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Thema: LED Display inklusive Spektral Analysator (Gelesen 32085 mal)
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Fabeulous
Gast
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Hallo Leute!
Also ich plante ja schon seit längerem meinem Gehäuse einen VU Meter zu verpassen. Leider waren die erfolge einen zu bauen recht erfolglos. Deswegen oder eher zufällig fand ich beim stöbern auf mikrocontroller.net eine "Anleitung" bzw. eher einen Thread zu einem Spektral Analysator. Und da ich sowieso irgendwie auf µC's stehe habe ich mir gedacht kriegt mein PC halt sowas(sieht eh stylisher aus finde ich). Falls jemand lust hat es zu lesen es geht um diesen Thread-->http://www.mikrocontroller.net/topic/27001#new
Ich habe mir das ganze mal durchgelesen und bis auf das FFT Zeugs(was wohl etwas komplizierter aber auch nicht so wichtig ist, es zu verstehen) auch verstanden(denke ich).
Um das für euch mal kurz zusammen zu fassen:
Das teil besteht aus zwei teilen. Einmal einem µC der die FFT Sachen berechnet(Also die einzelnen Frequenz spektren trennt und zur Weiterverarbeitung aufbereitet). Und einem „LED Display“ welches diese Werte dann ausgibt. Das LED Display soll eine Größe von 32*16 „Pixeln“ haben. Also 512 LED’s.
Warum LED Display und nicht einfach ein normales LCD?
Weil ich LCD’s mittlerweile zu Standard mäßig finde und es gerne mal ausprobieren würde ein „eigenes Display“ zu bauen.
Außerdem würde ich dieses LED Display gerne hinter einer schwarzen Plexiglasplatte verstecken so dass man die „Pixel“ nur sieht wenn diese leuchten. Quasi ein Stealth Display…
Vlt. programmiere ich später noch was sodass ich eine art Laufschrift oder einfach nur ein Text anzeigen lassen kann. Aber eins nach dem anderen.
So ich wollte erstmal mit dem LED Display anfangen weil es meiner Meinung nach das schwierigste ist. Für den Rest gibt es recht eindeutige Schaltplane zum nachbauen.
Erstmal ein paar fragen zu den LED’s:
- Was meint ihr welche Helligkeit müssen die LED’s mindestens haben sodass man sie durch die Plexiglasplatte gut sieht?
- Ich habe überlegt ob ich SMD LED’s nehme. Würdet ihr eher dazu oder dagegen raten?
Kann man so was dann noch auf lochrasterplatine löten oder sollte man sich dann lieber eine platine ätzen lassen?
Nun zu dem Schaltplan(Ich habe euch den einzigen Schaltplan den ich zum Display gefunden habe mal angehängt):
Ich werde den noch mal richtig in Eagle zeichnen weil ich ihn so auf den ersten Blick recht unverständlich fand.
Also ich sag einfach mal wie ich den verstanden habe und wenn ich was Falsches sage dann schreit laut!
IC1 ist ein 4 zu 16 Bit Multiplexer mit dem 16 MOSFET’s geschaltet werden welche für die einzelnen Zeilen zuständig sind.
IC4 bis 7 sind Schieberegister welche Transistoren für die einzelnen Spalten schalten.
Die Stellen an denen sich die Leitungen von den Spalten und den Zeilen kreuzen stellen „Pixel“ bzw. LED’S dar.
Bei den Sachen bin ich mir eigentlich ziemlich sicher(ist ja auch nicht so schwer) aber nun vermute ich mal:
Nehmen wir mal an das Pixel in der oberen linke ecke wird „eingeschaltet“ dann fließt der Strom über den MOSFET an Pin1 von IC1 über die LED zum Transistor von Pin4 von IC4.
Also so würde mir das zumindest etwas einleuchten?!
Noch ne Sache sagen wir mal alle LED’s sind an und eine LED zieht 10 mA dann wären das so ungefähr 5 A wenn alle LED’s an sind. Muss ich da irgendwas Besonderes beachten? Das PC Netzteil sollte das ja eigentlich schaffen(ist ja alles auf der 5 V Schiene)?!
Was sagt ihr zu dem ganzen vorhaben? Machbar oder utopisch?
Im Vorraus schon mal danke!
Mit freundlichen Grüßen
Fabeulous
http://fabeulousde.h198298.ser...q/ledmatrix.gif
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xonom
Modding MacGyver
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ich frag einfach andersrum wieviel erfahrung hast du schon mit löten und programmieren? 
warum nicht erstmal nen lcd programmieren und wenn das geht nen led, das die wie du schon erkennt schon erkannt hast einfacher ist?
machbar is das ganze kein thema. ob du dir mit lochraster einen abbrechen willst ist deine sache aber ich bin fast immer für ne gedruckte schaltung. es grad bei ner matrix sehrviel einfacher. und wo wir grad dabei sind warum verwendest du nicht
sowas hier??
es gibt auch maxim fertige treiber bausteinen für diese geschichte. is halt die frage ob das einfacher ist als selber programmieren, such mal nach MAX6952.
ob das mit deinem schwarzen plexi funktioniert und wie hell die leds sein müssen würd ich eher ausprobieren.
naja hoffe das hilft dir weiter
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Fabeulous
Gast
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Also das löten würde ich mir aufjednefall zu trauen. Ich habe zwar noch keine SMD Sachen gelötet aber ich denke irgendwann ist immer das erste mal.
Ja meine Programmierfähigkeiten sind in Visual Basic eher auf Schulniveau und damit habe ich auch in der 10 Klasse das letzte mal was gemacht.
Aber ich würde eh in Delphi programmiern weil ich da noch etwas fitter bin und auch mein letztes Programm darin programmiert habe. Das war bzw. ist ein Programm zur steurung einer Relaiskarte(http://www.modding-faq.de/Foru...topic=17118.210).
Als ich damit angefangen habe konnte ich in Delphi eigentlich auch nur "Hallo Welt!" Programme aber bekannterweise ist google dein bester Freund. Deswegen sehe ich dem programmiertechnischem gelassen entgegen.
Ja das mit dem LCD finde ich wie gesagt mittlerweile zu abgelutscht und wenn ich nen LCD ohne controller programmiere dann kommt es ja eigentlich auf das selbe raus.
Außerdem wäre es wie gesagt auch doppelte Arbeit weil ich es ja gerne als LED Matrix machen würde damit ich es hinter der Plexiglasplatte platzieren kann.
Okay ich hab ehrlich gesagt auch zu einer geätzten Platine tendiert weil ich damit die LED's vlt. enger aneinander platzieren kann als wenn ich es auf Lochrasterplatine machen würde. Ich informiere mich mal zum Thema SMD und schaue dann weiter was ich dann für LED's nehme.
Dann teste ich auch gleich mal wie hell die LED sein sollte.
Ja ich muss zugeben die fertige LED Matrix ist verlockend aber ich glaube fast das teil ist zu dunkel. Außerdem würde ich gerne grüne und blaue LED's verwenden. Trotzdem schonmal danke für die tips!
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Fabeulous
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Ne ich sprach von dem Programm zur steuerung. Also für den Lauftext etc...
Den µC würde ich in Assembler programmieren!
Übrigens hat sich die Sache mit den SMD LED'S vermutlich erledigt. Ich bin nämlich nicht bereit mir für über 150 Euro LED's zu kaufen! 
Deswegen werden es nun wahrscheinlich 3mm LED's.
Habe ich das mit dem Schaltplan denn so richtig verstanden?
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TzA
Modder der Apokalypse
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Ich würde dir auf jeden Fall zu industriell gefertigten geätzten Platinen raten, wenn man die aus Bulgarien kommen lässt sind die auch garnicht mal so teuer. Mit Lochraster so eine Matrix zu erstellen dürfte sehr nervig werden, ebenso bei selbstgeätzten Platinen, da man ja dort jede Durchkontaktierung selber bohren&einlöten muss. Bei einer geätzten Platine kannst du auf der einen Seite die Zeilen und auf der anderen die Spalten machen, bei jeder LED gibts dann eine Durchkontaktierung die das hintere Signal nach vorne bringt.
Außerdem würde ich dir unbedingt zu SMD-LEDs raten, das verlöten geht einfach viel schneller und präziser, da man keine Beinchen durchstecken und abschneiden muss und die Position auch gleich fixiert ist. Ich weiß ja nicht wo du geschaut hast, aber SMD-LEDs gibts in normalen Farben (nicht blau&weiß) für um die 10 ct bei Reichelt (evtl woanders auch noch günstiger bzw mit Mengenrabatt).
Das Prinzip der Schaltung scheinst du richtig verstanden zu haben, ich halte es allerdings nicht unbedingt für das ideale AVR-Einstiegs-Projekt, das ist doch schon etwas fortgeschrittener (aber durchaus machbar, da es ja fertigen Code gibt). Um die Schaltung aber vom PC aus ansteuern zu können und z. B. Texte darauf anzeigen zu können brauchst du zwingend C- oder Assembler-Kenntnisse, da der AVR ja die eigentliche Ansteuerung und das Multiplexing der LEDs übernimmt.
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You need only two tools. WD-40 and duct tape. If it doesn't move and it should, use WD-40. If it moves and shouldn't, use the tape |
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Reisi
Lötkolbenfreak
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Hat es irgendeinen Grund weshalb da ein AT89 drinn ist? Willst mal alle µC Architekturen durchprobieren? 
Und, was soll das NE555 Monoflop da links oben? Mal ganz davon abgesehen, dass das einen doch recht langen Puls ausgibt und das dadurch ein deutliches Flimmern entstehen würde, ist es doch kein Problem das über Software zu machen.
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Fabeulous
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@TzA:
Okay dann muss ich nochmal gucken. Ich hab bisher einfach bei Google die diversen LED Shops abgeklappert und da kosteten die SMD LED's von 30 bis 99 Cent pro Stück.
Aber ich hab jetz gerade mal nachgeguckt. Das Plexi welches durchleuchtet werden sollte ist eh komplett Blickdicht. Also werde ich wohl erst LED's und dann das passende Plexiglas kaufen.
Also dann versuche ich es wohl doch mla mit SMD LED's. Bei was für Bulgaren lasst ihr euch denn immer platinen ätzen!? Ich hab da jetzt schon öfter was von gelesen...
Nein ich werde keinen AT89 nehmen. Das war wie gesagt nur der Schaltplan von da welcher meiner meinung nach eh etwas bescheiden ausgefertigt ist. Ich werde das ganze wohl mit einem Mega8 machen.
Das mit dem NE555 soll wohl sowas wie eine Ausfallsicherung sein falls der µC nicht richtig arbeitet. So ganz verstanden habe ich das nicht. Ich zitiere mal:
Ein NE555 arbeitet
als Impulsausfalldetektor und schaltet nach 5ms ohne Impulse die
Ausgangstreiber ab (falls der uC abstürzt geht die gerade aktive LED
Spalte bei 150mA sonst schnell in Rauch auf...)
Ich Schaue nun mal nach passenden LED's und wenn ich die bestellt habe bastel ich mal einen ordentlichen Schaltplan!
Danke!
EDIT:
Ich hab hier nochmal eine Zip Datei. Da ist alles drin und auch mit beschreibungen(für den den es interessiert):
http://fabeulousde.h198298.ser...dingfaq/FFT.zip
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« Letzte Änderung: März 26, 2008, 22:41:59 von Fabeulous »
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Reisi
Lötkolbenfreak
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Beiträge: 190
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Diese Ausfallsicherung würde ich weglassen, BOD und Watchdog aktivieren, dann ist der µC genügend abgesichert.
Ich würde auch den Strom für die LEDs nicht so hoch machen, da musst du vorher eh im Datenblatt nachsehen, ob die den hohen Pulsstrom vertragen. Die 140mA (in der Realität sinds warscheinlich eher 200mA) sind schon sehr hoch, und deswegen sind die auch nicht viel heller als z.b. mit 50mA. Da kannst du vorher ja mal ein paar Tests machen und die Helligkeit deiner LEDs bei verschiedenen Strömen vergleichen. Ob dir das dann den zusätzlichen Stromverbrauch wert ist musst du dann selber entscheiden.
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Fabeulous
Gast
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Okay da hab ich bauteile gespart! Danke für den Tip!
Also ich habe mir hetzt LED's ausgeguckt.(Reichelt: LG T676)
Die haben nen maximalen Soßstrom von 500 mA. Aber ich habe eh nicht vor das auszureizen.
Die LED hat ein P-LCC-2 Gehäuse. Ist das besonders leicht oder schwer zu löten oder tut sich da nix?
Die LED zieht jetzt 20 mA das wären dann ja ca. 10 A wenn alle an sind. Muss ich da dann irgendwas beachten? z.B.: Leiterbahndicke, Kabel,...
Schonmal Danke!
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« Letzte Änderung: März 27, 2008, 15:33:03 von Fabeulous »
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Reisi
Lötkolbenfreak
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Du musst das Datenblatt schon richtig lesen, die halten zwar einen Pulsstrom von 500mA aus, allerdings nur max. 10µs bei einem Duty Cycle von 0,5%. Wieviel du wirklich durchschicken kannst steht auf Seite 8 im Datenblatt.
Ich habe aber irgendwie das Gefühl, du hast das Funktionsprinzip noch nicht richtig verstanden. Es sind nicht alle LED gleichzeitig an, sondern immer nur zwei Spalten. Die Spalten werden nacheinander gemultiplext. Es fließt auch kein Strom von 20mA, sondern, laut Schaltplan, 140mA (ich komme rechnerisch aber auf knapp 200mA). Somit ist der maximale Gesamtstrom bei knapp 4,5A (mit 140mA). Alleine die LEDs verheizen hier fast 10W, das strahl also nicht nur Licht aus.
Bevor du dir jetzt noch meh Gedanken über solch utopischen Stromaufnahmen machst, solltest du dir mal eine LED schnappen und deren Helligkeit bei verschiedenen Strömen vergleichen. Dann wirst du auch merken, dass dein Auge auf Helligkeitsänderungen logarithmisch reagiert.
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Fabeulous
Gast
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Ja das stimmt bisher hatte ich das noch nciht so ganz verstanden. Das habe ich auch immer noch nicht komplett aber da muss ich mich noch bei ein zwei sachen ein lesen.
Gibt es eigentlich irgendeinen Wald und Wiesen MOSFET den ich anstatt des IRF9531 verwenden kann? Ich finde diesen bei Reichelt nämlich nicht und ich finde die IRF MOSFETS auch recht teuer...
Was meint ihr haut das hin wenn cih anstatt 8 BC337 einfach einen ULN2803 nehme?
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Fabeulous
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So...
Ich hab mir die Tage dann mal ein paar Gedanken dazu gemacht und ein paar möglichkeiten durchgespielt.
Wenn ich das ganze mit SMD-LED's machen würde dann würde mich das schonmal 77 Euro für die LED's kosten. Außerdem wäre die 16*32 Matrix ca. 22 cm Breit und 20 cm Hoch. Außerdem wäre der vertikale Abstand der LED's größer als der Horizontale weil die Pads nach oben udn nach unten hin mehr Platz brauchen als zu Seite. Natürlich könnte ich die LED's auch Horizontal gesehen weiter auseinader setzen aber dann würde die Matrix ja noch größer werden... Und ich hatte eher vor es so klein wie möglich zu machen!
Deswegen ist die LED Wahl nun auch endgültig auf "normale" 3mm LED's gefallen.
Die würden mich an LED's "nur" 55 Euro kosten. 5mm LED's wären hier zwar auch noch 10 Euro günstiger aber die Matrix aus 5mm LED's wäre dann auch 26 cm Breit und 14 cm Hoch. Die 3mm Matrix wäre dagegen nur 17cm Breit und 10 cm Hoch.
Hier nochmal die einzelnen Boards zu den verscheidenen Matrizen:
LED Matrix mit SMD LED's:
http://fabeulousde.h198298.ser..._Matrix_SMD.png
LED Matrix mit 5mm LED's:
http://fabeulousde.h198298.ser..._Matrix_5mm.png
LED Matrix mit 3mm LED's:
http://fabeulousde.h198298.ser..._Matrix_3mm.png
Dann hab ich nun auch die Schaltpläne zu dem LED Treiber fertig.
Guckst du hier:
http://fabeulousde.h198298.ser...LED_Treiber.png
Hierbei hab ich dann auch noch ein paar ungewissheiten. Im ursprünglichen Schaltplan wurden IRF9531 MOSFET's verwendet. Ich hab jetzt aber In meinem Schaltplan IRF9530 MOSFET's genommen. Ich denke die kann man problemlos tauschen oder?
Außerdem habe ich anstatt den einfachen Transistoren einen ULN2308 pro Spaltentreiber genommen. Haut das so hin? Was meint ihr dazu?
Liege ich dann richtig das ich den Widerstand an GND des ULN2308 etwas Stärker austatten muss also von der Wattzahl her?
Das wäre es erstmal. Seht ihr sonst noch irgendwelche Fehler?
Im Vorraus schonmal vielen Dank!
EDIT: Ach so hier noch der Schaltplan der LED-Matrix:
http://fabeulousde.h198298.ser...rix_3mm.sch.png
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« Letzte Änderung: April 5, 2008, 17:51:07 von Fabeulous »
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TzA
Modder der Apokalypse
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Statt den uralten miesen IRF953x FETs würde ich lieber z. B. IRF5305 verwenden, die sind bei Reichelt 7 ct biliger und haben nur 1/5 des on-Widerstands, werden also weniger warm.
Meinst du mit ULN2308 den ULN2803?
Falls ja, halte ich den für keine so gute Wahl. Du solltest bedenken, dass der ja bei ca. 150mA Strom schon einen Drop von ca. 1V aufweist (Figure 8 im Datenblatt), bei 8 gleichzeitig aktiven Kanälen also eine Abwärme von 8*150mW=1,2W produziert, was ich für ein DIP18-Gehäuse viel zu viel finde. Das Datenblatt nennt allerdings einen Wärmewiderstand Junction to Ambient von 55K/W, d. h. er wäre dann innen 66° C heißer als die Luft an seiner Oberfläche, du müsstest also Lüfter verbauen damit die ICs das überleben...
Zwischen GND vom ULN und Masse darf kein Widerstand, die Spannungsteiler am Eingang des ULN sind auch falsch, der ist für direkten Anschluss an 5V-Logik ausgelegt (du solltest dir von jedem Teil was du verbauen willst das Datenblatt durchlesen, wenn du die dann auch gleich in deinen Posts verlinkst, sparst du anderen die Arbeit des raussuchens ). Den LED-Vorwiderstand, den ja wohl dein Widerstand zwischen ULN und GND darstellen soll, musst du für jede Leitung einzeln zwischen STecker und ULN hängen. Aber wie gesagt, dem ULN wird das eh zu heiß.
Es ist halt die Frage ob du es lieber billig magst, dann würde ich zur Originalschaltung raten, die kostet 10,5ct/Kanal (BC337+2Kohleschichtwiderstände), was zwar teurer ist als die ULN, dafür aber funktioniert.
Einfer zum Löten wäre z. B. wenn man auch für den Lowside-Treiber FETs benützt, wenn du nix gegen SMD hast, könntest du da z. B. je einen halben IRF7103 verwenden (das ist ein Doppel-N-FET im So8-Gehäuse), das würde 16ct/Kanal kosten, man spart sich aber die beim Bipolar-Transistor notwendigen Vorwiderstände.
Der LED-Vorwiderstand von 4,7 Ohm sollte ein bisschen mehr aushalten (Abwärme sind ja (0,14A)²*4,7Ohm=92mW), ein normaler 1/4 geht da zwar auch, wird aber recht warm werden. Ich würde die 0,6W-Metallschicht-Widerstände nehmen, die kosten nicht viel und halten bisschen mehr aus.
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