Jak wysterować wyświetlacze 7-segmentowe A-1501E z ATmegi przy 11V?

Fri Oct 12, 2012 11:57 pm   

W dniu 2012-10-13 00:54, Bartosz Derleta pisze:


Doczytałem, że w takiej konfiguracji lepiej użyć PMOSa, zgadza się?

--
Pozdrawiam,
Bartosz Derleta

Sat Oct 13, 2012 12:16 am   

W dniu 2012-10-11 23:59, Andrzej W. pisze:

Ok, na spokojnie przysiadłem, próbując to ogarnąc, i skłaniam się ku
Twojemu rozwiązaniu. Czyli anody podłączyć do drenu PMOSa?

--
Pozdrawiam,
Bartosz Derleta

Sat Oct 13, 2012 1:06 am   

On 12.10.2012 22:55, Dondu wrote:



W skrócie IPF "P" jest od Peek - szczytowy.


cycle 0.25, wyjaśnienie na dole.


W takim przypadku wyświetlacz byłby zasilany prądem jedynie 40% większym
od IAF przez 25% czasu...


I po jakim czasie wyświetlacz spłynie gdy będą włączone tylko 2 segmenty
z 8 (wyświetlana cyfra 1)?
W takim przypadku źródło prądowe (o ile będzie miało taką możliwość
napięciowo) popchnie 140mA/segment.



Wyjaśnienie (jak ktoś widzi jakieś rażące błędy to proszę o uwagi -
fizykę miałem dawno temu i mogłem coś pomieszać, ale wydaje mi się, ze
wszystko trzyma się kupy przy założeniu liniowości przepływu ciepła):

W diodzie interesuje nas głównie nie przekroczenie maksymalnej
temperatury (Tmax). Możemy to osiągnąć na dwa sposoby:
a) zasilać diodę stałym prądem - po pewnym czasie temperatura się
ustabilizuje na Tmax
b) zasilać diodę większym prądem do czasu aż osiągnie Tmax, następnie
pozwolić jej wystygnąć, cykl powtórzyć

Pomijając nieliniowości przepływu ciepła i inne zawiłości
fizyczno-matematyczne:
jeżeli dioda (5.6V) ma oznaczenie 25mA/140mW przy ciągłym zasilaniu to
znaczy, że gdy osiąga zadaną temperaturę w każde 100us jest w stanie
przetransportować 'na zewnątrz' 140mW*100us=14uJ

Jeżeli ma dodatkowo podane, 100mA/0.1 duty cycle/1kHz to oznacza, że
przy 4 razy większym prądzie zagrzeje się do Tmax w 100us. Nie jest to
dziwne, skoro dostała przez te 100us 54uJ a odprowadziła z tego tylko 14
- pozostałe 40uJ podniosło temperaturę. Teraz dioda najpierw odprowadza
nadwyżkę a potem stygnie mocno poniżej Tmax, żeby w kolejnym cyklu pracy
mieć odpowiedni "zapas" na nagrzanie się. I tak w kółko. Jak widzimy
temperatura maksymalna jest taka sama, ale średnia jest mniejsza niż
przy zasilaniu ciągłym, mniejsze jest też moc wydzielana na diodzie
(54mW średnio).

Gdy teraz mamy świecić 200us co się stanie gdy zmniejszymy prąd o
połowę? Dioda świecąc 200us pobierze tyle samo energii co wcześniej
przez 100us, ale ponieważ przez pierwsze 100us zdąży odpłynąć 14uJ to
temperatura będzie niższa od Tmax. Możemy więc zwiększyć prąd tak, aby
znowu osiągnąć Tmax.

(100mA-25mA) - to jest nadwyżka powodująca grzanie
t - nasz czas grzania
Skoro zakładamy liniowość to dodatkowe grzanie doprowadzi do Tmax po
czasie (100mA - 25mA)/(t/100us).

Po uwzględnieniu prądu niepowodującego grzania:
Imax(t)=(100mA - 25mA)/(t/100us)+25mA

--
Pozdrawiam
Michoo

Sat Oct 13, 2012 1:16 am   

On 13.10.2012 01:57, Bartosz Derleta wrote:

kosmicznej kombinacji. Już pisałem - użyj PMOS + inwerter na NMOS i
rezystorze.
Jak dasz sam PMOS to albo będzie ciągle otwarty, albo będą problemy z
wydajnością prądową.

--
Pozdrawiam
Michoo

Sat Oct 13, 2012 9:00 am   

Użytkownik "Dondu" <mikrokontrolery.dondu@gmail.com> napisał w wiadomości
news:8f40ade3-7576-4815-9c4e-77195d595b22@googlegroups.com...


Źródła prądowe muszą być dla każdego segmentu, a nie całego wyświetlacza
(nie tłumaczę dlaczego bo jak się zastanowisz to zrozumiesz).
W wielu przypadkach źródła prądowe można zastąpić opornikami.
P.G.

Sat Oct 13, 2012 9:38 am   

Użytkownik "Bartosz Derleta" <bartosz@derleta.ocm> napisał w wiadomości
news:k5a735$lm2$1@news.icm.edu.pl...

Złącze baza-emiter tranzystora to dioda. Jak steruję się tranzystorem tak,
aby go włączyć to się tę diodę polaryzuje w kierunku przewodzenia.
Tranzystor npn z emiterem połączonym do masy nie będzie przewodził prądu
(kolektor-emiter) gdy na bazie będzie 0V, a będzie przewodził gdy
spolaryzujemy złącze baza-emiter w kierunku przewodzenia - na bazie będzie
wtedy około 0,7V. Nie da się podnieść tego napięcia wyżej bo jest ta dioda i
po prostu będzie przez nią płynął coraz większy prąd aż się spali.
Tranzystor pnp z emiterem na 16V. Jak na bazie będzie 16V to tranzystor nie
będzie przewodził, a jak wpuścimy w tę bazę trochę prądu z dołu (od strony
0V) to będzie na niej napięcie 15,3V i tranzystor będzie przewodził.

Jak połączyłeś bazy tak połączonych pnp do procesora to chciałeś aby na
pinach procesora było 15,3V (dioda w tranzystorze nie pozwala aby było
mniej).
Z kolei dioda zabezpieczająca pin procesora pilnuje aby napięcie na pinie
nie było wyższe niż VCC+0,7V.
Czyli prąd z 16V płynął przez te dwie diody do VCC. Jeśli wydajność prądowa
źródła 16V byłaby wystarczająca to pierwszym skutkiem byłoby podciągnięcie
VCC do poziomu 14,6V (16-0,7-0,7) a dalej to już pytanie co wcześniej
padnie - rozumiem, że padły tranzystory pnp i pewnie mała wydajność tych 16V
uchroniła procesor przed wyparowaniem.

Procesor po takich przejściach należy w zasadzie od razu wyrzucić, bo jeśli
nawet działa to na pewno został nadwyrężony i nigdy nie wiadomo jak długo
pociągnie.


W takim połączeniu tranzystor z kanałem N jest wtórnikiem źródłowym - na
jego źródle jest ten sam sygnał co na bramce tylko przesunięty o napięcie
bramka- źródło - z karty katalogowej wynika, że typowo około 2V - czyli na
źródle powinno być o 2V (0.8 do 3) niższe niż na bramce. Oczywiście jak na
bramce jest 0 to nie będzie tam -2V bo niby skąd miało by się wziąć, ale jak
na bramce jest 5V to na źródle będzie około 3V.
Jak chcesz mieć klucze od +16V to albo tranzystory pnp, albo PMOS +
odpowiednie sterowanie przesuwające sygnał sterujący którym dysponujesz
(wyjścia procesora 0..5V) do poziomu wymaganego przez te klucze.
P.G.

Sat Oct 13, 2012 1:21 pm   

W dniu 2012-10-13 11:38, Piotr Gałka pisze:


Nie, rezystory 10k umieszczone między wyjściami procesora a bazą tych
tranów. I po fakcie cieszyłem się, że je tam dałem, bo na tych bazach
pojawiło się 16v, procesor mógłby być do wywalenia gdyby ich tam nie było.


Na kazdym wyjściu, jak pisałem, był rezystor 10k, więc może jednak nie?
napięcie mierzone na nogach między rezystorem a procesorem nie
przekraczało 5V w stosunku do masy układu, więc w zasadzie chyba nie ma
powodów do obaw.


Nie wątpię. :)


Zdecydowałem się na rozwiązanie NMOS + PMOS, na symulacjach bardzo
fajnie to działało. Próbowałem też na samym NMOSie to zasymulować, ale
to chyba nie tedy droga?

(Sygnał sterujący przez rezystory zabezpieczające na bramkę, źrodło do
masy, dren przez rezystor do +16 i przez drugi rezystor na anodę, ale
kiepsko z wydajnością prądową, albo z kolei LED się nie wyłącza, tylko
się żarzy.

Przepraszam za lamerstwo, jednak sucha teoria (przynajmniej na tak
niskim poziomie jak ją przyswoiłem) ma się nijak do faktycznych
parametrów tranzystorów, które nie są idealne... :(

--
Pozdrawiam,
Bartosz Derleta

Sat Oct 13, 2012 1:52 pm   

Użytkownik "Bartosz Derleta" <bartosz@derleta.ocm> napisał w wiadomości
news:k5bpth$scv$1@news.icm.edu.pl...

błędne wnioski można wyciągnąć gdy układ opisujesz jakby dokładnie a nie
dokładnie.


przeładowania zarówno w czasie włączania jak i wyłączania.
Aby szybko sterować MOSy stosuje się specjalne bufory o dużych wydajnościach
prądowych aby przeładować te pojemności.
Ty nie planujesz pracować na 200kHz tylko raczej na 1kHz więc aż takiego
problemu nie masz, ale jak twoje oporniki zabezpieczające są odpowiednio
duże to prądy ładowania/rozładowania bramek odpowiednio małe i to trwa.
Tranzystory mogą się nie zdążać włączyć i wyłączyć.

Podaj konkretne typy tranzystorów i wartości oporników to ktoś Ci napisze co
i jak zmienić.
P.G.

Sat Oct 13, 2012 1:56 pm   

Dnia Sat, 13 Oct 2012 15:21:50 +0200, Bartosz Derleta napisał(a):

Moglby, wrecz niemal pewne
oporniki zreszta nie rozwiazuja problemu. Nadal sa przylaczone do tych
15.3V, tylko prad plynie znosny, a procek z reguly ma jakies diody
zapezpieczajace ... o ile zasilacz ma gdzie te miliampery upuscic.

Potrzebujesz wyjscie typu OC (open collector), i to "wysokonapieciowe".
A poniewaz we wspolczesnych prockach takich nie ma ... trzeba dodatkowy
tranzystor (czyli razem dwa).
Albo jak wczesniej pisalem - uzyc dekodera z wyjsciami OC.



nie zapomnij dac rezystora miedzy bramka tranzystora pmos a jego zrodlem.
No i 16V to za duzo - 7-8 byloby w sam raz.


W tym przypadku ... niemal by sie dalo
Potrzebujesz na anodzie wyswietlacza wlaczonego ok 6V, o ile zmniejszysz
oporniki w katodach, i tyle bedzie na S tranzystora. Zeby otworzyc BS170
trzeba jakies 3V, wiec na bramke trzeba podac 9V. Na drenie tez moze tyle
byc, wiec zasilacz 9V.
Zeby ten wyswietlacz wylaczyc wystarczy mu obnizyc napiecie do ok 3V,
nie chce mi sie pdf szukac, ale zakladam ze przy 1V Ugs to BS170 ledwo
zaczyna przewodzic - musimy obnizyc napiecie/potencjal bramki do 4V.
uP zmienia napiecie na wyjsciu o ok 5V, wiec w zasadzie wystarcza.
Trzeba tylko przesunac poziom 0-5V do 4-9V.
Jedna zenerka i opornik, drugi opornik dla bezpieczenstwa :-)


Nie - to w procesie nauczania nie kladzie sie nacisku na to "jak tranzystor
naprawde dziala". A inzynierow sie katuje macierzami zamiast zaczac od tego
jak zaswiecic diode :-)

J.

Sat Oct 13, 2012 2:23 pm   

On 13.10.2012 15:52, Piotr Gałka wrote:

teraz MOSy o prądach rzędu setek amperów i napięciach pracy po kilkaset
woltów.


2* 1nC/(1/(200kHz))=400uA Zakładając, że mamy wydajność prądową na
poziomie jedynie 10mA to i tak czasy narastania/opadania będą około 4%.


rezystory?

--
Pozdrawiam
Michoo

Sat Oct 13, 2012 4:31 pm   

Witajcie jeszcze raz,

Wyprodukowałem coś takiego:
http://derleta.com/pub/schematy/ledy.png
( http://derleta.com/pub/schematy/ledy.sch )

Proszę nie bić za koślawy schemat, uczyłem się Eagle przed chwilą,
próbując go wyprodukować, obiecuję że postaram się poćwiczyć trochę
robienie schematów. Jeśli ktoś mimo wszystko zdecyduje się to obejrzeć i
wyrazić własne zdanie, będę wdzięczny.

W rolach głównych:
8 x BS170, 8 x BS250 w układzie proponowanym przez Andrzeja W.

Teoria teorią, symulacje symulacjami, ma to szanse zagrać w
rzeczywistości? Rezystory bramka-źródło PMOS wystarczą 1k?

--
Pozdrawiam,
Bartosz Derleta

Sat Oct 13, 2012 5:10 pm   

Dnia Sat, 13 Oct 2012 18:31:23 +0200, Bartosz Derleta napisał(a):

Zadziala, ale w ramach dalszej nauki: maksymalne napiecie Ugs bedzie w tym
ukladzie jakie ? A te tranzystory maja jakie dopuszczalne ?
podpowiem ze 20V


Az za male. To sa male tranzystory, pojemnosc bramki bedzie ponizej 1nF,
przy 1k rozladuja bramke w 1us, a jaka masz czestostliwosc/okres swiecenia?

przy 1k bedzie sie tam wydzielac 225mW ... no, ale z cyklem 1:4, wiec
znosnie, ale osobiscie dalbym wiecej. 5, moze nawet 10k.

No to przy okazji dalsze elementy do nauki/sprawdzenia:
-moc tracona w tranzystorach,
-moc tracona w opornikach katodowych,

Ciezkie jest zycie elektronika :-)


J.

Sat Oct 13, 2012 5:23 pm   

W dniu 2012-10-13 19:10, J.F. pisze:

Hm, napięcie Ugs to napięcie na bramce, tak?
nie wiem, 0-5v na bramce NMOS, 0-15v na bramce PMOS? kurczę, zabij mnie,
nie znam się na tym ;c


10k to bardzo fajne rezystory, z tego co widzę... spróbuję 10k.


Poddaję się. Zapewne trzeba by obliczyć spadek napiecia na diodach, nie
wiem czy dekoder BCD też nie ma jakichś "oporów", no nie wiem jak się za
to zabrać.


Niestety, nie jestem elektronikiem i nie planowałem nim nigdy być. To co
składam, to projekt budzika z alarmami, sterowanego poprzez FT232 i
IRM8602S. O ile stronę programową tego przedsięwzięcia ogarniam bez
problemu, to część bardziej analogowa jest dla mnie sporym problemem,
dla jakby nie było, bardziej informatyka niż elektronika... i tak,
mam świadomość że z każdym kolejnym postem się kompromituję, no ale
cóż... urządzonko robię dla samego siebie, może czegoś się jednak nauczę
dzięki wam.

--
Pozdrawiam,
Bartosz Derleta

Sun Oct 14, 2012 10:43 am   

Dnia Sat, 13 Oct 2012 19:23:50 +0200, Bartosz Derleta napisał(a):

Dobrze kombinujesz, 15Vna bramce pmos moze wystapic, a ze on wytrzymuje
20V, to problemu nie ma.

Ale ... poprzednio sobie popatrzylem tylko na anody, a teraz patrze na
katody:
a) 4543 ... nie moge sie doczytac jaki ma prad maksymalny .. 10mA czy tylko
3mA. A ty bys chcial ze 100.

b) on ma wyjscia dwustanowe - zapewne przekroczysz dopuszczalne napiecie
wsteczne na LED. Raczej nie zaszkodzi, ale doradzalbym jednak jakis inny
uklad z wyjsciamu OC/OD, a w ogole to obnizyc napiecie zasilania, 15V to
sporo za duzo. nawet zwykly 7447 powinien dac rade, zasilisz go z 5V,
wejscia podaczysz bezposrednio do procka.

c) brakuje ci w tym ukladzie rezystorow do masy na jego wejsciach.
Stan wysoki wymusi tranzystor pmos, a co wymusi stan niski ?

d) w ogole w tym przypadku to ten tranzystor pmos jest niepotrzebny,
sam nmos dobrze zmieni napiecia, a ze odwroci ... odwrocic mozesz
programowo.

e) a w ogole to ja bym wywalil ten dekoder, dasz 7 tranzystorow bs170
sterujacych bezposrednio katodami. Oczywiscie trzeba 7 portow .. ale jak
juz sie zdecydowales na overkill i dales atMega do zegarka, to portow widac
jest sporo :-)

J.

Sun Oct 14, 2012 11:57 am   

W dniu 2012-10-14 12:43, J.F. pisze:


No i w sumie to byłoby dobre wyjście, co prawda będę trochę musiał
przerobić układ, no ale, portów starczy. CD4543 i tak mi się nie do
końca podoba, bo nie obsługuje hex, a nie znalazłem takiego co obsługuje
i w dodatku jest pod wspólną anodę. Czyli - zasilanie anod jest ok, na
katody po NMOSie i tyle w temacie? Wydaje się być o-k :)

Poza tym - czemu overkill? Wspomniałem, że zegarek ma się komunikować z
komputerem po FT232, zabudowałem odbiornik IR, komunikacja z RTC po i2c,
być może synchronizacja czasu radiem (ale najpierw bym się musiał
dowiedzieć, czy to będzie u mnie działać), sterowanie zewnętrznymi
urządzeniami przez przekaźniki, syrena, buzzer... ATTiny zdecydowanie by
się nie nadał.

Problem raczej chyba w tym, że 5V jest ze stabilizatora, nie chce
podłączać tych ledów pod niego, i bez tego się grzeje. Układu zasilania
nie chcę już przerabiać, wiem że mogę tam wrzucić LM337 albo przed to
jeszcze np. LM7812, ale prościej chyba jednak już zasilić te LEDy sprzed
stabilizatora przez odpowiednie rezystory...

--
Pozdrawiam,
Bartosz Derleta