Frage zur 7-Segment-Schalltung

Hi Thorsten,

fast verstehe ich die Frage nicht. Dieses Forum ist doch voll von Matrix-Schaltungen. Schon mal die Suchfunktion benutzt?

Weil in Deinem Schaltplan was von 12V steht, habe ich Dir mal ein Bild einer 7x10 Matrix für den Betrieb an 12V angehängt, wo in jedem der 70 Kanäle je zwei LEDs in Reihe geschaltet sind.
Angesteuert wird die Matrix über nur vier Steuersignale, die Dein ATtiny locker bereit stellt.

Natürlich kann man das vereinfachen. Wenn sowieso ein AVR zum Einsatz kommt, kann man z.B. bequem die ICs 28 und 29 wegrationalisieren.
Den ULN2803 eigentlich auch, wenn die LED-Ströme gering genug sind.

Hat man einen AVR mit genügend Portpins, also 7+10=17 Portpins, kann man sogar alle ICs wegrationalisieren und nur 'nen AVR nehmen, sofern man mit der Spannung und dem Strom auskommt.

Auch die etwas umständliche Realisierung mit vielen diskreten Bauteilen, für die Anpassung an 12V in meiner Schaltung, kann man vereinfachen, indem man highside-Treiber, wie den A2982 einsetzt (wollte der Kunde nicht, weiß auch nicht warum).

Und natürlich gibt es ICs, die direkt dafür gedacht sind, 'ne Matrix zu treiben. Z.B. der MAX6954.
Das wäre dann eine Lösung mit zwei ICs, ohne großartig diskrete Bauteile: Ein AVR, der mit nur vier Portins den MAX ansteuert plus den MAX selbst, als eigentlichen Matrixtreiber (der kann bis zu 128 LEDs ansteuern!)
Allerdings läuft der MAX6954 nicht mit 12V.

Das Prinzip der in meiner Schaltung gezeigten Matrix, die mit Standard-CMOS auskommt, ist jedenfalls, dass der Spaltentreiber (IC 29 und 30) immer nur eine Spalte zur Zeit aktiviert, während der Zeilentreiber (hier mit den ICs 27 und 28 realisiert) hier ein Muster von 10 Bit Breite parallel ausgibt.

Weil die beiden Schieberegister vom Typ 74HC595 zwar 16 Bits ausgeben KÖNNTEN, wovon für die 10 Zeilen aber nur 10 Bit benötigt werden, wurden in dieser Schaltung drei der "überflüssigen" Schieberegister-Ausgänge dazu verwendet, einen 3-zu-8 Decoder anzusteuern, der also jeweils eine der 7 Spalten zur Zeit ansteuert (ein Ausgang bleibt also ungenutzt).

Das wurde hier so gemacht, weil der Programmierer sich nicht in komplexere ICs eindenken wollte. Er wollte einfach nur jeweils zwei Bytes in Schieberegister schreiben und dann die Ausgangsregister clocken.
Und das Ganze 7 mal hintereinander (dann sind alle Spalten einmal durch, also die gesamte Matrix).

Nachteil an 'ner Matrix ist übrigens der, dass jeweils nur eine LED-Spalte zur Zeit an ist. Man muss also mit genügend hoher Frequenz arbeiten, um das flimmerfrei zu kriegen.
Jedoch leuchten die LEDs dunkler als bei permanenter Ansteuerung, man wird daher die LEDs mit höheren Strömen betreiben, als bei Permanentansteuerung möglich.
Das birgt das Risiko, dass etwas durchbrät, wenn der AVR mal hängt.

Auch der Fall, wo der AVR resettet (oder geflasht) wird, muss bedacht werden.
Bei Reset schaltet der seine Portpins ja hochohmig, was problematisch ist, wenn der mit nachgeschalteten MOSFETs statt Transistoren direkt die Matrix ansteuert, ohne die hier gezeigte CMOS-Logik.

in so nem Fall helfen Pull-Down-Widerstände am Gate....

was mir nicht ganz klar ist: lt. Layout oben leuchtet immer der komplette Buchstabe - es soll also nicht jede LED einzeln ansteuerbar sein, sondern nur jeder Buchstabe...? - so wie's da ja heisst "der name soll BEN-LUKAS sein angesteuert werden die einzelne Buchstaben"

das wären hier 9, da wäre ne Matrix arg übertrieben, die kann man ja "direkt" mit 9 Pins schalten, wie im Plan drunter ja schon gezeichnet... das passt doch alles so, wozu ne Matrixansteuerung..?

oder verstehe ich hier wieder mal was komplett falsch...?

Wenn der Vorwiderstand heiss wird, wird er eindeutig über seiner

Belastbarkeit betrieben.

kannst du dem Strom messen der durch die led's fließt es
sollte nicht mehr als 20mA betragen.

Wenn du jeder LED einen einzelnen Vorwiderstand spendiert hast, wird halt doch einiges an Leistung verbraten.
Wenn ich das mal grob ausrechne wird der Widerstand auch mit etwas mehr als einem Viertel Watt belastet.
Und selbst wenn es weniger wäre, irgendwo muß die verbratene Leistung ja hin, warm werden die Dinger immer werden.

Solltest schon mindestens 0,5W Widerstände nehmen, am besten Metalloxid, die sind etwas robuster als Kohleschicht-Widerstände.

Was sind das denn für LEDs? 20mA bei 12V mit 470 Ohm ist eher untypisch für rote LEDs. Das wären knapp 3V Drop über der LED.
Dabei muss der Widerstand rund 170mW verheizen. Dabei darf ein 1/4W-Widerstand zwar warm, aber nicht heiß werden.

Der Fehler liegt in der Sub Licht.
Da schaltest Du nacheinander die Ports D0 bis D3 ein, lässt sie aber eingeschaltet.
In Wahrheit willst Du doch sicher immer nur einen davon zur Zeit an haben, oder?
Dann muttu die anderen jedesmal ausschalten.

Zitat von Thorsten Sch.

Ich betreibe die Schaltung mit 12 Volt trotzdem werden die sehr heiß. Man kann sie kaum anfassen. Woran kann das liegen?

Hallo,
Wie jetzt. Hast du die LED alle einzeln an 12V hängen? Wenn ja, warum machst du das so?

Entweder du betreibst jeweils ca. 8 rote LED in Reihe oder
du nutzt als LED-Spannungsversorgung eine sinnvolle Spannung (z.B. 2V...3V)
Gruß Uwi

Hallo Thorsten,

ändere die Sub Licht mal so um:

Sub Licht
Portd = &b00000001 : Portb = &B01100010 : Waitms 600   'L
Portd = &b00000010 : Portb = &B11110010 : Waitms 600   'U
Portd = &b00000100 : Portb = &B01100011 : Waitms 600   'C
Portd = &b00001000 : Portb = &B10110110 : Waitms 600   'Y
End Sub

Was mich noch wundert ist dieser Teil Deines Programms:

If Pind.6 = 0 Then Gosub Licht
If Pind.6 = 1 Then Gosub Licht1

Denn der beißt sich IMHO hiermit:

Portbelegung Lucy Anzeige Mit 7 Segemend anzeige

Pin1 = reset
Pin2 = Seg1
Pin3 = Seg2
Pin4 = nc.
Pin5 = nc.
Pin6 = Seg3
pin7 = seg4
Pin8 = nc.
Pin9 = nc.
pin10 = GND
Pin11 = nc.
Pin12 = a
Pin13 = f
Pin14 = g
Pin15 = dp
Pin16 = c
Pin17 = d
Pin18 = e
Pin19 = b
Pin20 = 5Volt

Also der Pind.6 ist nach meinem Datenblatt entweder Pin 9 oder Pin 11, je nach Gehäuse. Bei Dir steht da "nc." also "not connected".
Doch im Programm wertest Du diesen Pin aus.

Oh, nochwas:

Ddrd = &B11110000


Config Portb = Output
Config Portd.0 = Output
Config Portd.1 = Output
Config Portd.2 = Output
Config Portd.3 = Output
Config Portd.6 = Input
Portd.6 = 0

- Da passt die erste Zeile nicht zu dem drunter liegenden. Einsen und Nullen in der ersten Zeile falsch rum.
- Außerdem doppelt gemoppelt. DDRD bewirkt das Gleiche wie Config Port.
- Um die Pullups kümmerst Du Dich jedoch gar nicht.
- Und die letzte Zeile beißt sich mit der vorletzten.

Bei mir würde der Block so aussehen (natürlich Geschmackssache):

'         76543210
PortB = &B00000000      'Pullup AUS
DdrB =  &B11111111      'Portpins sind Ausgänge.
'         76543210
Portd = &B01000000      'Pullup AUS, bis auf D.6
Ddrd =  &B10111111      'Portpins sind Ausgänge, bis auf D.6
'         76543210

Edit: Uff, nooooch waaas:

Sub Licht1
Portd = 1 : Portb = &B0000100
Waitms 200


End Sub

Also ich weiß jetzt nicht, was der rot markierte Teil tatsächlich tun soll.
Entweder willst Du den kompletten PortD auf 1 haben, oder nur ein Bit, dann hast Du sowas hier vergessen: ".0"

Wenn der ganze PortD auf 1 soll, dann würde ich das so schreiben:
PortD = &hFF
oder meinetwegen so:
PortD=&b11111111

Aber bei "PortD=1" bekomme ich Fragezeichen auf der Stirn, ob der Programmierer wusste was er da tat, oder schlicht 'nen Fehler gemacht hat.

Ach so meinst Du das mit Laufschrift. OK, kapiert.

Dann gibt es also 8 mögliche Einzelbilder (das Leerbild mitgezählt), die nacheinander dargestellt werden sollen.

Sub Licht
dim Seg1 as byte
dim Seg2 as byte
dim Seg3 as byte
dim Seg4 as byte




'---Die 8 möglichen Laufschriftbilder definieren und eines davon auswählen---\
for Bild = 1 to 8
select case Bild
case 1
Seg1=&B00000000  '-
Seg2=&B00000000  '-
Seg3=&B00000000  '-
Seg4=&B01100010  'L


case 2
Seg1=&B00000000  '-
Seg2=&B00000000  '-
Seg3=&B01100010  'L
Seg4=&B11110010  'U


case 3
Seg1=&B00000000  '-
Seg2=&B01100010  'L
Seg3=&B11110010  'U
Seg4=&B10110110  'C


case 4
Seg1=&B01100010  'L
Seg2=&B11110010  'U
Seg3=&B01100011  'C
Seg4=&B10110110  'Y


case 5
Seg1=&B11110010  'U
Seg2=&B01100011  'C
Seg3=&B10110110  'Y
Seg4=&B00000000  '-


case 6
Seg1=&B01100011  'C
Seg2=&B10110110  'Y
Seg3=&B00000000  '-
Seg4=&B00000000  '-


case 7
Seg1=&B10110110  'Y
Seg2=&B00000000  '-
Seg3=&B00000000  '-
Seg4=&B00000000  '-


case 8
Seg1=&B00000000  '-
Seg2=&B00000000  '-
Seg3=&B00000000  '-
Seg4=&B00000000  '-


end select




for j = 1 to 100  'Zeitschleife. Wert verkleinern für schnelleren Durchlauf.
Portd = &B00000001 : Portb = Seg1 : Waitms 1
Portd = &B00000010 : Portb = Seg2 : Waitms 1
Portd = &B00000100 : Portb = Seg3 : Waitms 1
Portd = &B00001000 : Portb = Seg4 : Waitms 1
next j


next Bild
'---Die 8 möglichen Laufschriftbilder definieren und eines davon auswählen---/


End Sub

Habe es nicht überprüft, einfach hier im Webeditor getippt. Daher ist der Quelltext auch nicht hübsch formatiert.
Es ist zwar nicht der Gipfel der Eleganz, sollte aber funzen. Und es erspart Dir die komplizierten Geschichten mit Timerinterrupt und so, die in solchen Fällen eigentlich sinnvoll wären.

Nachteil der primitiven Masche: Das Programm macht genau das was es tut und könnte gar nicht auf den Schalter reagieren, den Du irgendwann vielleicht mal anschließen willst. Weil es gnadenlos so lange in Sub Licht festhängt, bis die äußere Bild-Schleife einmal voll durchgelaufen ist.
Aber wenn es soweit ist, dass Du den Schalter brauchsts, kannst Du das bestimmt selbst anpapassen.

Füge in die Zeilen 30 und 31 das hier ein, dann sollte es laufen:

dim Bild as Byte
dim j as Byte

Edit:
Und um es noch besser zu machen, die Deklarationen außerhalb der Sub.
Hier der vollständige Quelltext:

$regfile = "ATtiny2313.DAT"
$hwstack = 32
$swstack = 10
$framesize = 40
$lib "mcsbyte.lbx"


Config Portb = Output
Config Portd.0 = Output
Config Portd.1 = Output
Config Portd.2 = Output
Config Portd.3 = Output
Config Portd.6 = Input
Portd.6 = 0


Declare Sub Licht
Declare Sub Licht1


' Dim I As Byte
dim Seg1 as byte
dim Seg2 as byte
dim Seg3 as byte
dim Seg4 as byte
dim Bild as  Byte
dim j as  Byte


Do
If Pind.6 = 0 Then Gosub Licht
If Pind.6 = 1 Then Gosub Licht1
Loop


Sub Licht


'---Die 8 möglichen Laufschriftbilder definieren und eines davon auswählen---\
for Bild = 1 to 8
select case Bild
case 1
Seg1=&B00000000  '-
Seg2=&B00000000  '-
Seg3=&B00000000  '-
Seg4=&B01100010  'L


case 2
Seg1=&B00000000  '-
Seg2=&B00000000  '-
Seg3=&B01100010  'L
Seg4=&B11110010  'U


case 3
Seg1=&B00000000  '-
Seg2=&B01100010  'L
Seg3=&B11110010  'U
Seg4=&B10110110  'C


case 4
Seg1=&B01100010  'L
Seg2=&B11110010  'U
Seg3=&B01100011  'C
Seg4=&B10110110  'Y


case 5
Seg1=&B11110010  'U
Seg2=&B01100011  'C
Seg3=&B10110110  'Y
Seg4=&B00000000  '-


case 6
Seg1=&B01100011  'C
Seg2=&B10110110  'Y
Seg3=&B00000000  '-
Seg4=&B00000000  '-


case 7
Seg1=&B10110110  'Y
Seg2=&B00000000  '-
Seg3=&B00000000  '-
Seg4=&B00000000  '-


case 8
Seg1=&B00000000  '-
Seg2=&B00000000  '-
Seg3=&B00000000  '-
Seg4=&B00000000  '-


end select




for j = 1 to 100  'Zeitschleife. Wert verkleinern für schnelleren Durchlauf.
Portd = &B00000001 : Portb = Seg1 : Waitms 1
Portd = &B00000010 : Portb = Seg2 : Waitms 1
Portd = &B00000100 : Portb = Seg3 : Waitms 1
Portd = &B00001000 : Portb = Seg4 : Waitms 1
next j


next Bild
'---Die 8 möglichen Laufschriftbilder definieren und eines davon auswählen---/


End Sub




Sub Licht1


Portd = 1 : Portb = &B0000100
Waitms 200


End Sub


End