Die besagte LED-Anzeige

639 miniLEDs als Textanzeige

So nun zu meinem Monsterprojekt. Das Monster daran ist eigentlich die Platine mit den 639 3mm LEDs die ich dort verlötet habe. Eine sinnlose Futzelarbeit!! Ging wahrscheinlich die meiste Arbeitszeit drauf.
Software hatte ich innerhalb einer Woche fertig, nach dem ich das Datenblatt des PIC16F84A in der Schule zu einem Buch zusammengeklebt habe und dabei gründlich lesen konnte. Natürlich auch diverse Internetrecherchen und Info von sprut.de.
Insgesamt hab ich ca. 5 Monate gebraucht, hatte im Dezember um Weihnachten rum angefangen mit dem Platinenlayout für die Schieberegister.

Ursprünglich hatte ich die Idee schon vor fast 1,5 Jahren. Damals bin ich mit einem "Schaltplan" zu meinem Lehrer gelaufen und hab ihn gefragt ob das geht? Die Antwort war:"Ja, aber so nicht!" Weiter ist er garnicht darauf eingegangen, wäre auch zu kompliziert geworden. Fündig bin ich ein halbes Jahr später geworden, auf ledstyles.de. Hatte vor eins der ULN-Schieberegister zu nehmen, aber bei reichelt.de keine gefunden.......dann hab ich das 74HC4094 ausgewählt.
Hab dan mehr oder weniger meinen Schaltplan aus verschiedenen Projekten zusammengebastelt. Die Platienenlayouts mit Eagle in Handarbeit zur Ätzvorlage entworfen, hatte zu der Zeit noch keine Ahnung wie die AutoRoute-Funktion von Eagle funktioniert. In der Schule mit Erlaubnis von Sammy die Ätzmaschine benutzen dürfen und erfolgreich meine ersten Platinen geätzt.
Ätzen ist eine Sauerrei sag ich euch, aber angenehm zum löten und platzsparen auf den Platinen. Nach dem ich alles nach und nach in den einzelnen Platinen festgelötet hatte, habe ich dann in der Prüfungswoche von meinem Fachabi zur persönlichen Beruhigung und Entspannung die Platinen verbunden und soweit alles fertig gestellt.
Nach einigen nervigen Fehlern, bzw. Unsauberkeiten bei dem Ätzen und dem löten der Steckverbindungen habe ich im Moment nur noch ein Softwarefehler (hoffe ich) der dafür sorgt das die 2.Zeile von oben fehlt.
An den Zeilentreiber und den LEDs liegt es nicht........woran bloß??

Der Schaltplan (Zusammenfassung)

Werte der Widerstände R2 und R5 sind nicht korrekt!

Bauteilliste:

Das Platinenlayout + Schaltpläne

Schaltplan,Layout und Bestückungsplan in einer ZIP-Datei

• 3 Zeilentreiber
• 6 Zeilentreiber
• 8 Schieberegister für 64 Spalten
• Schieberegister für 7 Spalten und 9 Zeilen
• PIC-Board (plus Software)

Die Platinen

Zum Vergrößern anklicken.

Das Gehäuse

Hatte vor es in einem schönen Plasitkgehäse unter zubringen mit integriertem Netzteil und leisem Lüfter. So richtig schön kompakt eben.
Aber bisher ist daraus nichts geworden und die Anzeige steht noch offen herum.

Fehlerdokumentation

1. Aus Unachtsamkeit ein Schieberegistersockel verkehrt eingelötet, daraufhin das IC verkehrt herum reingesteckt.
   Das IC hat es nicht überlebt, aber das PC-Netzteil hat zum Glück sofort abgeschalten als es dann den Kurzschluss im IC gab.
2. Kleine Kupferspähne von der Platine verursachten einen Kurzschluss.
   Hatte unsauber geätzt bzw. belichtet und musste mit dem Schraubendreher noch Kupfer wegkratzen, dabei müssen die Spähne entstanden sein.
3. Steckkontakte unsauber gelötet, hatte die Folge das ich kalte Lötstellen hatte.
   War einfach dann zu ungeduldig und wollte das es endlich funktioniert.
4. Buchstabentabelle in der Software vertauscht.
   Unbedeutendes Problem, wenn es auch für Überraschung gesorgt hat.
5. Die zweite Zeile wird nicht angezeigt, aus irgendeinem Grund wurden die Daten nicht richtig ausgegeben. Hab ein bisschen gemogelt und die Datenausgabe "von Hand" programmiert. (in der ASM-Datei der GOTO row2)

Technische Daten

Funktionsbeschreibung

Die Software die im PIC eingebrannt ist gibt die Daten aus die das Schieberegister benötigt. Das wäre eine Synchrone Datenübertragung in der zu dem Takt (CLK =>variablen Name in der Software) die Daten (DATA) seriell ausgegeben werden. Des weiteren existiert der Datendurchsatz (STROBE), mit dem die Daten aus dem Schieberegister auf die Ausgänge durchgeschoben werden. Und zum Schluss noch den Output Enable (OE).
Mit diesen 4 Variablen wird das Display gesteuert. OE ist immer auf High damit der Text so lang wie möglich angezeigt wird. CLK und DATA verändern sich entsprechend dem Text, der ausgegeben werden soll. Am Ende jeder Zeile wird der STROBE einmal auf High und dann wieder auf Low gesetzt um die neuen Daten auf die Ausgänge durch zu schieben.
Da die LEDs mit einer Frequenz von ca. 20Hz aufleuchten, also nur 0,05 Sekunden pro Zeile an sind, muss ein erhöter Strom fließen damit die volle Helligkeit vorhanden ist. Bei 5V Betriebspannung und 2,6V Durchlassspannung der LED und dem Vorwiderstand von 39 Ohm fließen 61,54 mA. Dies ist drei mal mehr Strom wie im Dauerbetrieb durchfließen darf um keinen Schaden zu hinterlassen.
So wird Zeile für Zeile nacheinander angezeigt. Angezeigt wird das was im EEPROM gespeichert ist.

Das Fazit

Alles schön und gut, es funktioniert, und das beim ersten (Software dem zweiten) Versuch. Also auch wenn es ein bisschen dumm war umbedingt 9 Zeilen zu nehmen bin ich Stolz drauf. Hatte mir in der Schule auf einem karierten Blockblatt die Buchstaben aufgemalt, ein Kästchen pro LED, und 9 Zeilen sahen einfach am besten aus... Nur dumm das alles auf 8Bit und nicht 9Bit ausgelegt ist, daran habe ich dabei natürlich nicht gedacht.
Kommt davon wenn man seine Kopf durchsetzen muss. Aber gut es hat ja doch funktioniert, nur das die Software deswegen komplizierter wurde.
Naja wenn ich mehr Geld zur Verfügung gehabt hätte, hätte ich das
IC MAX7219CNG (datasheet) für das Display verwendet. Dies versteht ASCII-Code und ist somit wesentlich einfacher zum ansteuern. Gefunden habe ich diese Lösung für eine Laufschrift unter World Of Electronics.

Ich bin erstmal glücklich mit meiner LED-Anzeige und werde als nächstes Versuchen verschiedene Texte nach einander aus dem EEPROM zu laden um auch ein längeren Satz anzeigen zu können.
Der Versuch über die RS232-Schnittstelle eine Verbindung + Datenaustausch mit dem PC hinzukriegen bleibt erstmal ganz weit im Hinterkopf....