Dot-Matrix Laufschrift

  • Rein Interessehalber hab ich vor, mir aus den Dot-Matrix Modulen vom Pollin http://www.pollin.de/shop/detail.php?pg=NQ==&a=NzQ4OTc4OTk= eine Laufschrift zu bauen. Ich weiß, dass Thema gab es schon öfter, aber noch ist keins bis zum Ende gekommen :wink:
    Vielleicht kann mir vorab mal jemand Tipps geben, für die nötigen Zeilen- und Spaltentreiber, sowie die Schieberegister. Da ich das Ganze gerne auf einer layouteten Leiterplatte unterbringen möchte, würde ich solche Fehler gerne im Voraus minimieren - die Programmierfehler reichen bestimmt auch :-%
    Zur Größenordnung: Ich würde gerne jeweils 8 Module auf eine Leiterplatte setzen - das wären dann wohl 5 Schieberegister + Treiber - und dann noch 1-3 Leiterplatten anstecken.
    Wenn ich die übliche Technik dabei richtig verstanden habe, muss dann jeder Zeilentreiber den max. möglichen Strom - also alle LEDs an - treiben können. Das wären dann höchstens 160 LEDs....vielleicht sollte man doch pro Leiterplatte einen Zeilentreiber einbauen. Das dürfte überschaubarer sein 8)

  • Hi Andy,


    na, da wird's dann aber auch mal Zeit, dass jemand sowas fertig baut! ;o)


    Das mit den 8 Modulen auf einer Platte ist eine gute Idee, eben wegen den dann 5 Schieberegistern - dafür würde ich z.B. 74HC4094 nehmen...


    Einen extra Spaltentreiber braucht's da nicht, das Schieberegister muss ja nur den Strom von jeweils einer LED aufnehmen... intelligenter Weise steht in diesem Datenblatt nichts über Strom/Spannung, aber ich würde mal von "normalen" roten LEDs mit 2 V und 20 mA ausgehen....?


    Der Zeilentreiber muss allerdings den Strom für alle LEDs in einer Zeile abkönnen, es könnten ja alle an sein.... wären bei Deinen 160 Spalten dann 3,2 A...


    Da Du das eh' modular machst, würde ich - wie Du auch schon gemeint hast - den Zeilentreiber pro 8er-Platine machen, wären dann 0,8 A pro Zeile/Modul... so ein ULN-Irgendwas-Darlington-Array reicht da nicht mehr, aber wie wär's z.B. mit nem einfachen Transistor (z.B. BC 337, kann 1A) als Emitterfolger in Darlington-Schaltung...?


    Dann musst Du ja nur das Steuersignal durchschleifen, nicht die Leistung, dann ist das Ganze auch noch erweiterbar, wenn Du z.B. doch noch mal 2 Platinen dazu machen willst o.ä.


    Zum Ansteuern der Zeilen kann man ja - um Pins am µC zu sparen - pro Modul noch so nen 3-Bit-auf-8-Ausgänge (Bezeichnung weiß ich leider grad nicht) Dekoder verwenden...


    Dann wären's 9 Leitungen zum Durchschleifen - 3 Bit für die Zeilen, Daten für Schieberegister, Clock, Strobe und Enable, und natürlich GND und VCC... dann reicht ein Port vom µC zum Ansteuern...


    Wobei für jede Zeile ein Pin am µC auch Vorteile hätte, da man dann ganz einfach per PWM in der Zeile das komplette Display dimmen könnte... da diese Schieberegister bis ca. 90 MHz können, wäre es natürlich auch möglich (je nach Datenrate am µC), einzelne Pixel zu dimmen....


    Irgendne Strombegrenzung wird da wohl nicht nötig sein, das wird ja gemultiplext... am Besten noch nen Watchdog im µC, nicht dass das Programm sich mal aufhängt und dann eine Zeile stehenbleibt, dann könnte es doch zuviel werden...


    Ich würde das dann aber doch mal vorher mit einem Modul auf Lochraster aufbauen, um Sicher zu gehen - wenn das funktioniert, dann sollte es auch mit 8 gehen...

    It's only light - but we like it!


    Da es sich in letzter Zeit häuft: Ich beantworte keine PNs mit Fragen, die sich auch im Forum beantworten lassen!
    Insbesondere solche von Mitgliedern mit 0 Beiträgen, die dann meist auch noch Sachen fragen, die bereits im entsprechenden Thread beantwortet wurden.
    Ich bin keine private Bastler-Hotline, technische Tipps etc. sollen möglichst vielen Lesern im Forum helfen!

  • Prinzipiell brauchst du 8 Pins für die Anoden (Reihen) und pro Modul 5 für die Kathoden (Spalten). Dabei ist vom Strom her folgendes zu beachten:
    Da immer nur eine SPALTE gleichzeitig an ist, müssen die Reihen-Pins zu jedem Zeitpunkt immer nur eine LED treiben. Die Spalten-Pins allerdings 8x20mA, da ja alle 8 LEDs parallel geschaltet sind. Also scheidet ein µC Pin aus (also theoretisch, praktisch geht das meist, aber nicht zu empfehlen).
    Zum direkten Betrieb klemmt man da nen ULNxxx Darlington-Array rein oder halt nen Wald/Wiesen NPN-Transi.


    Vom AVR her solltest du was größeres nehmen, Mega16 oder so. Der hat zwar mehr Flash als du mit der Demo von Bascom füllen kannst, aber dafür auch gut EEP und viele Beine.
    Dazu direkt 16 MHz Quarze (und passende Kondensatoren) für Speed-Reserven.
    Einen externen EEPROM kannste auch noch dazu nehmen, dann ist noch mehr Platz für Bilder, Fonts, etc. vorhanden.


    Das Pollin-Datenblatt stimmt übrigens nicht mit den wirklichen Teilen überein: Die Kerbe oben ist der Nippel und unten ist die Kerbe! Die Pinbelegung stimmt aber - daher Vorsicht vor dem ätzen! (oder spinn ich jetzt? schaut das bitte nochmal einer nach!)


    Zur Platine: Ich habe das Modul schonmal in Eagle gebaut - hängt an...
    [Blockierte Grafik: http://img184.imageshack.us/img184/4793/bild21tx9.th.png]

  • Erst mal schon mal Danke euch beiden für die Antworten.


    Mit den Schieberegister stehe ich noch auf Kriegsfuß. Wie schalte ich die sinnigerweise an den MEGA32 und untereinander zusammen? Bisher hab ich noch nie eins selbst verwendet :-%


    Stefan_Z: Du würdest also immer nur eine Spalte ansteuern und die Zeilen passend dazuschalten? Ist das vom Timing her zu schaffen? Ich hatte gedacht, man schiebt immer komplette Spalten in die Schieberegister und schaltet dann die entsprechende Zeile zu. Das braucht natürlich wesentlich mehr Strom auf einmal in der Zeile. Allerdings hab ich mich auch noch nicht mit der Programmierung beschäftigt; was da einfacher bzw. mit Bascom überhaupt machbar wäre.
    PS: Danke für das Modul, aber der glückliche Target Anwender bekommt sowas direkt in der Online-Datenbank \:D/ Ich werde aber mal checken, ob das mit dem Original übereinstimmt.

  • Servus,


    es währe durchaus mal eine vernünftige Sache so ein kleineres und modulares Projekt
    anzugehen, welches dann evtl. auch mal fertig gestellt wird wenn es nicht zu groß ist.


    Evtl. 2 LED Module pro Einheit und einen 16x 1 aus 4 Decoder, eine Nibble ein Modul.
    Ich muss mal schauen ob so was rentabel währe.


    Die Ansteuerung sollte ganz einfach über Ports vom µC erfolgen, damit verschiedene
    verwendet können, der Clou währe natürlich als spätere Ausbaustufe eine Ansteuerung
    mit RS232 oder so zu bauen.


    Lassen wir uns überraschen was da noch rauskommt, für Versuche währe ich auch dabei.


    MfG Raimund

  • Oberflow: mach' doch bitte die Bilder kleiner, das nervt ganz schön, wenn man da so scrollen muss! - Ist zwar schön, dass man da sogar die ausgebesserten Leiterbahnen in aller Deutlichkeit sieht, aber ohne jegliche Beschreibung bieten so Bilder auch nicht viel Info....


    Zitat von "Stefan_Z"

    Prinzipiell brauchst du 8 Pins für die Anoden (Reihen) und pro Modul 5 für die Kathoden (Spalten). Dabei ist vom Strom her folgendes zu beachten:
    Da immer nur eine SPALTE gleichzeitig an ist, müssen die Reihen-Pins zu jedem Zeitpunkt immer nur eine LED treiben. Die Spalten-Pins allerdings 8x20mA, da ja alle 8 LEDs parallel geschaltet sind. Also scheidet ein µC Pin aus (also theoretisch, praktisch geht das meist, aber nicht zu empfehlen).
    Zum direkten Betrieb klemmt man da nen ULNxxx Darlington-Array rein oder halt nen Wald/Wiesen NPN-Transi.


    Also das würde ich jetzt aber so machen, wie Andy gemeint hat: Dass immer eine ganze ZEILE gleichzeitig an ist... Dann hast Du nur 8 Durchläufe für das ganze Display... wenn Du die Spalten multiplext, wäre bei Andy seinem Display mit 160 Spalten jede LED maximal 1/160 pro Durchlauf an, da kommt nicht mehr viel Helligkeit bei raus... abgesehen davon wäre hier auch der Ansteueraufwand wesentlich größer...


    Andy, das mit den Schieberegistern ist kein großes Ding, ist genial einfach: Du legst nen Pegel an, gibst Clock-Signal, dann wird der ins erste Register übernommen und alle Bits eins weiter geschoben... das letzte "fällt hinten raus", das geht dann in den nächsten 74HC4094.


    Also ist das erste Bit das Du ausgibst, dann am Schluß in der letzten Spalte... dann gibt's nen Strobe-Puls, dadurch wird das Bitmuster komplett in die Latches übernommen, und liegt (bei aktiviertem Ausgang) an den Ausgängen an - und bleibt so bis zum nächsten Strobe, d.h. während eine Zeile angezeigt wird, kannst Du die nächste reinschieben...


    Der Output Enable ist dabei ganz hilfreich, weil damit kannst Du während dem Zeilenwechsel kurz alle Spalten ausschalten, damit es keinen "Nachflimmereffekt" gibt... Timing wäre also: Output disablen, neues Bitmuster per Strobe übernehmen, nächste Zeile aktivieren, Output wieder an


    Und Du kannst auch über den OE das komplette Ding per PWM dimmen...


    Unten mal Schema dazu...


    Dieser Chip, den Oberflow drauf hat, ist das Gleiche in 32 Bit, ist bei Dir aber nicht so geeignet, da Du ja 40 Spalten pro Platine hast...


    Wegen den Zeilentreibern muss ich nochmal schauen, ich denke schon, dass es da auch Arrays gibt, die die 800 mA schaffen...


    wegen µC: kommt drauf an, was Du vorhast... soll das Ding vom PC angesteuert werden oder komplett eigenständig laufen können? Nur Text/Sonderzeichen oder auch Vollgrafik?


    Bei PC-Ansteuerung und/oder nur Text sollte ein Mega8515 o.ä. schon auch reichen - Du hast ja dann einen Zeichensatz mit (denke ich mal) 5x8 Pixeln, da belegt ein Zeichen 5 Byte im Speicher, da bekommst Du viele in's EEprom rein... bei Vollgrafik wäre natürlich was größeres besser...


    Und ich würde das in Assembler programmieren statt Bascom - geht ja doch auch um's Timing... Wichtig ist ja eh' erst mal, sich den Programmablauf gut zu überlegen - ob man's dann in dieser oder jener Sprache in den Editor eintippt, ist recht egal... Ich habe jetzt vor einer Woche mit Atmega-Programmierung angefangen, schon ein paar Sachen gemacht (von Anfang an nur in Assembler), und ich muss sagen, wenn ich mir so Bascom-Programme ansehe, ist Assembler auch nicht "schwieriger"...

    Bilder

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  • Zitat von "Andy_KEH"

    Stefan_Z: Du würdest also immer nur eine Spalte ansteuern und die Zeilen passend dazuschalten? Ist das vom Timing her zu schaffen?


    Ob du jetzt immer eine Zeile oder spalte anmachst, das st egal - nur gemultiplext muss es sein ;)
    8 Pins für die Zeilen bietet sich halt an, weil du auch immer 8 Pins pro Port hast.
    Die Schieberegister befüllst du ja nur einmal mit einer einzelnen 1 und jagst die dann unendlich durch die SRs durch!

  • Zitat von "Stefan_Z"

    Ob du jetzt immer eine Zeile oder spalte anmachst, das st egal - nur gemultiplext muss es sein ;)


    NEIN - das ist definitiv NICHT egal!


    Beispiel Andys Display mit 160 Spalten: Du machst die erste Spalte an, dann die zweite, usw. - Du brauchst also 160 Schritte, bis das einmal durch's ganze Display gelaufen ist.


    D.h. jede Spalte ist pro Durchlauf 1 mal an und 159 mal aus! - also so, wie wenn Du die mit PWM ansteuern würdest, mit einem Taktverhältnis von 1:159, also 0,6% der Zeit an... selbst bei 100 mA pro LED (mal als Beispiel, keine Ahnung was die im Impulsbetrieb aushalten) dürfte man da nicht viel mehr als ein ganz leichtes glimmen sehen. Und wenn das evtl. mal erweitert wird, dann sieht's noch schlechter aus - bei zeilenweiser Ansteuerung bleibt's bei 8 Zeilen, egal wie "breit" das Display ist (wie viele Spalten es hat).


    Wenn Du jedoch die Zeilen multiplext, ist die LED pro Durchgang 1 mal an und nur 7 mal aus - das geht noch ohne Probleme (12,5% "Dimmung").


    Zitat von "Stefan_Z"

    8 Pins für die Zeilen bietet sich halt an, weil du auch immer 8 Pins pro Port hast.
    Die Schieberegister befüllst du ja nur einmal mit einer einzelnen 1 und jagst die dann unendlich durch die SRs durch!


    Das wäre ja ne üble Verschwendung für die schönen Schieberegister! - Da könnte man auch gleich nen Zähler nehmen... das ist ja gerade das geniale an den Dingern, dass ich das komplette Bitmap einer ganzen Zeile reinschieben, und dann "auf Knopfdruck" anzeigen lassen kann...


    Die Schaltung wäre bei Dir und bei mir genau die selbe, nur die Ansteuerung über den µC anders... und dadurch der Maximalstrom, der in einer Zeile fließt.


    Bei meiner Schaltung sind's auch 8 Pins für die Zeilen - nur, dass hier immer nur ein Pin (= eine Zeile) aktiv ist (deswegen könnte man hier sogar noch µC-Pins sparen, mit nem 3-auf-8-Konverter, oder z.B. hier nenZähler nehmen, dann wären's sogar nur noch 2 Pins für die Zeilen), und sich in den Schieberegistern das Muster der Zeile befindet, nicht nur eine verlorene "1".... Hier würde sogar ein Port für das ganze Display reichen...

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  • gegen ersteres spricht nichts, den 4049 habe ich ja deswegen auch schon gleich in meinem ersten Post ganz oben empfohlen.... :wink:


    zweiteres (ULN 280X) ist nicht geeignet, da gemeinsamer Emitter - hier braucht's ja nen Emitter zu jeder Zeile und alle Kollektoren kommen an Vcc...


    aber da gibt's bestimmt was, hab' ich nur noch nicht gefunden...


    oder halt einfache Transen, ein BC 337 kostet 4 Cent... oder was Kleindarlingtonmäßiges...

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  • Wow, ich bin begeistert. Da tut sich ja gewaltig was :D
    Da muss ich doch bei nächster Gelegenheit mit dem Schaltplan anfangen, bzw. abändern was momentan noch falsch ist.
    Das mit dem Toshiba-IC sieht zwar ganz gut aus, geht aber nicht weil es nur für 5*7 Displays gedacht ist. Vor allem geht es mir darum, ein wenig mit Bascom weiterzukommen und da soll es ja nicht zu einfach sein :-$
    Ich möchte vor allem die Hardware einfach halten und leicht aufbaubar.
    Von den Softwarefunktionen hatte ich an einen Stand-Alone Betrieb gedacht, programmierbar über den PC oder vielleicht auch direkt?! Bei der Darstellung würden mir Text und evtl. ein paar benutzerdefinierte Zeichen reichen. Grafik bei einem roten Display finde ich eher über. Komplette Dimmung der Anzeige wäre auch nett. Ich bin ja nur mal gespannt, wie weit ich komme :-%

  • Zitat von "Pesi"

    NEIN - das ist definitiv NICHT egal!


    Beispiel Andys Display mit 160 Spalten: Du machst die erste Spalte an, dann die zweite, usw. - Du brauchst also 160 Schritte, bis das einmal durch's ganze Display gelaufen ist.


    D.h. jede Spalte ist pro Durchlauf 1 mal an und 159 mal aus!


    Jau, das stimmt, normalerweise baut man einzelne Module auch nicht so lang - das sind dann mehrere Module, so dass der DutyCycle wieder stimmt.


    Nachteile deiner Methode:
    - Da alle LEDs an einer Anode Parallel geschaltet werden braucht man nen fetten Transistor pro Zeile - bei 160x20mA immerhin 3,2A Minimum.
    - Durch die Parallelschaltung braucht man außerdem 160 einzelne Widerstände - nicht teuer aber nervig, oder?
    - Es müssen immer 160 Bit in die SR eingeclockt werden, bei mir nur ein Takt zum weiterschalten. Das braucht auch seine Zeit. Allerdings ist das OK, wenn man SR mit Latch benutzt, das gebe ich zu.

  • Um den Zeilenstrom niedrig zu halten, ist ja auch geplant pro Modul einen eigenen Treiber zu verwenden.
    Ich hab aber mal ein bischen rumgesucht und ein 5bit Schieberegister gefunden (74LS96) http://www.reichelt.de/?;ACTIO…e27255145785590a99d65972f
    Was wäre denn damit? So könnte man die Module beliebig groß machen und wäre nicht auf 8 Anzeigen pro Modul festgelegt. Bei 4 Modulen käme man auch näher zur Eurokarte und auch ein ULN... würde reichen für den Zeilenstrom. Das wäre mir lieber als Leistungstransistoren, da Platzsparend und einfach SMD bestückbar.

  • So, der erste Entwurf für den Schaltplan ist fertig. Bisher hab ich erst mal nur ein 8bit Schieberegister drin zum testen. Das mit dem 5bit hab ich fürs erste verworfen, weil ich keins mit Latch gefunden habe. Schöner wärs natürlich....
    Wäre nett, wenn mal jemand drüberschauen würde ob da was nicht passt.
    Das UND-Glied ist übrigens zum Dimmen der kompletten Anzeige gedacht.
    Der Zeilentreiber wird natürlich für die Endgültige Version nicht reichen, aber für den Test ist er in Ordnung :)

  • Hm... wurde gar nicht über Updates hier informiert...? egal...


    Zitat von "Stefan_Z"

    Jau, das stimmt, normalerweise baut man einzelne Module auch nicht so lang - das sind dann mehrere Module, so dass der DutyCycle wieder stimmt.


    naja, das sind 32 Zeichen Text - finde ich jetzt nicht übermäßig lang für ein einzeiliges Display...


    Zitat von "Stefan_Z"

    Nachteile deiner Methode:
    - Da alle LEDs an einer Anode Parallel geschaltet werden braucht man nen fetten Transistor pro Zeile - bei 160x20mA immerhin 3,2A Minimum.
    - Durch die Parallelschaltung braucht man außerdem 160 einzelne Widerstände - nicht teuer aber nervig, oder?
    - Es müssen immer 160 Bit in die SR eingeclockt werden, bei mir nur ein Takt zum weiterschalten. Das braucht auch seine Zeit. Allerdings ist das OK, wenn man SR mit Latch benutzt, das gebe ich zu.


    1. Das ist halt so - daher hat z.B. Oberflow diese "fetten" Transistoren drauf, ebenso wie jedes industriell hergestellte Display das Du finden kannst... und mal ehrlich, 3,2 A sind doch echt nicht viel...?


    2. Widerstände braucht man GAR KEINE - durch das Multiplexen bekommen die LEDs im Mittel eh' nicht viel Strom ab - bei Deiner Methode sogar zu wenig ;o) - hier wieder der Hinweis: Oberflows Platine und industriell hergestellte Displays: da findest Du keine Widerstände an Anode oder Kathode...


    übrigens, sorry Oberflow, wegen der "Rüge" für die Bildgröße, habe ganz vergessen zu sagen, dass das Ding an sich aber echt gut gemacht ist!


    3. das bleibt unterm Strich gleich, ob ich pro Gesamt-Refresh 8x 160 Bit eintakte oder 160x 8 Bit anzeige - mit dem eben wesentlichen Unterschied, dass bei miener Methode die LEDs pro Zyklus um einiges länger an und damit um einiges heller sind.... Probier das doch einfach mal aus, Du komst auf einen Duty-Cycle von 1:159, da sieht man höchstens noch ein leichtes Glimmen... wie gesagt, das kommt auf's selbe raus, wie wenn Du ne LED per PWM auf 0,6% dimmst... weil sie einfach pro Durchlauf einmal an und 159x aus ist....


    Andy: ich habe auf die Schnelle in dem Plan keinen Fehler gefunden - ausser, dass Du Dir die Widerstände an den LEDs eben sparen kannst, und das Und-Glied auch - Du verknüpfst damit ja nur per Hardware zwei µC-Ausgänge, das kannst Du ja schon IM µC per Software machen...

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    Da es sich in letzter Zeit häuft: Ich beantworte keine PNs mit Fragen, die sich auch im Forum beantworten lassen!
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  • Hallo Andy,


    wenn Du nicht die maximale Helligkeit benötigst dann würde das 4094 alleine ohne Treiber auch reichen,
    das dürfte schon 5 mA treiben, leider finde ich keine genauen Angaben über den Maximalen Strom.
    Es gibt aber auch genügend Anwendungen im Netz, welche das 4094 mit bis zu 20mA betreiben.



    Für einen schnellen Versuch habe ich mir 2 kleine Platinen mit dem 4094 als Spaltentreiber gemacht
    und nur mit einer LED Leiste zum Versuchen an den µC gehängt, klappt so Wunderbar.



    Ein Zeilentreiber mit ULN2803 ist schon fast fertig und eine kleine Eigenbau 8x8 Matrix ist auch vorhanden.
    Bilder kommen später wenn der Aufbau fertig ist und läuft.


    Das eher größere Problem sehe ich in dem Programm, das muss schon genau durchdacht werden
    vor allem wenn echte Laufschrift möglich sein soll.


    MfG Raimund

  • Hallo Raimund,
    na da bist du ja schon viel weiter als ich :oops:
    Im SGS-Thomson Datenblatt ist übrigens der max. Strom für den 4094 angegeben. Ich hab den Auszug mal angehängt. Ich denke aber, mit dem Spaltentreiber ist man auf der sicheren Seite. Da könnte man sogar 1W LEDs dranhängen :D
    Ich kämpfe gerade mit einem geeigneten Layout für das Pollin Modul. Das hat leider einen extrem besch...eidenen Anschluss, so dass man entweder eine doppelseitige Leiterplatte braucht oder jede Menge Brücken setzen muss. Da wäre der Eigenbau vielleicht einfacher gewesen.....aber auch teurer.
    Das Und-Glied habe ich eigentlich vorgesehen um mit der Hardware-PWM die Anzeige zu dimmen ohne in der Multiplexroutine irgendwas machen zu müssen. Stelle ich mir halt am einfachsten vor. Ansonsten wird es einfach überbrückt. Genau das Gleiche gilt auch für die Widerstände - wenn Platz dafür vorgesehen ist, kann das nie schaden.
    Deine Bedenken wegen dem Programm teile ich übrigens. Ich kann mir das auch noch nicht so recht vorstellen wie es wirklich geht - aber es ist eine echte Herausforderung \:D/