LED Matrix

z1lle · Mo, 10.05.10, 17:48

hey leute, ich bin neu hier im Forum und wollte fragen ob mir jemand hier weiter helfen kann.

Ich hab ein neues Projekt geplant und zwar wollte ich eine LED matrix bauen.

hier mal ein Beispiel, dass es am besten trifft:
http://www.youtube.com/watch?v=jKh837LD ... re=related

Sie soll aus blauen 5mm Leds bestehen, und zu erst 3x3 dann 5x5 und wenn ich bock habe irgendwann 100x10 werden.
Die Leds sollen nur zwischen an und aus hin und her switchen. Mehr infos kann ich leider nicht geben.
Aber dafür hab ich einige Fragen und zwar:
welche anschlüsse von steuereinheit sind denkbar??: cool wären USB oder DMX, ist sowas möglich???
wie berechnet sich die Gesamtspannung und Gestamtstromstärke?
welchen kontroller/ bzw. welche kontroller müsste ich für das 3er, 5er Quadrat verwendet.( Lässt sich die große 100x10 version theoretisch überhaupt ansteuern)
wie steuert man die Matrix mit nem Computer an. Muss man wirklich alle Muster programmieren, oder gibts irgendwo fertige Muster zum download. bzw. gibt es sowas wie ein RANDOM-Mode den der Pc alleine ausführt-> wenn ja könnte man (aus stromspargründen den RANDOM-MODE modden so dass nie alle LEDs gleichzeitig an sind ?
ich hab mir schon n bisschen was angelesen bezüglich Mikrokontroller, bin aber immer noch ziehmlich ahnungslos. Ich hab auch mein Kumpel verdonnert sich mal in dieses Metier einzuarbeiten
Zeit hab ich demnächst Genug wegen meinen Prüfungen, und die LEDS wollte ich günstig bei der Menge aus China kommen lassen.

Bitte helft mir weiter

Borax · Di, 11.05.10, 08:55

Hallo z1lle,
welcome on board!

welche anschlüsse von steuereinheit sind denkbar??: cool wären USB oder DMX, ist sowas möglich???

Möglich ja, aber recht aufwändig. Am einfachsten wäre ein serieller Port oder auch ein USB->RS232 Adapter (dann wäre es hardwaretechnisch auch ein USB Anschluss, softwaretechnisch aber der recht leicht zu steuernde serielle Anschluss).

wie berechnet sich die Gesamtspannung und Gesamtstromstärke?

Wie sonst auch... Da letztlich jede LED einzeln angesteuert wird, entspricht das einer Parallelschaltung. Spannung ist also LED-Spannung + Verlustspannung an Controller oder Transistoren + Verlustspannung am Vorwiderstand. Typischerweise nimmt man 5V (das brauchen die meisten Controller). Gesamtstromstärke ist etwas schwieriger:
Matrix verwendet üblicherweise eine zeitliche Multiplex-Ansteuerung. Bei einer 5x5 Matrix würde man z.B. immer nur eine Zeile (oder Spalte) 'einschalten', (sehr) kurz leuchten lassen, und dann die nächste Zeile (oder Spalte) 'einschalten' (das ganze so schnell, dass man ein 'gesamtes' Bild sieht). Dadurch werden die LEDs nur maximal 20% der Zeit überhaupt 'eingeschaltet'.
Bei einer Matrix ist also max. eine Zeile oder Spalte 'an', so dass bei Standard-Leds (20mA) in einer 5x5 Matrix max. 100mA (5x20mA) fließen.
Weil die LEDs immer nur sehr kurz an sind, kann man aber den LED Strom auch höher setzen (im LED-Datenblatt nachschauen was unter 'Pulse Forward Current' steht wobei es die Frage ist ob Du diese Angabe bei irgendwelchen Billig-China-LEDs bekommst). Doppelter Strom bei 20% Einschaltzeit ist aber normalerweise kein Problem.
Controller: Ich würde mit einem Standard-AVR (z.B. ATMega8) arbeiten. Eine 10x10 Matrix ist damit noch überhaupt kein Problem, für eine 10x100 Matrix müsste man sich sowieso was überlegen (könnte man z.B. über Schieberegister lösen)

Muss man wirklich alle Muster programmieren

Na ja... Ein paar 'Beispiele' wird man im Netz bestimmt finden. Für Schriften in z.B. 5x7 oder 5x8 gibt es auch 'fertige' Zeichensätze, ggf. auch mit ein paar Sonderzeichen die man als Muster verwenden kann. Letztlich wirst Du aber nicht drum rum kommen die selbst zu machen oder mind. aus dem Beispiel bzw. Schriftsatz in das spezielle Format für Deine Matrix zu konvertieren.
Ein guter Einstieg ist der LED-Cube (eine Matrix ist auch nichts anderes):
viewtopic.php?f=31&t=5666

z1lle · Di, 11.05.10, 21:03

kann man Ics nicht eigentlich auch kaskadieren, wenn ja wie geht das von statten?

Und es gibt wirklich kein random-befehl bei dem der PC ganzzahlige werte zwischen und weiß ich was ausspuckt?

SmithGates · Di, 11.05.10, 21:06

bin grad an einem spektrum analyser da muss ich auch erst die leds so beschalten wie bei der matrix ^^ ist nicht so schwer wenn man nen schaltplan vor sich hat nur auf dem ersten blick verwirrend

so ungefähr ist sie beschaltet
http://pa-elektronika.hu/images/stories ... csrajz.jpg

Borax · Di, 11.05.10, 21:34

kann man Ics nicht eigentlich auch kaskadieren, wenn ja wie geht das von statten?

Doch klar kann man. Das ist etwa das was ich mit 'könnte man z.B. über Schieberegister lösen' meinte.
Prinzip ist hier erklärt: http://www.rn-wissen.de/index.php/Portexpander_am_AVR

Und es gibt wirklich kein random-befehl bei dem der PC ganzzahlige werte zwischen und weiß ich was ausspuckt

Das ist natürlich kein Problem. Nur wie sollen aus ganzzahligen Zufalls-Werten 'hübsche' Muster werden?
Oder sollen nur die Muster zufällig ausgewählt werden? Das wäre gar kein Problem und das kann sogar der µC alleine (hab ich bei meiner LED-Säule auch so realisiert).

z1lle · Do, 13.05.10, 06:51

Naja, ich weiß nicht ob man, das was im link zu sehen, als muster bezeichnen kann, naja ok wenn man genau hinkuckt sieht man so eine bewegung des ganzen von oben nach unten, aber wenn die LEDs so wie der PC will als random aufblitzen wer das auch cool.
Könnte man zusätzlich zum passenden Befehl auch zum Beispiel noch eine Grenze angeben, das nie mehr als z.B. 5 Leds auf einem 5x5 board gleichzeitig an sind.
Was ich mich noch frage: wie haut das mit solchen Teilen hin: http://www.thomann.de/de/eurolite_lsd_25_ip44.htm , wenn meine (100x10) schaltung schon erschreckende ampèrewerte annimmt, müssten die dinger doch bei der größe n ganzes Kraftwerk dabeihaben?

z1lle · Do, 13.05.10, 07:08

wie wärs mit dem hier: sieht ziehmlich verständlich aus: http://www.bader-frankfurt.de/elek/futurelight.GIF
jedoch frage ich mich warum alle reihen auf einen Port geschaltet sind, ob das ding ganz ohne vorwiderstände auskommt und warum da schnittstellenmäßig nichts zu sehen ist

Borax · Fr, 14.05.10, 10:36

Die Schaltung von Bader-Frankfurt kommt ohne Vorwiderstände aus, weil die verwendeten CMOS Chips (CD4060) intern schon auf ca. 20 mA begrenzt sind. Das sind aber Zähler/Teiler Chips und nicht zur Ansteuerung per PC geeignet. Da gibt es wirklich nur Zufallsmuster. Ist halt die Frage was Du eigentlich willst.
Bzgl. Power consumption...
Keiner zwingt Dich es so hell zu machen. Wenn Du z.B. die 10x100 Matrix mit einem 1:10 duty und 2mA pro LED betreibst, kommst Du bei 3.3V Eingangsspannung mit einer Anschlussleistung von weniger als 1W aus, auch wenn alle LEDs sichtbar 'an' sind!. Die verlinkte Anzeige-Tafel verwendet etwa 20W pro m².