LED-Cube: Spaß mit Flip-Flops

So ein LED-Cube besteht ja nicht nur aus den eigentlichen LEDs, auch eine Menge Elektronik gehört dazu. In diesem Fall machten mir speziell ein Teil Sorgen: Die Anoden der LEDs werden über Flip-Flops versorgt. Das sind 8 Bausteine vom Typ 74HC574 mit jeweils 8 Latches, die parallel geladen werden. Laut Datenblatt, darf pro Pin maximal 30mA entnommen werden, und pro IC maximal 70mA. Da theoretisch alle 8 LEDs an einem IC an seien können, bleiben also pro LED 70mA/8 = 8,75mA, die LEDs sollten also nicht sehr hell sein… (Die halten 30mA, aus sogar 140mA kurzzeitig). Also muss man auch entsprechende Widerstände an die LEDs hängen, damit nicht mehr also 8,75mA Strom fließt. Sowohl laut Berechnung also auch per Test sind das ca. 470Ω. In der Beschreibung steht aber, man soll 100Ω Widerstände benutzen, damit würden aber locker die 30mA pro LED fließen, also 8*30mA = 240mA pro Chip. Und das ist doch etwas mehr als die erlaubten 70mA. Also musste ein kleiner Test her.

Ich habe extra einen Latch-IC mehr bestellt, falls ich den grillen sollte. Dann habe ich diese Schaltung aufgebaut:

(Ja, viele Kabel und keiner weiß, wo sie hinführen… Ich hab’s mit Fritzing versucht, aber dieses Programm ist mir zu nervig…)

Problem 1: Man muss lesen können. Es macht nicht so viel Sinn, die LEDs an D0-7 anzuschließen, und dann Strom in Q0-7 zu schicken, und sich zu wundern, warum da so viel Strom fließt, aber nichts leuchtet… Und sich nebenbei noch zu wundern, warum die Ausgänge auf der linken Seite sind… Also klar: D ist der Eingang und Q ist der Ausgang.

Problem 2: Man muss denken können. Es macht auch nicht so viel Sinn, acht Widerstände auf dem Board zu verteilen, wenn man dann die LEDs doch direkt anschließt, und sich dann zu wundern, warum die so hell leuchten… Also: Immer ein Widerstand vor jede LED.

Problem 3: Man braucht auch 8 Kabel, wenn man den ganzen Flip-Flop-IC testen will… Ich hatte leider nur drei, daher konnte ich D0-4 nicht beschalten, was einen wunderbaren Zufallsgenerator abgibt 🙂

Problem 4: Ein Multimeter mit Wackelkontakt in den Messleitungen ist richtig nervig. Add-To-Wishlist(new Multimeter(with Auto-Range));

IMGP2041

Ergebnis 1: Wenn alle acht LEDs an einem IC an sind, fließen tatsächlich nur 104mA durch die ganze Schaltung, das Multimeter zeigt’s. Im Leerlauf (alle LEDs aus), fließen 4mA, also gehe ich stark davon aus, das der IC eine Begrenzung bei 100mA Ausgangsstrom hat, auch wenn im Datenblatt was von 70mA steht. Dabei wird der Chip nicht warm, der sollte das also längere Zeit aushalten. Ich war echt davon ausgegangen, dass der Chip einfach durchbrennt, aber die scheinen echt eine Strombegrenzung da rein gebaut zu haben.

Ergebnis 2: Auch mit 100mA/8 = 12,5mA leuchten die LEDs recht hell.

Ergebnis 3: Die 100Ω Widerstände reichen wirklich aus!

Ergebnis 4: Die Chips sind robuster als ich gedacht hatte. Ich habe mit dem Chip so ziemlich alles falsch gemacht was man falsch machen kann aber trotzdem funktioniert er noch. Und auch die LEDs haben ein kurzzeitiges Betreiben ohne Vorwiderstand überlebt. Hätte ich echt nicht gedacht.

Also: Ich hab die richtigen Widerstände bestellt, es sollte alles funktionieren. Auch wenn man es nicht glaubt 🙂

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