Techniker-Projekt -- 12 Große 7-Segment-Anzeigen an Raspi Multiplexen

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

    Wir, Ich und ein Schulkollege sind auf einer Technikerschule ( Nein leider nicht für Elektrik)

    und haben momentan ein Projekt bei dem wir nicht weiter kommen :

    Eine Anzeigetafel erstellen die die Leistung eines Wasserrades und einer Photovoltaik Anlage in KW Anzeigt. Unten soll noch die geleistete Arbeit gesamt hin.

    Es sollen 3 Segmente für KW Wasserrad 3 Segmente KW Photovoltaik und 6 Segmente Gesamtertrag

    Als 7 Segment Anzeigen wollen wir folgende verwenden

    also 12 X

    https://www.conrad.de/de/7-segment-a…#downloadcenter

    Nun komme ich schon bei der Berechnung der Stromstärke nicht weiter .... ein Feld kann quasi 1/12 der zeit laufen also brauchen wir den 12 fachen strom ? wäre die hertz-zahl dann noch im Nicht-Flimmer Bereich

    Wir haben schon 12 Stück mit Gemeinsamer Kathode da, können wir diese dann nur mit einem treiber wie zb max7219 ansteuert oder würde das raspi das " Packen"

    Die Leistungen der PV und Wasseranlage werden von einem Solar log ins netz geladen, ein bekannter meine er könnte uns was schreiben was eben diese daten fürs Raspi abgreift aber er kann die pins nicht für multiplexing belegen. Vlt hat jemand noch eine gute Idee wie man das einfach machen könnte.

    Über hilfe würden wir uns freuen :conf:

    P.S. wir beschäftigen uns noch nicht sehr lange mit dem Thema ...

  • Techniker-Projekt -- 12 Große 7-Segment-Anzeigen an Raspi Multiplexen? Schau mal ob du hier fündig wirst!

  • OMG ihr hat mehr als ein Problem!

    ein Feld kann quasi 1/12 der zeit laufen also brauchen wir den 12 fachen strom ?

    lese ich mal als 12 Hz, flimmert

    Wir haben schon 12 Stück mit Gemeinsamer Kathode da

    ungünstige Wahl weil ihr hi-side Treiber braucht mit >8V

    können wir diese dann nur mit einem treiber wie zb max7219

    sicher nicht, weil der maximal mit 5,5V betrieben wird und ein low-side Treiber nach GND ist.

    Ausserdem verkraften die LEDs nur maximal 60mA ohne Nennung von Puls/Pausenverhältnis.

    Sinnvoller wäre es da alle Daten in 12 Schieberegister daisy chain

    https://www.onsemi.com/pub/Collateral/MC74HC595A-D.PDF

    also durch alle 12 Latches bis alle mit Daten gefüllt sind und dann Daten übernehmen auf den Ausgängen

    vom PI zu schicken per SPI

    Schiebe Register mit 3,3V vom PI versorgen für die sichere Eintaktung

    und aus den Schiebe Register hi-side Treiber 12 Stück zu nehmen wie das Gegenstück vom ULN2803

    https://www.mikrocontroller.net/topic/23038#171556

    aber auch da Spannungen kontrollieren.

    https://www.mikrocontroller.net/topic/357416?goto=new#new

    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)

  • Es brennen maximal 7 LED-Straenge gleichzeitig (Punkt nicht mitgerechnet) also ist der Stom 7 * LED-Strom.

    Multiplexen heisst, dass die Displays nacheinander angesteuert werden. Es leuchtet also immer nur eine Zahl.

    Die Frequenz muss einigermassen hoch sein, damit es nicht flimmert. Bei einem alten Fernseher waren es 50 Halbbilder pro Sekunde, also etwa 50Hz.

  • ......Die Frequenz muss einigermassen hoch sein, damit es nicht flimmert. Bei einem alten Fernseher waren es 50 Halbbilder pro Sekunde, also etwa 50Hz.

    alles richtig nur hilft das dem TO konkret?

    alte TV haben das durch die Nachleuchtdauer der Beschichtung geregelt, für LEDs wählt man heute eher >500 Hz, das Problem bei zu langsamer Pulsung kennt jeder der hinter LED Rücklichter hinterherfährt und mit den Augen schnelle Bewegungen macht, dat flimmert, auch vertragen manche nicht die lahme DLP Technik bei Beamer, ich z.B.

    Heute werben alle Grafikkarten und TVs mit etlichen 100Hz da sollte man keinen Gedanken an <=50 Hz verschwenden, bedeutet bei dieser Pulsung auch das man den mehrfachen LED Strom aufbringen muss um die gewünschte Helligkeit zu erreichen, oft mehr als die LEDs verkraften!

    schrieb ich ja bereits, die gewählten LEDs haben höchstens 60mA und wer mit 60 Hz taktet kommt nur auf 1mA statichem Strom entsprechende Helligkeit.

    Deswegen serielle Latches mit paralleler Aussgabe.

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  • Ihr könnt entweder alle Anzeigen Multiplexen, dann benötigt Ihr weniger Strom. Da die GPIOs aber sowieso nur zum ansteuern gut sind und ein Treiber (mindestens ein Transistor) dazwischen muss, besteht auch die Möglichkeit die Gruppen zu multiplexen. Allerdings benötigt ihr dann mehr GPIOs.

    1. Variante:

    8 GPIOs für Punkt und Segmente + 12 GPIOs für das Multiplexen der Anzeige.

    2 Variante:

    8 GPIOs pro Gruppe und Trotzdem 6 GPIOs zum Multiplexen

    Variante 2 ist aber aus meiner Sicht für den Fall unsinnig. Die Frequenz bringt der RasPi spielend, 1/12 bedeutet ja nicht 1/12 Sekunde.

  • 1/12 bedeutet ja nicht 1/12 Sekunde.

    und wie hilft das dem TO?

    1/12 heisst auf jeden Fall 12-facher Strom um die gleiche Helligkeit zu bekommen und der Strom wird durch das LED Datenblatt begrenzt.

    Keiner hier weiss ob dem TO diese Helligkeit mit 1/12 Helligkeit genügt.

    Du hattest mal wieder wie ein Mathematiker geantwortet, richtig aber wenig hilfreich.

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  • ich habe das Datenblatt gelesen und nur 60mA max. If gefunden, aber OK

    Absolute Maximum Ratings at TA=25°C

    Peak Forward Current [1] (DP) 370(185) mA

    nun ja wer es braucht, ich würde serielle Latches mit enable nehmen.

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  • und wie hilft das dem TO?

    Du hast weiter oben geschrieben, dass 12 Hz flimmern. Da hast Du recht, bist aber von der Annahme ausgegangen, dass mit 1/12 ein Sekundentakt gemeint wäre. Ich wollte also nur klarstellen, das die Zeiteinheit keine Sekunde sein muß, sondern bedeutend kleiner sein kann, so dass jede LED zu ihrem Anteil kommt und leuchtet ohne zu flimmern. Tastrate von 1:12 wäre aus meiner sicht ok.

  • Tastrate von 1:12 wäre aus meiner sicht ok.

    bedeutet aber 12-fachen Strom für einfache Helligkeit, wie gesagt wenn das dem TO reicht kann er es machen.

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  • Hallo,

    vielleicht hilfts, ich betreibe eine LED-Anzeige als Uhr am Raspi über einen MAX7219.

    Der 7219 multiplext bis zu 8 LED-7Segmentanzeigen von sich aus.

    Dabei erreichen die LEDs ca. 80% ihrer Helligkeit als wenn sie mit max. Dauerstrom betrieben werden.

    Wie geht das?

    Grundsätzlich ist ja die Stromgrenze ein Temperaturproblem also bei einem Taktverhältnis von 7:1 wird der etwa 5 fache des Nennstromes durch die LED geschickt. Ab einem bestimmten Strom werden die LEDs nämlich nicht mehr heller sondern nur noch heißer.

    Das Auge (besser unser Gehirn) bekommt das bei einigen kHz sowieso gar nicht mehr mit den mehr als 16 Bilder je Sekunde nimmt man als Bewegung wahr.

    Das mit dem bis zu 5fachen maximalen Strom müsste auch für die Großanzeigen gelten außer sie haben spezielle Kühlkörper zur Erhöhung des Dauerstromes.

    Man müsste mal einen Versuch mit einer PWM Strom an einer dieser LED machen (evtl. den DP) dann muss man nicht gleich eine ganze Anzeige opfern.

    Die Signale vom 7219 kann man übrigens mit Powermosfet leicht für stärkeren Strom treiben, dann ist es auch egal ob die 7-Segmentanzeigen gemeinsame Anode oder Kathode haben.

    Vom selbst Multiplexen über die GPIO des Raspi würd ich abraten, das ist Programmtechnisch bei den erforderlichen Geschwindigkeiten praktisch nicht zu machen, jede kleine Prozessorauslastung kann ein glimmen den benachbarten Anzeigen verursachen oder das ganze zum erliegen bringen.

    Beim MAX7219 muss der Raspi nur schreiben wenn sich was ändert ansonsten speichert er ja den Zustand.

    Von der Menge her ist das auch kein Problem, man kann den max7219 kaskadieren, also mehrere hinter einander schalten und man kann max. 2 dieser Kaskaden an den Raspi (SPI-Schnittstelle) anschließen ( CS0 / CS1)

    Die verfügbaren Bibliotheken sind dafür schon ausgelegt.

    Die Anzahl der Anzeigen dürfte also kein Problem sein.

    Hab mir mal das Datenblatt angeschaut meine Aussagen von oben stimmen bei der genannten Anzeige ist es eben der 6,1 fache Strom der möglich ist, aber wie gesagt das muss nicht bedeuten dass die Anzeige ab einem bestimmten Punkt (z.B. 5fache von If) noch heller wird, das im Datenblatt verfügbare Helligkeitsdiagramm geht leider nur bis zum max. Dauerstrom (If) und nicht bis zum Spitzenstrom (Ip).

    Einmal editiert, zuletzt von Thotaa (6. Dezember 2018 um 15:03)

  • Hallo,

    hab das Problem gelöst.

    1. es gibt eine neue Bibliothek für den MAX7219 (Luma.led) gab aber bei mir andere Probleme

    2. den MAX7219 direkt übe die SPI ansprechen, da kann man sich austoben und ist uneingeschränkt was das Anzeigeformat angeht.

    Beispiel, so habe ich das getestet:

    Viele Grüße

    Thotaa

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