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

Thu Oct 11, 2012 8:18 pm   

Witajcie,

Nie miałem do czynienia jeszcze z taką sytuacją i nie bardzo potrafię
dobrać właściwe rozwiązanie, więc proszę was o pomoc. Sytuacja jest
następująca:

Układ zasilany jest generalnie z zasilacza impulsowego 6,5v. Scalaki
(mikrokontroler, RTC, CD4543BE) zasilane są z LM7805CV, gdyż ATMega
szaleje przy napięciu powyżej 6v.

Zastosowałem 4 multipleksowane, dość spore wyświetlacze 7-segmentowe
(a-1501e). Zależy mi na maksymalnej ich jasności (na LM7805 była
tragedia, bezpośrednio pod zasilacz trochę lepiej, ale widać że są
głodne), więc w oparciu o układ ICL7660 zbudowałem podwajacz napięcia
specjalnie dla nich, dostaję ok. 11v, cudnie, fajnie świeci na sucho.
Wyświetlacze mają wspólną anodę, więc poprzez rezystory 220ohm
podłączyłem segmenty do dekodera 4543. Co do anod zaś... popełniłem
błąd, ładując układ HEF4066, nie doczytując że nie może za bardzo
przepuszczać napięcia wyższego niż zasilania tegoż układu. Karmiąc go
napięciem z podwajacza oczywiście działy się cyrki i przełączanie nie
działało. Podwyższając napięcie zasilania 4066 do owych 11v, znowu nie
działało sterowanie z ATmegi, prawdopodobnie za małe napięcie. Jedyną
działającą kombinacją było puszczenie ATmegi na 6,5v (więc tyle mogła
dać na wyjściu logicznym dla 4066), i wszystko byłoby w porządku, ale
zaczynała się wieszać i robić cuda.

Przepraszając za przydługi wywód laika, mam pytanie - jak najprościej i
najlepiej jednocześnie, wysterować te LEDy napięciem 11v przełączanym z
ATmegi? Coś z TC4467/TC4468/TC4469, albo TC426/427/428 x 2? Myślę w
dobrym kierunku?

--
Pozdrawiam,
Bartosz Derleta

Thu Oct 11, 2012 8:28 pm   

Użytkownik "Bartosz Derleta" <bartosz@derleta.ocm> napisał w wiadomości
news:k579hp$lk3$1@news.icm.edu.pl...

Może ULN2003 wystarczy. Trzeba poczytać PDF

Pozdrawiam
PP

Thu Oct 11, 2012 8:38 pm   

W dniu 2012-10-11 22:28, Piotrek_P pisze:
[quote]Mo

Thu Oct 11, 2012 9:59 pm   

W dniu 2012-10-11 22:18, Bartosz Derleta pisze:

O ile dobrze zrozumiałem problem to z ATmegi powinieneś sterować
tranzystorem NMOS z S podłączonym do masy, którego dren steruje bramką
tranzystora PMOS z S do 11V. PMOS powinien mieć rezystor pomiędzy G i S.


--
Pozdrawiam,
Andrzej

Thu Oct 11, 2012 10:05 pm   

Dnia Thu, 11 Oct 2012 22:18:00 +0200, Bartosz Derleta napisał(a):

7660 ma odpowiednia wydajnosc pradowa ? O ile pamietam to nie.


A ten uklad o ile pamietam tez ma kiepska rezystancje/wydajnosc pradowa.


z pojedynczych tranzystorow mozna zrobic. tzn z dwoch na kanal.
Albo dac jakis dekoder z wyjsciami OC i dalej po tranzystorze
- i zaoszczedzisz pinow sterujacych.

J.

Thu Oct 11, 2012 10:41 pm   

W dniu 2012-10-12 00:05, J.F. pisze:

O kurcze... w zasadzie nie mogę się doszukać takich informacji w
manualu, nie chce mi się wierzyć ze te mikroampery to wszystko co da się
z tego wyciągnąć...

cóż, tak to jest jak programista bierze się za składanie urządzeń.

--
Pozdrawiam,
Bartosz Derleta

Thu Oct 11, 2012 10:44 pm   

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

O, dziękuję, rozwiązanie wydaje mi się proste i sprawne, jutro sprawdzę.
Na razie kombinowałem z pojedynczym BUZ11, ale czytałem, że ATmegą go
nie wysteruję dobrze...

Jeszcze się okaże w międzyczasie, czy moje źródło napięcia jest ok, bo
możliwe że czeka mnie jednak wymiana zasilacza :(

--
Pozdrawiam,
Bartosz Derleta

Thu Oct 11, 2012 11:04 pm   

W dniu 12.10.2012 00:41, Bartosz Derleta pisze:

Miliampery, kilkadziesiąt w porywach, jeżeli Vo ma być w miarę zgodne z
założonym. No i Ro dość gwałtownie wzrasta z obciążeniem, więc o 7660 do
zasilania wyświetlaczy LED po prostu zapomnij.

--
butek
Safety note: Don't put all your enriched uranium hexafluoride in one
bucket. Use at least two or three buckets and keep them in separate
corners of the room. This will prevent the premature build-up of a
critical mass.

Thu Oct 11, 2012 11:07 pm   

On 11.10.2012 22:18, Bartosz Derleta wrote:



mają przy 4.2-5.6V. Na ile znam wyświetlacze LED to przy nominalnym
prądzie świecą zazwyczaj tak, że nie lubię na nie patrzeć.


I w takiej konfiguracji świeci jaśniej niż podpięte bezpośrednio pod
6.5V? Coś mi tu nie pasuje.


od dołu. I jak chcesz mieć jasne to bym dobrał prąd do tego, że
wyświetlacze będą świecić tylko 1/4 czasu.

--
Pozdrawiam
Michoo

Thu Oct 11, 2012 11:36 pm   

W dniu 2012-10-12 01:07, Michoo pisze:

2200uF/16v, ale nie wiem, co to znaczy "duży"...


Po przemyśleniu dochodzę do wniosku, ze to nie w napięciu problem, a w
wydajności prądowej któregoś z elementów, stawiam na 4066... a 7660
wylatuje, tylko namieszał.

Tak, źle zasugerowałem się tym, na 6.5v było multipleksowane - świeciło
tylko 1/4 czasu, bezposrednio pod "11v" było jasniej bo świeciło cały
czas, ręką multipleksu nie szło zrobić - ale że to nie było 11v tylko
7v, to wiem dopiero teraz, po sugestii i pomierzeniu.

Cóż, albo wyświetlacz wyrobi na 6,5v, albo większy zasilacz i...


Akurat obok Andrzej już zaproponował takie rozwiązanie, jutro będę testował.

--
Pozdrawiam,
Bartosz Derleta

Fri Oct 12, 2012 9:36 am   

Użytkownik "Bartosz Derleta" napisał w wiadomości

To wszystko dziala tak na granicy - opis podaje 4.2-5.4V, tam sa dwie
diody polaczone szeregowo, wiec tyle powinno byc ... i zapas napiecia
z 6.5V malutki. No ale ten 1-2V sa, tranzystory trzeba MOS, oporniki
mniejsze ... powinno dzialac.


Rozwiazanie dla samobojcow: napiecie zasilania obnizyc do 3.3V, anody
podlaczyc do + przez dlawiki, i dodatkowo anody zwierac tranzystorami
do masy.

I teraz - jak wyswietlacz ma byc ciemny to tranzystor zwiera, jak ma
swiecic to tranzystor zamykamy. To konfiguracja step-up, wiec
napiecie skoczy.

Tylko jeszcze trzeba by dobrac czas otwarcia odpowiednio do ilosci
swiecacych segmentow, wiec to zadanie na dlugie zimowe wieczory :-)

J.

Fri Oct 12, 2012 12:50 pm   

[Bartosz Derleta] :


Sławek
--
________ Error 403: Acces denied.
_/ __/ __/ You are not authorized to read this signature.
\__ \__ \_______________________________________________________________
/___/___/ Sławomir Szczyrba steev/AT/hot\dot\pl

Fri Oct 12, 2012 10:22 pm   

Aby uporządkować:

LED-y steruje się prądem, a nie napięciem.

Jeżeli masz multipleksowany wyświetlacz, to prąd przepuszczany przez diodę musi być odpowiednio większy niż przy stałym jej świeceniu, by osiągnąć tę samą jasność. Dlatego zerkasz do datasheet tego wyświetlacza i odnajdujesz:

IPF - Peak Forward Current Per Segment (duty 0.1, 1kHz)
który dla tego wyświetlacza wynosi 100mA.

Innymi słowy przy częstotliwości wyświetlania poszczególnych segmentów wynoszącej 1kHz (250Hz na segment) możesz spokojnie przepuścić np. 90mA przez każdą pojedynczą diodę w wyświetlaczu. W ten sposób załatwiasz maksymalną możliwą jasność przy multipleksowaniu.

Teraz musisz zastosować odpowiednio wydajne źródło prądowe. Ponieważ masz 8 diod w segmencie, to źródło musi mieć wydajność co najmniej: 90mA * 8 = 720mA.

Nie można oczywiście wtedy sterować LED'ami bezpośrednio z pinów mikrokontrolera, bo prądy przekroczą wydajność pinów i sumaryczną dla mikrokontrolera. Należy więc zastosować jakieś scalone bufory lub tranzystory. Te elementy muszą być zarówno po stronie każdego segmentu (anody) jak i dla każdej katody. Łącznie więc 4 + 8 = 12 tranzystorów.

-----------

Mikrokontrolery - Jak zacząć?
http://mikrokontrolery.blogspot.com/

Fri Oct 12, 2012 10:54 pm   

W dniu 2012-10-12 22:55, Dondu pisze:

Dziękuję za obszerne wyjaśnienia. Co prawda wierzę, że obejdzie się bez
takiego źródła prądowego, to ma tylko działać...


Od strony katod - CD4543, natomiast sterowanie anodami sprawia mi spory
problem. I nie ukrywam, że jeśli chodzi o tranzystory i ogólnie
analogową elektronikę, to jestem straszliwie słaby i nie bardzo pojmuję
ten temat.

Podejscie 1.

Podpatrzyłem motyw o tu:
http://www.piomartenco.herobo.com/images/clockSch.png
No więc, biorę 2n3906 - bazy do MCU, emitery do +16v, kolektory na
anody. I.. na każdym z nich pełne +16v niezależnie od napięcia na bazie.
Finalnie i tak spaliłem dwa z tych tranów, no trudno.

Podejście 2.

"NMOS to może być to". Zamiast tych PNP zamontowałem tam 4x BS170 -
bramka do MCU, dren do +16, źródło na anody. "Prawie" działa - znaczy,
na źródle jest ok 3,3v, domyślam się że MCU nie jest w stanie wysterować
tego MOSFETa i musze poszukać jakiś inny, "logic level", tak? Wydaje mi
się, że rozwiązanie jest już blisko.

Za wszelką cenę chcę uniknąć bardziej skomplikowanych układów niż 1-2
elementowe, gdyż zwyczajnie nie mam na nie miejsca :C

--
Pozdrawiam,
Bartosz Derleta

Fri Oct 12, 2012 10:55 pm   

Aby uporządkować:

LED-y steruje się prądem, a nie napięciem.

Jeżeli masz multipleksowany wyświetlacz, to prąd przepuszczany przez diodę musi być odpowiednio większy niż przy stałym jej świeceniu, by osiągnąć tę samą jasność. Dlatego zerkasz do datasheet tego wyświetlacza i odnajdujesz:

IPF - Peak Forward Current Per Segment (duty 0.1, 1kHz)
który dla tego wyświetlacza wynosi 100mA.

Innymi słowy przy częstotliwości wyświetlania poszczególnych segmentów wynoszącej 1kHz możesz spokojnie przepuścić np. 90mA przez każdą pojedynczą diodę w wyświetlaczu. W ten sposób załatwiasz maksymalną możliwą jasność przy multipleksowaniu.

Czyli gdybyś miał 10 segmentów to 90mA spełniałoby wymóg z datasheet dla 100mA. Ale Ty masz tylko 4 segmenty, musisz więc obniżyć ten prąd, by nie przekroczyć parametru IPF dla duty wynoszącego 0.1. O ile? Możesz to policzyć zwykłą proporcją:

100mA * 4 * 0.1 = 40mA

Czyli przy 4 multipleksowanych segmentach przez każdą diodę powinieneś puszczać prąd zbliżony lecz nie przekraczający 40mA. Bezpiecznie przyjmij 35mA.

Teraz musisz zastosować odpowiednio wydajne źródło prądowe. Ponieważ masz 8 diod w segmencie, to źródło musi mieć wydajność co najmniej: 35mA * 8 = 280mA. Proponuję wykorzystać LM117: http://www.ee.buffalo.edu/courses/elab/LM117.pdf

Schematy źródeł prądowych znajdziesz na stronach: 18 i 19

Nie można oczywiście wtedy sterować LED'ami bezpośrednio z pinów mikrokontrolera, bo prądy przekroczą wydajność pinów i sumaryczną dla mikrokontrolera. Należy więc zastosować jakieś scalone bufory lub tranzystory. Te elementy muszą być zarówno po stronie każdego segmentu (anody) jak i dla każdej katody. Łącznie więc 4 + 8 = 12 tranzystorów.

-----------

Mikrokontrolery - Jak zacząć?
http://mikrokontrolery.blogspot.com/