7-Segment- und DotMatrix-Display Beispielschaltung Multiplex (z.B. für Uhren)

[dino03]

Hallo zusammen,

hier mal ein "kleines" 7-Segment-Display für Uhren als
Referenz-Design. Die Steckerbelegung der beiden Pfostenwannen
ist für den STK500 angepaßt. Ist also direkt damit zu verbinden
wenn man es möchte. Das ganze Display läuft mit 12V und 5mA
Segment-Strom. Das ist hell genug und wird beim Multiplexing sowieso
noch etwas dunkler.

Hier die Bilder ... (von vorne und hinten) ...


jetzt einmal mit abgenommenen Displays ...


und eine Detailansicht der Höhenanpassung über Platinenverbinder ...


zum Schluß noch der Schaltplan des ganzen Geraffels ...


Ich hoffe mal es hilft mal wieder dem einen oder anderen weiter ...

Gruß
Dino

 

[dino03]

Noch ne kleine Anmerkung ...

noch was kleines als Info ...

wundert euch nicht über die komische Widerstandsbeschaltung.
Da immer nur eine Anzeige in Betrieb ist (Multiplex) sind die Widerstände
so zusammengeesetzt das sich für die entsprechende Anzeige der passende
Widerstand für 5mA Segmentstrom bildet. Ich hab das auch mal so mit nem
12V Netzteil und manueller Ansteuerung getestet und es läuft so wie ich das
geplant habe. Durch diese Widerstandsanordnung kann man das Layout etwas
vereinfachen.

Die Treiber (ULN2803 und UDN2981) sind auch so angeschlossen, das sich
auf der Platine ein einfaches Layout ergibt. Das kann natürlich bei anderer
Anordnung der Bauteile von der Pin-Benutzung wieder anders aussehen.
Aber als Beispiel müßte es so ganz gut passen.

Das interessante an dieser Schaltung ist die Mischung von verschiedenen
Displays mit verschiedenen Durchlaßspannungen (1, 2 oder 4 LEDs in Reihe).
Bei 12V Betriebsspannung ergibt sich daraus ...
- 1 LED = 1,85V (LEDs und kleine Anzeigen) @5mA = 2k2
- 2 LEDs = 3,7V (Dezimalpunkt der große Anzeige) @5mA = 1k8
- 4 LEDs = 7,4V (Segmente der großen Anzeige) @5mA = 1k

Also zusätzliche Info-Quelle empfehle ich folgende Beiträge ...
- Ansteuerung von 7-Segment-Anzeigen (Hardware)
- Wie ziehe ich ein Projekt durch ... (7-Segment-Multiplexanzeige)
- LEDs sind keine Glühbirnen !

Gruß
Dino

 

[dino03]

zukünftige Erweiterung wenn Zeit da ist ...

Hallo zusammen,

also unter die 7-Segment-Displays kommt für die Anzeige von Tag/Datum
später noch eine 20stellige 5x7Dot-LED-Anzeigenzeile. Die Ansteuerung wird
auch im Multiplex-Betrieb erfolgen. Allerdings werden die Zeilendaten in eine
Kette von 74595 geschrieben ...

Als Displays benutze ich die "TA 07-11 RT" von Reichelt.

=== Bei 20stelliger Anzeige ===
20 Displays x 5 Punkte/Display = 100 Punkte
100 Punkte / 8 Bit/IC = 12,5 (also 13) mal 74595

=== Bei 16stelliger Anzeige ===
16 Displays x 5 Punkte/Display = 80 Punkte
80 Punkte / 8 Bit/IC = 10 mal 74595

Dazu kommen dann noch die Treiber-ICs für die Aktivierung der Dotmatrix-Zeilen.
Also je nach Displays ein Stück ULN2803 oder UDN2981.

Hinter den 74595 werde ich dabei aber keine Treiber mehr verbauen. Sonst
wird das ein absolutes IC-Grab Das müssen die Schieberegister dann
alleine schaffen (hofffe ich mal ). Aber sicherheitshalber vorher
nochmal das Datenblatt befragen.

Gruß
Dino

 

[Neuuser]

Hi Dino,
ich habe auch soweit meine Jumbo anzeige im betrieb, am Pool zeigt jede 10 Sekunden im Wechsel Wassertemperatur und Luft an.

Gruß Micha

 

[dino03]

Fehler im Schaltplan behoben.

Hallo zusammen,

ich hab grad ne PN wegen dem Display geschrieben und dabei ist mir noch ein
Fehler im Schaltplan aufgefallen. Die Pinbeschreibung von Con1/Con2 (die
beiden Stecker zum STK500) sind richtig aber das GND-Zeichen ist im
Schaltplan falsch gewesen. GND muß also an Pin9 der Stecker dran. WICHTIG !

Viel Spaß beim nachbauen
Zur Erweiterung komm ich wohl erst irgendwann im Winter

Gruß
Dino

 

[dino03]

Datums-Erweiterung

Hallo,

kurz und bündig ... hier ist der Schaltplan für die Erweiterung um das
Datum, Wochentag, Termininfos.

Oder eine Beispielschaltung für alle, die eine LED-Matrix-Anzeige mit
Multiplex-Betrieb aufbauen wollen



Viel Spaß beim nachbauen ...

Ach ja ... noch was wichtiges ...
Die Matrix-Anzeige AUF KEINEN FALL aus dem STK500 versorgen!
Auch wenn es da schon 5V gibt. Die zieht bei einer voll angeschalteten
Zeile ... 20 x 5 x 5mA = 500mA
Also über einen 7805 aus den bereits vorhandenen 12V versorgen

Gruß
Dino

 

[dino03]

Hallo,

wenn alles klappt werde ich hier wohl demnächst ein wenig weiterkommen
und ein paar Fotos der Dot-Matrix-Anzeige hier reinstellen. Mal sehen ob
die Zeitplanung mitspielt

Gruß
Dino

 

[Cassio]

Moin Dino!

Wo ich gerade etwas von Dot-Matrix lese....

Ich habe hier meine 8x8-Dot-Matrix-LEDs auch immer noch liegen.
Ein Platinenlayout mit Mega8 hatte ich ja schon mal fertig, aber das hat mir dann doch nicht gefallen.
So versuche ich mich nun an einem SMD-Mega8 bzw. Mega16, aber mir fehlt momentan einfach die Zeit um den Plan zu erstellen und die Platine neu zu routen.
Mal sehen, wann ich damit weiter komme.

Deiner Zeichnung nach zu urteilen, bist du mit deinem Vorhaben mal wieder fast fertig.

Gruß,
Cassio

 

[dino03]

Hi Cassio,

Deiner Zeichnung nach zu urteilen, bist du mit deinem Vorhaben mal wieder fast fertig.

in Eagle ... Ja
Die Displays sind noch auf Schaumstoff gebettet und die ICs und Widerstände
sind auch noch "original verpackt"

So eine Schaltung im Kopf und auf dem Computer zu entwickeln ist ne Arbeit
von 1-2h. Dass macht keinen großen Streß. Aber das nachher auf die Platine
(Lochraster) zu bekommen macht schon mehr Aufwand ...

Was ich mir noch überlegen muß ist, wie ich die ganzen 74595 unter die
Displays bekomme ohne ne riesige Anzahl von Steckkontakten zu verbraten.
Die Displays sollen ja nachher auch auf der selben Höhe wie die restlichen
Anzeigen sein. Das wird wohl auf SMD-Widerstände und SMD74595 rauslaufen.
Kann ich also gleich mal ne Anleitung schreiben wie man mit einfachen
Mitteln SMD-Bauteile auf Lochraster verarbeitet

Gruß
Dino

 

[Cassio]

Hi Dino!

Da kann ich dir zustimmen....
Der Schaltplan ist immer schnell gezeichnet!

Danach kommt das Layouten der Platine... und da ich das von Hand mache, dauert das immer seine Zeit. Meistens ändere ich das Layout auch zig mal, weil mir neue Ideen gekommen sind.

Von den Lochraster habe ich mich zu 95% verabschiedet. Die Platinen nutze ich nur noch, wenn ich nur einmalig etwas auf die Schnelle benötige.... wie z.B. den Anschluss-Adapter für das 240x64 Pixel GLCD.


Was mir gerade einfällt.....
Ich müsste mal eine neue Ätzlösung ansetzen. Die Alte hat fast ausgedient und ist zu 30% verdunstet. Was macht man mit dem Rest? In ein altes Glas füllen und zum Wertstoffhof geben?
Stark verdünnt in den Ausguss kippen darf man es ja wegen dem hohen Kupferanteil nicht.

Gruß,
Cassio

 

[dino03]

Hi Cassio,

Stark verdünnt in den Ausguss kippen darf man es ja wegen dem hohen Kupferanteil nicht.

Alternative ... Mit Alpinaweiß mischen und als Schimmelschutz-Anstrich verwenden Hust Auweiah !

Aua! Nicht hauen ... war ja nur ne Idee

... Also als Sondermüll zum Wertstoffhof ist wohl am sinnvollsten ...

Gruß
Dino

 

[dino03]

Hallo,

ich hab mal kurz versucht, wie ich die Dot-Matrix-Displays am besten auf den
Platinen positioniere und auf die Höhe der anderen Displays komme. Außerdem
müssen die 74595 ja auch noch irgendwo hin
Ergebnis ...
Auf die Basisplatine kommen ein paar gedrehte Kontakte um die Dot-Matrix-Einheit
zu versorgen. Da drauf kommt direkt die Platine für die Anzeigen. Die Anzeigen
werden auch auf gedrehte Kontakte gesteckt. Oberhalb der Anzeigen kommen
mit der Lötseite nach oben Abschnitte von Punkt-Streifen-Raster die SMD-gerecht
geschnitten werden. Ich werde wohl morgen mal ein wenig basteln und Fotos
machen Es geht voran ! Wird aber ein ziemliche Gefrickel

EDIT : Es hat mir keine Ruhe gelassen
Also hier die ersten Fotos ...

Auf dem linken Bild sieht man die Positionierung der 74595 ICs und auf dem
rechten ist die Sandwich-Montage der Platinen mit den Kontaktleisten und
Displays gut zu sehen. Ist aber im Moment nur alles aufeinander gelegt

Gruß
Dino

 

[dino03]

Hallo,

erste Lötarbeiten an der Dot-Matrix-Anzeige ...
Es ist doch schön, mal wieder ein wenig rumzubrutzeln


Hier ein Bild von der Frontseite. Auf einem Platinenstreifen sind immer 8 Displays
da die zusammen genau auf 5 Stück 74595 passen. Also 5x8=40 Pixel horizontal.


Hier die Rückseite mit den Widerständen für die Spaltenleitungen, die von den
74595 angesteuert werden.


Eine Detailaufnahme der Widerstände. Ich habe gegenüber dem Schaltplan
620 Ohm Widerstände verwendet. Die sind zwar nicht aus der E12 Reihe
sondern aus der E24 Reihe, dafür ergibt der Wert aber eine bessere Näherung
an die 5mA Led-Strom. Die 560 Ohm aus dem Schaltplan liegt etwas darüber.

Der Widerstandswert ... 621 -> 62 und eine Null = 620 Ohm

Gruß
Dino

 

[dino03]

Die Platine mit den Registern ...

Hallo zusammen,

das SMD-Gefrickel geht weiter

Die Platine mit den Schieberegistern nimmt langsam Form an. Am Ende werden
drei Platinen benötigt.


Die 74HC595 sind auf der Platine aufgelötet und mit Drähten zu den Anschlüssen
für die DotMatrix-Spalten versehen.


Zur Fixierung ist die Platine auf ein Steckbrett gesetzt damit das Verlöten der
Drähte für die Steckaufnahme der Hauptplatine einfacher geht. Außerdem ist
alles etwas unbeweglicher. Das Gebrutzel an den SMD-Anschlüssen ist
einfacher.

Gruß
Dino

 

[Darkstar]

@Cassio
...zum Thema Entsorgen der Ätzlösung:
Kristalle ziehen?
...sieht zumindest sehr hübsch aus. Aber Wertstoffhof ist schon sehr richtig.
Schließlich sollen ja unsere Nachkommen auch noch fröhlich 's AVR-Praxis-Forum mit coolen Ideen befüllen können.

Eigentlich bin ich als heutiger Neueinsteiger hier nur am schmökern der Beiträge..
Bin auch Umsteiger von reiner Löterei (siehe Anhang) auf AVR-Anwendungs-
entwicklung
Ansonsten ist mein Arbeitsumfeld mehr von Robotern (Motoman etc) und dergl.
geprägt. Sorry - gehört eigentlich nich hierher - aber ist mein erstes Lebenszeichen hier...

Grüssle an alle
DS

 

[dino03]

Hi Darkstar,

Eigentlich bin ich als heutiger Neueinsteiger hier nur am schmökern der Beiträge..
Bin auch Umsteiger von reiner Löterei (siehe Anhang) auf AVR-Anwendungs-
entwicklung

na denn mal herzlich willkommen bei uns ...
Hast du auch so ein luftgefülltes hüpfendes halbintelligentes Gemüse an
Bord ? ( => Dark Star )

Ansonsten ist mein Arbeitsumfeld mehr von Robotern (Motoman etc) und dergl.
geprägt. Sorry - gehört eigentlich nich hierher - aber ist mein erstes Lebenszeichen hier...

Naja ... seh ich mal drüber weg

Was ist denn das für ein IC auf dem Bild ? Ein UAC ??
(Unidentifizierbarer Aufgelöteter Chip)

Gruß
Dino

 

[Darkstar]

@dino

sorry, dass ich mich jetzt erst wieder melde, hatte viel zu tun...

zum hüpfenden Gemüse: nö ich esse sowas immer ganz schnell auf

Der Chip auf dem Bild ist ein µC aus dem Hause Mitsubishi, siehe hier

http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/MitsubishiElectricCorporation/mXvrstt.pdf

und bedient insgesamt 9 Stepperdriver A3977SED und 4 Zusatzausgänge
mit Leistungstransistoren (siehe verkleinertes Foto).
Ich hab die Dinger ne zeitlang handgelötet bis die Serie anlief. Der µC ist
aber mittlerweile abgekündigt und durch bessere Typen ersetzt.

Mit dem Code darin bin ich nur wenig vertraut, die Karten sind mit IPC's seriell
gekoppelt und diese laufen mit Linux und haben nebst Datenbank und GUI
eine Steuersoftware für ein Kleinteilelager mit Roboter.
kostet so knapp fuffzig kiloEuro.
War auch nur gepostet, um mein technisches Verständnis zu zeigen.
Ansonsten bin ich (noch) verhinderter ModellHeliPilot, Elektronikbastler und
in der AVR-Scene Neu- bzw. Quereinsteiger...
Mein Intresse ist momentan noch breitgestreut: GLCD's, NetIO, Servo- u.
Stepperanwendungen etc.
Wollt einfach mal sehen, was so geht mit ATMega und co.
Grüssle
Wolfgang

 

[Hicki]

Hallo zusammen,

hier mal ein "kleines" 7-Segment-Display für Uhren als
Referenz-Design. Die Steckerbelegung der beiden Pfostenwannen
ist für den STK500 angepaßt. Ist also direkt damit zu verbinden
wenn man es möchte. Das ganze Display läuft mit 12V und 5mA
Segment-Strom. Das ist hell genug und wird beim Multiplexing sowieso
noch etwas dunkler.

Hier die Bilder ... (von vorne und hinten) ...
Anhang anzeigen 1017 Anhang anzeigen 1014

jetzt einmal mit abgenommenen Displays ...
Anhang anzeigen 1016

und eine Detailansicht der Höhenanpassung über Platinenverbinder ...
Anhang anzeigen 1015

zum Schluß noch der Schaltplan des ganzen Geraffels ...
Anhang anzeigen 1325

Ich hoffe mal es hilft mal wieder dem einen oder anderen weiter ...

Gruß
Dino

Hi Dino,

ein sehr lehrreiches Threat von Dir. Vielen Dank.
Aber zu meiner Frage, ich möchte mir einen 6 stelligen Küchentimer(Stunden, Minuten und Sekunden) mit einem ATMEGA 8-16 TQ und 6 SA23-12RT bauen. Was muss ich an Deiner Multiplex-Schaltung ändern, da ja die Sekundenanzeige andere Module sind. Wenn Du den Schaltplan(Eagle-Datei) noch hättest, wäre noch Super.
Ich würde mich über eine Antwort von Dir sehr freuen.

Vielen Dank schon mal im vorraus-

Andreas

 

[dino03]

Hi Andreas,

... ich möchte mir einen 6 stelligen Küchentimer(Stunden, Minuten und Sekunden) mit einem ATMEGA 8-16 TQ und 6 SA23-12RT bauen. Was muss ich an Deiner Multiplex-Schaltung ändern, da ja die Sekundenanzeige andere Module sind.

schau dir mal im ersten Beitrag den Schaltplan und diesen Teil ...

Das interessante an dieser Schaltung ist die Mischung von verschiedenen
Displays mit verschiedenen Durchlaßspannungen (1, 2 oder 4 LEDs in Reihe).
Bei 12V Betriebsspannung ergibt sich daraus ...
- 1 LED = 1,85V (LEDs und kleine Anzeigen) @5mA = 2k2
- 2 LEDs = 3,7V (Dezimalpunkt der große Anzeige) @5mA = 1k8
- 4 LEDs = 7,4V (Segmente der großen Anzeige) @5mA = 1k

... an. Da steht wieviel Vorwiderstand welche Anzahl an LEDs (pro Display) benötigen.

Da das SA23-12RT bei den Segmenten 4 LEDs in Reihe und beim Dezimalpunkt nur 2 LEDs in Reihe hat kannst du bei den Segmentleitungen die beiden unterschiedlichen Werte 1k (4 LEDs) und 1,8k (2 LEDs) finden.

Da bei den beiden kleineren Sekundenanzeigen (SA08-11RT) nur 1 LED pro Segment/DP ist benötigt diese Anzeige 2,2k Vorwiderstand. Da aber schon ein Vorwiderstand drin ist hab ich einfach nur für diese Anzeigen einen weiteren in Reihe gepackt (1,8k + 390 = ca. 2,2k und 1k + 1,2k = 2,2k)

Da bei dir alle Display gleich sind kannst du sie ja so schalten wie die ersten vier (nur eben 6 Stück).

Wenn Du den Schaltplan(Eagle-Datei) noch hättest, wäre noch Super.

Der Schaltplan ist lediglich zusammengestrickt. Die Symbole passen. Mehr aber auch nicht. Ich hab mir die Displays rausgesucht die die benötigte Pinbelegung haben. Die passen von den Bauteilmaßen aber definitiv nicht. Der Schaltplan hat also lediglich den Zweck der Dokumentation.

Anhang anzeigen 7Segm-Display_v2.zip

Im Endeffekt wirst du also am Schaltplan (für eine Platine) soviel ändern müssen das neuzeichnen weniger zeitaufwendig wäre.

Gruß
Dino

 

[Hicki]

Hi Dino,

vielen Dank für Deine Hilfe. Ich habe mal die Eagle-Lib für die SA23-12 angehängt. Vielleicht kannst Du sie ja auch mal gebrauchen.




Gruß Andreas