur Begrenzung des Stromes. Entsprechend sollten die ICs aus der gleichen Charge sein.

Für 4 Stellen gäbe es auch noch den SAA1064 als Alternative, allerdings mit I2C interface.

[wkrug]

Wenn man so viele Widerstände gleichen Wertes braucht, kann man auch SIL Widerstandsarrays verwenden.
Wie z.B. die hier. Wenn man keinen gemeinsamen Anschluß hat, gibts die auch mit einzeln verdrahteten Widerständen.
Diese Arrays gibts auch in SMD, allerdings ist das eine "Strafe" die einzulöten.

[Searcher]

Hallo,
ich hab mein Gleichgewicht wiedergefunden

@wkrug & Besserwessi: wkrug, Dein Vorschlang klang zu gut und noch ein bißchen müde von gestern abend hab ich auch nicht gleich durchgeblickt, warum das bei mir nicht geht. Das Display, das ich irgendwo ausgebaut hatte ist ein Block mit 4 x 7-Segmentanzeigen. Es sind im Block die Kathoden der gleichnamigen Segmente aller 4 Ziffern zusammengeschaltet und mit 7 Anschlüssen nach außen geführt. Die Segmentanoden einer Ziffer sind auch zusammengeschaltet und pro Ziffer nach außen geführt.

Mein Anzeige ist ähnlich dieser Anzeige mit Code A: http://www.leds.com.hk/pdf/49KT40281AD.pdf (etwas zäh beim downloaden)

Deshalb sehe ich keine andere Möglichkeit als zu multiplexen. Ist das nun Glück oder Pech? Zumindest gibt es nicht so viele Strippen und Widerstände zum Display und meine "Strafe" muß noch warten. Ich harre der weiteren Dinge...

Genaue Art des Displays hatte ich zu anfangs nicht angegeben, da mein Focus auf dem Transistortreiber lag.

Gruß
Searcher