Fehlerhafte Anzeige bei LED Matrix

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Moderator: Guido Körber

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sktmp
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Fehlerhafte Anzeige bei LED Matrix

Post by sktmp »

Hallo

Ich verwenden einen IO-Warrior 24P Version 1.0.3R.
Ich programmiere unter Win 7 64 bit mit Eclipse 4.22 in Java.

Am IO-Warrior hängt eine grüne LED Matrix mit 4 Matritzen a 8x8 LEDs (LM-88G12-CC)
Die Stromversorgung liefert je ein IC UDN2981 pro Matrix.
Gegen Masse / 0 Volt schaltet je ein IC ULN2803 pro Matrix.
Pro Matrix verwende ich 2 Schieberegister 74HC595.
Die Schaltung versorge ich über ein Steckernetzteil ( 5 Volt / max. 2 Amp.)

Meinen Schaltplan habe ich an diesen Post angehängt.

Problem:

Ich habe die Schlatung Stück für Stück aufgebaut. Wenn ich 3 Matrizen anklemme klappt alles wunderbar. Sobald ich die 4. LED-Matrix anklemme sehe ich nur noch drucheinander. Die LEDs blinken wild auf und zeigen willkürliche Muster. Sobald ich die 4. Matrix abklemme funktionieren die ersten 3 einwandfrei und ich kann den programierten Lauftext einwandfrei lesen.

Was ich schon probiert habe:
- die letze Matrix angeklemmt und die erste abgeklemmt, so dass insgesammt wieder 3 Matrizen aktiv sind. Dann ist alles OK.
ich verwende also Matrix 1 -3 oder 2 -4 dann klappt es. Nur alle 4 zusammen wollen nicht richtig arbeiten.
- Alle Schieberegister durch neue ersetzt.
- Die Schaltung auf einem anderen Steckbrett komplett neu aufgebaut. Es entsteht der gleiche Fehler.
- einzelne Datenleitungen zum letzen Schieberegister abgeklemmt. Dann funktionieren die ersten 3 Matrizen.

Da bei Verwendung der Matrizen 1-3 oder 2-4 alles klappt vermute ich, dass ich keinen Fehler in der Verkablung habe.
Was läuft schief?

Vielen Dank für jeden Hinweis.

Grüße

sktmp
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sktmp
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Re: Fehlerhafte Anzeige bei LED Matrix

Post by sktmp »

Hallo

irgendwie komme ich selbst nich an den angehängten Schaltplan. Daher noch dieser Post.

Grüße

Sktmp
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Guido Körber
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Re: Fehlerhafte Anzeige bei LED Matrix

Post by Guido Körber »

Als erstes fällt auf, dass eine lebenswichtige Sache an der Schaltung fehlt: Die Siebkondensatoren in der Versorgungsspannung.

So ist es schon Glück, dass überhaupt ein Teil der Matrix funktioniert.

Die Kondensatoren am IOW24 scheinen such nicht richtig platziert zu sein. Die Hinweise im Datenblatt sind ernst gemeint. Es wird gerne ignoriert, dass CMOS Schaltkreise Stromspitzen ziehen, die direkt an den Versorgungsspannungspins abgefangen werden müssen. Das rächt sich dann mit instabiler Funktion.
sktmp
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Re: Fehlerhafte Anzeige bei LED Matrix

Post by sktmp »

Hallo

vielen Dank für den Hinweis.

Hatte schon bei dem 74HC595 gesucht ob da was von einem Kondensator empfohlen wird. Habe leider nix gefunden. Habe das Datenblatt bei Reichelt durchgeschaut und keinen Hinweis entdeckt.

Gibt es hier einen praxiswert welche art (z. B. Elko / Keramikkondensator) und welche größe die Kondensatoren sein sollen?
Über Google fand ich eine Seite welche einen keramischer Vielschicht-Kondensator mit 100 nF bei CMOS Schaltungen empfiehlt. Passt das? Müssen die nur an die 74HC595 ICs oder auch an die Stromversorgungspins von den UDN2981 bzw. ULN2803?
Auf der Seite elektronik-tipps.de wird auch die Kondensator kombination wie für den IoWarrior empfohlen. Was soll ich nehmen?
Werde wohl einen Kondensator am IoWarrior tauschen müssen.

Ein kurzer Test mit ein paar Kondensatoren aus der Bastelkiste hatte ich schon vor meinem Post hier getestet. Leider ohne erfolg. War aber auch nur planlos irgendwelche Kondensatoren dazugesteckt. Vor allem an den Schieberegistern. Ich denke es sollten sicher alle Kondensatoren den gleichen wert aufweisen oder?

Werde nochmal ins Datenblatt von dem UDN bzw. ULN schauen.

Vielen Dank für alle Hinweise.

Grüße

sktmp
Guido Körber
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Re: Fehlerhafte Anzeige bei LED Matrix

Post by Guido Körber »

Normalerweise verwendet man 100 nF Kondensatoren dafür. Wichtiger als der Wert des Kondensators ist, dass es ein Keramikkondensator ist wegen der niedrigen Induktivität. Und die müssen direkt an den Versorgungsspannungspins der Chips sitzen, ohne lange Leitung, ohne Umwege. Auf dem Foto ist zu sehen, dass die Kondensatoren am IOW24 irgendwo neben der USB Buchse sind, da kann der 10µ Elko hin, der Kerko muss direkt neben den Chip, bei Verwendung eines IC-Sockels kann man den auch in den Zwischenraum des Sockels packen, so dass er unter dem Chip ist.

Eine weitere Problemquelle kann sein, dass die Signale für die ganze Schieberegisterkette nicht ausreichen, dem kann man abhelfen indem man noch Treiber dazwischen schaltet.
sktmp
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Re: Fehlerhafte Anzeige bei LED Matrix

Post by sktmp »

Hallo,

danke für die Tipps.
Werde dann in den nächsten Tagen noch ein paar Kondensatoren bestellen und testen.

An der IoWarrior Platine muss ich ja dann nochmal rumlöten. Aber das ist ja kein großes Problem.
Auf dem Steckbrett sind die Kondensatoren schnell angesteckt.

Grüße

sktmp
sktmp
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Re: Fehlerhafte Anzeige bei LED Matrix

Post by sktmp »

Hallo

ich habe heute die 100nF Keramikkondensatoren an die Spannungsversorungspins der Schieberegister angesteckt.
Am IOWarrior habe ich den 10uF Kondensator durch einen 10uF Elko ersetzt.
Den 10nF Keramikkondensator habe ich ganz nahe am IOW platziert.

Leider funktioniert die Matrix nach wie vor nur wenn ich 3 der 8x8 LED Matritzen anschließe.
Wenn ich alle 4 Matritzen anklemme klappt es leider nicht mehr :-( Also wie gehabt.

Ich habe daher an die vier Portausgänge des IOW den IC UDN2981 als Treiber zwischen- bzw. vorgeschaltet.
Ich habe also die Portausgänge des IOW auf die Eingänge des UDN2981 verkabelt und die Ausgänge des UDN2981 weiter zu den Schieberegistern.
Der UDN2981 hängt natürlich an der Spannungsversorung.

Dann funktioniert die LED-Matrix überhauptnicht. Auch nicht mit nur 3 der 8x8 Matritzen.
Ist der UDN2981 nicht geeignet? Welchen Treiber kann ich verwenden? Wie muss ich den anklemmen?

Auf den Treiber hatte ich ja Hoffnung gesetzt. Irgendwann habe ich mal gelernt, dass ein IC Ausgang nur eine bestimmte Anzahl von IC Eingängen bedienen kann oder darf. Jeder Ausgang des IOW muss ja im Ausbau mit 4 Matritzen 8 Eingänge bedienen.

Vielen Dank für Tipps.

Grüße

sktmp
Guido Körber
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Re: Fehlerhafte Anzeige bei LED Matrix

Post by Guido Körber »

Der UDN2981 ist ein reiner high-side Treiber, kann also nur den positiven Pegel treiben und erzeugt kein definiertes Signal für Low.

Man könnte z.B. je zwei Inverter des 74xx04 hintereinander schalten, oder einen 74xx241 oder etwas ähnliches nehmen.
sktmp
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Re: Fehlerhafte Anzeige bei LED Matrix

Post by sktmp »

Hallo

dann werde ich mal schauen ob ich da einen IC bekomme.
Habe da den 74HCT04 und den 74HC04 gefunden. Da es ein Inverter ist schalte ich einfach zwei Inverter hintereinander.

Alternativ habe ich die ICs 74HC241 und 74 HCT241 gefunden. Dieses Datenblatt erschließt sich mir nicht so ganz so schnell wie das der 74HCT04. Muss ich mir in Ruhe anschauen. Da die ICs nicht zu teuer sind kann ich ja mal zum testen welche kaufen.

Danke für die Tipps.

Grüße

sktmp
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Re: Fehlerhafte Anzeige bei LED Matrix

Post by sktmp »

Hallo

habe die ICs gekauft. Conrad ist zum Glück nur 30 Min mit dem Auto. Nun sind die 74HCT04 dazwischen geschaltet.

Endlich funktioniert es!!! :-)

Vielen dank für den Tip mit den ICs.

Jeder der 4 Portausgänge vom IO-Warrior geht auf einen Inverter. Vom ersten Inverter jeweils zu einem zweiten und dann zur LED Schaltung und somit zu den Schieberegistern. Somit brauche ich aktuell 8 Inverter und damit 2 ICs. Aber die LEDs zeigen an was sie sollen und nicht was sie wollen. TOLL! Bin begeistert.
Werde wohl die 74HC241 bei Gelegenheit testen.

Nochmal vielen Dank.

Grüße

sktmp
Guido Körber
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Re: Fehlerhafte Anzeige bei LED Matrix

Post by Guido Körber »

Fein :)

Die 74xx241 haben zusätzlich die Option die Treiber auszuschalten, das wird in diesem Fall nicht benötigt, die Enable-Leitungen können auf einen festen Pegel gelegt werden.
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