91 Leds mit Pi steuern/ Wortuhr

Heute ist Stammtischzeit:
Jeden Donnerstag 20:30 Uhr hier im Chat.
Wer Lust hat, kann sich gerne beteiligen. ;)
  • Guten Abend zusammen,


    ich würde gerne eine Wortuhr bauen (Vorbild QLOCKTWO von Biegert & Funke).


    Ursprünglich war der Plan, die LED's (insgesamt 91) der einzelnen Worte (insgesamt 20) einfach je parallel an je einen GPIO-Port zu schalten. Allerdings ergab eine kurze Google Recherche, dass die GPIO-Ports scheinbar nur max. 50mA insgesamt "ausgeben" dürfen. Da aber eine LED 20mA brauchen würde, würde dies dann ja nicht einwandfrei funktionieren (es müssten maximal 24 LED's gleichzeitig durch den Pi betrieben werden).


    Ich habe mittels Google zwar Tutorials zum Bau einer Wortuhr gefunden, allerdings waren diese entweder nicht durch einen Raspberry Pi gesteuert oder es wurde mit RGB-Stripes gearbeitet, die in der Anschaffung teurer und in der Benutzung komplizierter wären.


    Somit wollte ich fragen, wie man also diese Uhr effektiv steuern könnte (Transistoren, I²C, Relais?).


    Vielen Dank & LG


    derjeckie :danke_ATDE:

  • Treiber, extra Netzteil, wer sagt denn das die GPIO und der PI Regler die LEDs treiben müssen?
    Am einfachsten wäre ein Schieberegister mit Latch, die könnten auch fast den LED Strom liefern, mit uh LEDs ultra hell ab einige 1000mCd braucht man auch keine 20mA pro LED

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Ein guter Freund hat das auch gebaut, aber mit einem Arduino - ein PI ist dafuer etwas viel des guten... und ein RTC oder Funkuhr-Modul muss man ja eh verbauen, auch der PI hat das nicht.


  • Ein guter Freund hat das auch gebaut, aber mit einem Arduino - ein PI ist dafuer etwas viel des guten... und ein RTC oder Funkuhr-Modul muss man ja eh verbauen, auch der PI hat das nicht.

    Danke wofür bräuchte man das Funkuhr Modul könnte man nicht einfach die Systemzeit des Pi nehmen?

  • Weil die Systemzeit nach jedem Neustart irgendwo anfaengt? Der PI hat keine RTC. Man kann so eine Uhr natuerlich auch in's WIFI/LAN haengen, und NTP laufen lassen. Aberr summa summarum ist der PI voellig ueberqualifiziert fuer diese Aufgabe - ein Arduino reicht voellig.

  • Hey,

    ich habe ebenfalls diese Vorhaben. Aber bin noch neu in der Pi wählt und hätte einige Fragen:

    Ich komme auf 27 Wörter, sofern ich mich nicht verzählt habe. Also bräuchte ich 27 GPIO's bzw. ich würde den Weg über 5 GPIO's gehen und dann via Transistoren über AND und NAND mir damit meine Zustände aufbauen.

    Jedoch fehlt mir das Wissen, welcher Transistor geeignet wäre. Kann mir da einer weiterhelfen? Die GPIOs schalten ja bei ca. 3,3V und meine LED verbrauchen ebenfalls 20mA.
    Außerdem bin ich am Zweifeln, wie man dass dann mit dem Massepotential lösen würde. Da ich ja ein zusätzliches Netzteil benötigen würde oder wie würde man so etwas lösen?

  • Aber bin noch neu in der Pi wählt

    und was soll dann der PI da?

    Alle wordclocks wurden meist mit µC gebaut, mit dem PI bietet sich eine wordclock in Software am HDMI an

    Was sind das immer nur für Fragen von 1 Beitragsuser? :wallbash:

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Moinsen,

    Hey,

    ich habe ebenfalls diese Vorhaben. Aber bin noch neu in der Pi wählt und hätte einige Fragen:

    Ich komme auf 27 Wörter, sofern ich mich nicht verzählt habe. Also bräuchte ich 27 GPIO's bzw. ich würde den Weg über 5 GPIO's gehen und dann via Transistoren über AND und NAND mir damit meine Zustände aufbauen.

    Jedoch fehlt mir das Wissen, welcher Transistor geeignet wäre. Kann mir da einer weiterhelfen? Die GPIOs schalten ja bei ca. 3,3V und meine LED verbrauchen ebenfalls 20mA.
    Außerdem bin ich am Zweifeln, wie man dass dann mit dem Massepotential lösen würde. Da ich ja ein zusätzliches Netzteil benötigen würde oder wie würde man so etwas lösen?

    jar nun nicht gleich so grimmig, weil dir wohl ein Troll bei einem 0-LEVEL Projekt die Laune verdorben hat ;)

    Stelly , wie jar schon sagte, wenn du dafür ein PI opfern willst, oder gerade eins übrig hast, dann geht auch das !
    Egal wie viele Worte und damit mögliche Ausgänge du schalten willst, du kannst es über Schieberegister oder Portexpander machen.
    Jetzt ist es ein Frage der Beschaffungslage, wo du gerade ran kommst, oder was deine stillen Vorräte hergeben.
    Aus Bequemlichkeitsgründen würde ich auf Portexpander setzen, zB PCF8574/ PCF8574A mit jeweils 8 Abgängen oder die MCP23008/MCP23017/MCP23018 mit 8/16 Ausgängen ( auch diese wie die vorherigen über I²C) oder die MCP23S17/MCP23S18 auch 16 Abgänge aber über SPI.
    Alle genannten Typen sind kaskadierbar. Das heißt du kannst über eine 4 Draht Verbindung ( 2 Draht Signalleitung ) [Vc3,3 V, GND, SDA, SCL] den I²C verwenden, oder bei der Variante SPI 6 Draht / 4 Signalleitungen [Vc3,3V, GND, MOSI, MISO, SCLK, CS] mehrere bis 8 Stück dieser Expander hintereinander schalten um auf die gewünschte - benötigte GPIO Anzahl zu kommen.
    Hier kannst du es dir programmiertechnisch in Python einfach machen, in dem du jedem Zahlwort als "String" vorliegend ein DICT mit einer Tuple, für Busadresse, (bei den 16er Expandern noch Pool-Register A oder B) und dem Ausgangsport als Nummer 0 bis 7 arbeitest. Hinten heraus, da du die Expander mit 3,3 V des PI betreiben kannst, musst du zwingend eine Verstärkerstufe nachschalten. Hier bieten sich die N-Chanel MOSFETS wie die 2N7000/2N7002 die auch als SMD verfügbar sind an. Damit kannst du über eine zusätzliche Spannungsversorgungsquelle ( nicht vom PI abgezweigt ) 220mA bzw 500mA bei bis zu 35 V schalten. Damit wäre es möglich je nach zu beleuchtender WORTLÄNGE auch mehrere LEDs zu verwenden.
    Programmbibliotheken für die PCF8574 / MCP23x1x gibt es für fast jede gebräuchliche Programmiersprache. GGF kannst du das auch auf ein RasPi "Pico W" adaptieren, damit hättest du neben der NTP Time eine RTC im System, bis gleichzeitig Pin-Spannungskompatibel zu den großen PI Brüdern, und hast einen bedeutet geringeren Stromverbrauch. Auch die ESP mit WLAN und I²C / SPI wären denkbar.

    Franky

    Franky

  • jar Das kann gut sein, jedoch bringt der Pi aus meiner Sicht eine sehr Anfängerfreundliche Einstiegsmöglichkeit mit sich. Wenn ich einen Pi statt eines Microcontrollers verwenden will und somit möglicherweise Geld verschwende, ist es ja eher mein Problem.

    Franky07: Danke für die ausführliche Antwort.

    Also HW habe ich bisher gar nichts rumliegen. Müsste mich damit komplett eindecken.

    Hatte jetzt nicht damit gerechnet über I²C oder SPI zu gehen, muss ich mir mal überlegen. Hast du sonst eine Empfehlung für einen Transistor, den ich über die GPIOs des PI einfach schalten könnte. Müsste dann ja bei 3,3V schalten. Ich habe da bisher noch nichts gefunden.

  • Moinsen,

    ...

    Hast du sonst eine Empfehlung für einen Transistor, den ich über die GPIOs des PI einfach schalten könnte. Müsste dann ja bei 3,3V schalten. Ich habe da bisher noch nichts gefunden.

    :baeh2:

    Hinten heraus, da du die Expander mit 3,3 V des PI betreiben kannst, musst du zwingend eine Verstärkerstufe nachschalten. Hier bieten sich die N-Chanel MOSFETS wie die 2N7000/2N7002 die auch als SMD verfügbar sind an. Damit kannst du über eine zusätzliche Spannungsversorgungsquelle ( nicht vom PI abgezweigt ) 220mA bzw 500mA bei bis zu 35 V schalten. Damit wäre es möglich je nach zu beleuchtender WORTLÄNGE auch mehrere LEDs zu verwenden.

    Auch wenn das jetzt frech klingen mag, wenn ein Portexpander-Ausgang der 3,3 Volt hinten heraus bringt, einen Verstärker benötigt ( Ups wo hatte ich gelesen "...Müsste dann ja bei 3,3V schalten..." ) dann sollte das gleiche elektronische Halbleiterbauelement auch bei 3,3V des direkten Raspberry PIs GPIOs funktionieren ? Oder meinst du nicht ?

    Jeder, fast wirklich jeder Silizium Kleinlasttransistor ( und die Liste ist fast unendlich ) beginnt bei einer an der Basis anliegenden Spannung von 0,8 Volt sein Werk zu verrichten.
    Die Steuerspannung in der Basisschaltung ist relativ. Sie sollte größer als 0,8 V aber auch nicht größer als die CE Spannung sein. Hier unterscheidet man nur den Stromverstärkungsfaktor, wieviel Strom man in die Basis reinpumpen muss, damit hinten eine größere Stromlast Kollektor- oder Emitterseitig geschaltet werden kann.
    Schlußendlich ist nur entscheidet welche Last du schalten willst.
    Alternativ die MOSFETs die mit noch kleineren Steuerströmen Teilweise im nA ( NANO ) auskommen um hinten über Drain und Source richtig fette Lasten schalten können.
    Nur vertragen diese MOSFETs keine statischen Aufladungen. Einmal schön das Kunstfaser-T-Shirt in die Kunstfaser-Hose geschoben, dabei sich richtig schön statisch aufgeladen, und dann an so ein Beinchen eines solchen MOSFETs gekommen, und der wird nie wieder etwas schalten.

    Bei den klassischen NPN / PNP Transistoren die durchaus ihre Berechtigung haben, ist halt die Stromverstärkungsfähigkeit der Bestimmer, ob du mit dem über die Basis fließende Strom ausreicht das Ziel, die Schaltlast schalten zu können. Oder musst mehrere nach dem Prinzip der Darlingtonschaltung hintereinanderreihen.
    Aber wegen 20, 50, oder 100 mA musst du dir keine Gedanken machen, dass schafft jeder Kleintranis in der Baugröße TO-92. Egal wie das Kind heißt, BC337, oder wie auch immer.

    Franky

    Franky

Jetzt mitmachen!

Du hast noch kein Benutzerkonto auf unserer Seite? Registriere dich kostenlos und nimm an unserer Community teil!