Budič s P-Mosfetom.

[maskrtnik01]

Dobrý deň,

Tak naprogramoval som multiplex kocky, zatiaľ bez príjmu obrazcov z USB - to mi potrvá dlhšie. Na začiatku funkcie zodpovednej za multiplex dám output enable na log 1 aby som vypol LED driver. Po odoslaní celej vrstvy kocky vrátane nastavenia mosfetov dávam output enable do nuly.

Dal som osciloskopickú sondu na output enable, takže funkcia trvá okolo 16us, opakuje sa každých 123us(8130Hz). Ale ešte tam asi musím dať vhodné oneskorenie pri generovaní signálu latch - ten mi teraz trvá len 244ns a je aj kúsok skreslený. Alebo aj s týmto si SCT2024 poradí?

[maskrtnik01]

Takže vyslanie dát mi zaberie len malú časť periódy. Ešte je tam poriadne veľa času na presun 768 bajtov po USB. Možno budem môcť aj spomaliť hlavné hodiny, teraz je to na doraz, necelých 80 MHz.

[StefanST]

... odoslanie celej vrstvy kocky vrátane nastavenia mosfetov ... trvá okolo 16us, opakuje sa každých 123us(8130Hz).

To je dobrý čas. Je to len 13% z času procesora. Zvyšok ti zostane pre generovanie/napĺňanie obrazcov do pamäte. Aj keby si znížil hodinovú frekvenciu na polovicu, 3/4 času procesora ti zostanú.

Na začiatku funkcie zodpovednej za multiplex dám output enable na log 1 aby som vypol LED driver. Po odoslaní celej vrstvy kocky vrátane nastavenia mosfetov dávam output enable do nuly.

Je to potrebné vypínať LEDky cez OE počas napĺňania posuvného registra? Podľa mňa by to malo/mohlo držať posledný stav až do najbližšieho pulzu Latch.

(LA) ...trvá len 244ns a je aj kúsok skreslený

Pre LA časovanie pozri datasheet -> sct2024: Pulse Width /LA min.20ns
Záleží, aký tvar bude mať signál na vstupe LA.

Tak naprogramoval som multiplex kocky, zatiaľ bez príjmu obrazcov z USB - to mi potrvá dlhšie.

Nerozumiem tomu: "bez príjmu obrazcov z USB". Čo si dal odkaz na Kevina Darraha, tam získava jednotlivé rozfázované obrazce generovaním v programe. To "z USB" by som chápal ako načítanie statického obrazca pre zobrazenie v kocke. Alebo stream obrazcov pre kontinuálne 3D-video?

[maskrtnik01]

Dobré ráno,

Ešte neviem, čo budem na kocke zobrazovať, ale tak nejako som to myslel. Chcel by som obraz generovať na počítači. Takže keď sa rozhodnem pre zmenu, nemusím prepáliť program.

Mohli by ste sa mi pozrieť na túto schému, čo mi ešte chýba, a poradiť s hodnotami súčiastok? (Bohužial ešte nemám knižnice pre Eagle, tak len ručne - snáď to je čitateľné).

[StefanST]

Myslím, že schéma zodpovedá tomu, čo sme navrhovali.

Chcelo by to urobiť funkčnú vzorku z čiastkového zapojenia, t.j. 1-2 posuvné registre, 2-4 FETy s jedným driverom a aspoň jeden rad (8) LED.
LEDky by mohli byť aj v kontaktnom poli, lebo nimi netečú veľké prúdy a aby si ich nemusel letovať.
Neviem, aká je tvoja predstava.

Bolo by to treba kompletne odskúšať a odladiť, aby boli parametre také, aké očakávame. Až potom má význam stavať to kompletne.

Aké súčiastky už máš a aké ti ešte chýbajú?

A LEDky, ktoré použiješ, aký majú úbytok napätia pre jednotlivé farby pri požadovaných 40mA?

[maskrtnik01]

Dobré ráno,

To, čo som naposledy poslal, je tá moja testovacia doska. Dám 2x BSO201, 2x AO4435 a jeden SCT2024 s jednou RGBčkou. Odpory 0,68R majú simulovať záťaž. Viem, že LEDky nie sú odporová záťaž, ale inak mi nenapadlo napodobniť celú vrstvu kocky. Spustím, pobehám po tom osciloskopom a uvidím. A radšej dám len 30mA, ako som si tak rátal výkonovú stratu na SCT2024, tak neviem, neviem, či by utiahlo 40mA na LED.

[StefanST]

Spustím, pobehám po tom osciloskopom a uvidím.

Nech sa darí - počkáme si na výsledky.

[maskrtnik01]

Najprv by som poprosil pomôcť s určením zvyšných hodnôt súčiastok, ktoré nie sú v schéme vyššie uvedené. Prípadne ak v nej mám nejaké chyby.

[StefanST]

Preto som sa aj pýtal, čo ešte nemáš:

Budeš potrebovať blokovacie kondenzátory, keramické SMD rozmer 1206, aby sa dobre letovali:
- 100nF asi 30ks (do 2c)
- 1uF asi 10 ks (okolo 2c)
- 4,7uF asi 25ks (okolo 5c)
- elktrolyt na napájanie okolo 5mF/6 - 10V low ESR pre prúdy okolo 2 - 4A (napr. UPW0J562MHD 5,6mF/6,3Vza 0,75e v TME). Dá poskladať aj z viacerých kusov menšej kapacity - ak máš niečo po ruke, netreba kupovať, vyberieš až neskôr, aj podľa vhodných rozmerov.

- Tranzistor s 10kΩ odporom -hocijaký BC54x.
- Ak by bol riadiaci uC ďalej od elektroniky kocky (20-50cm), potom by boli vhodné oddeľovacie členy (tu invertory) napr. 74AC14 (DIP) pre prenos signálov z uC do elektroniky kocky (4ks).
- Ešte majú v TME "Univerzálne plošné spoje pre stavbu prototypov" s rastrom 1,27mm, ak by si nemal niečo iné (napr. redukciu SOP/DIP) - pod označením RE012-LF, RE013-LF, RE014-LF.
- Pre odskúšanie napájania výkonovej časti zníženým napätím budeme potrebovať nejaké diódy, čo znesú trvalo 8A. Ak máš po ruke diódy 3A, tak dve-tri paralelne (potrebujeme 2x). Ak nemáš, potom niečo ako GBI20D-DIO za 0,22c v tme (výpredaj). Bude tam treba chladenie, preto je to upevnenie skrutkou.
- Okrem rezistorov 0,68Ω by sa zišli aj o niečo väčšie napr. medzi 10 až 100Ω, keď nebude treba pre meranie totálna záťaž vo všetkých vrstvách.
- Ešte možno 50ks rezistorov SMD veľkosť 1206 (po 1c/ks), ak by si sa chcel precvičiť v spájkovaní SMD.


Čo kde zapojiť:
- RC člen na oneskorené Enable budičov FETov po zapnutí napájania: rezistor 100kΩ a kondenzátor 4,7uF (môže byť z tých horeuvedených) dá časovú konštantu 0,5sec.
- Blokovanie napájania - posuvný register: rezistor 10Ω kondenzátory 100nF a 4,7uF ako je to v datasheete (SMD ti presne sadne k vývodom napájania)
- Blokovanie napájania budičov FET - 100nF a paralelne 4,7uF (trochu väčší ako v datasheete)
- Blokovanie napájania FETov (Source voči zemi) - 4,7uF pre každý FET


Nedal si mi ešte ten údaj, aké napätie je na jednotlivých farbách RGB-LED pri 40mA.

Máš už predstavu, keď to bude, ako budú usporiadané jednotlivé časti celého zariadenia - čo bude s čím pokope v spoločnej krabici a čo oddelené, prepojené káblom? (uC - elektronika kocky - kocka s LED - napájací zdroj).

Ako si na tom s navrhovaním DPS - vieš?

Prečítaj si odporúčania v datasheetoch pre oba drivery - máš tam info aj ohľadom strát na IO (tepelný režim) aj ohľadom blokovacích kondenzátorov. To by sme si ešte prešli, keď budem vedieť, ako budeš robiť tú skúšobnú konštrukciu.

[maskrtnik01]

Dobré ráno,

Ďakujem za vysvetlenie. Úbytky napätí pomeriam cez víkend. Ohľadom umiestnenia jednotlivých častí - SCT2024 budú na štyroch DPS(2x2 po 8cm x 8cm) po tri kusy. Mosfety aj s budičom budú na samostatnej DPS spolu s MCU.
Ešte musím vymyslieť, kde umiestnim ten C-L-C filter, ktorý sa tu riešil predtým. Už mi bzučal atx zdroj, nerád by som, aby úplne vypadla spätná väzba a musel by som hľadať nový.

Návrh DPS, čosi viem vymyslieť, ale oplatilo by sa, keby sa na to pozrel niekto skúsenejší - možno ste si všimli, že som na toto fórum už dal zopár návrhov s prosbou o názor.

A ešte mi nie je jasné, aký silný(výkonovo) musí byť ten 10R odpor do série s napájaním SCT2024.

[maskrtnik01]

Dobrý deň,

Posielam návrh DPS na vyskúšanie funkčnosti zapojenia. Poprosím zhodnotiť a napísať, čo by som mal vylepšiť.

Návrh je v Eagli 8. Pokiaľ ste ešte neaktualizovali, napíšte vrstvy, ktoré Vás zaujímajú, vyexportujem do PDF.

Ďakujem.

[StefanST]

... Posielam návrh DPS ...

(1) Nezobrazí mi zemniace spoje, resp. zadnú stranu ploš. spoja - nepoužívam/neovládam Eagle, mám nainštalovanú staršiu verziu - možno preto.
Zemniace spoje sú vedené v top alebo bottom vrstve? Ak vieš dať pdf so zemniacimi spojmi, prosím o zverejnenie. A môžeš aj pdf prednej strany, ak by to bolo pre niekoho jednoduchšie na prezeranie.
(2) Tie výkonové rezistory daj mimo DPS. Budú dobre kúriť (5V * 7,5A / 8 = 4,7W každý rezistor) a upečú ti DPS. LED diódy kocky, ktoré pri testovaní nahrádzaš rezistormi, budú tiež mimo DPS. Výkonové odpory pri plnom zaťažení majú 150 až 250 °C, podľa typu. Viac nájdeš v datasheete.
(3) Spoje pre napájanie LED ( POWER_LED ) sú veľmi úzke na to, aby tam tiekol prúd skoro 8A. Skús si nájsť niekde (alebo spočítať), koľko mΩ má taký 10cm dlhý a 1mm široký spoj a aký úbytok napätia na ňom bude. A iste existujú vzorce/tabuľky/kalkulačka na webe pre oteplenie spojov pri prúdovej záťaži.
(4) Výkonové súčiastky SMD využívajú plošný spoj aj na odvádzanie tepla, preto sa plôšky okolo D a S FETov, pokiaľ je to možné alebo potrebné, robia zväčšené.
°(5) Mínusový pól C1 je veľmi ďaleko od prívodu GND napájania (na konektore POWER pri C10) - potečie medzi nimi pulzujúci prúd až 8A. Zemniaci prívod napájania, (-)pól C1 a piny GND budičov LED (bude ich 12) aj GND driverov MOSFET by nemali byť ďaleko od seba. Treba si v schéme vyznačiť, kade potečú veľké, resp. pulzujúce veľké prúdy. Ten C1 by sa hodil umiestniť pod C10 naľavo od C6. Aj prívod POWER_LED by tam pasoval.
(6) Treba ešte premostiť kondenzátormi 100nF a 4,7uF prívody Pin 14 Vdd driverov MOSFET s vývodmi Source FETov - kvôli prúdovej špičke pri zatváraní FETov. Keď spravíš prepojku aj pre Gate celkom ľavého FETu (ako ju máš pri ostatných 3 FEToch), tak tam budú tie blokovacie kondenzátory akurát pasovať.
°(7) Vývody Vdd a GND na driveri LED máš presne oproti sebe. C8 a C9 by lepšie pasovali priamo tam. Prívod napájania nie je kritický, naviac, prívod ku každému budiču je cez rezistor 10Ω.
(8) Tie dva vývody pod tranzistorom BC457 sú zrejme na "ručné" blokovanie budičov MOSFET. Lepšie by bolo dať priamo na DPS spínač (malý posuvný alebo miniatúrny páčkový) - ak taký nemáš po ruke, aspoň miesto a plôšky na DPS urobiť. Neskôr urobíš diery podľa konkrétnych rozmerov.
°(9) Bolo by vhodné doplniť túto skúšobnú dosku o meracie body (stačí priletovaný 1cm drôtu ∅1mm, alebo očko v tvare "U"), kde budeš môcť pripojiť osciloskop. Tiež kus drôtu (2-4cm) v tvare obráteného U, pre zem - najlepšie asi pri filtračných elektrolytoch.
°(10) Treba mať na zreteli, že riadenie tohto zariadenia nemá ošetrené vstupy (sú v lufte) - nesmie sa zapínať, kým nie je pripojený riadiaci uC. Ak by sme to chceli ošetriť, museli by sa na vstupy pripojiť rezistory buď voči GND alebo napájaniu, aby zariadenie bolo neaktívne, ak vstupy nie sú nikde pripojené. (doplnené: driver LED má v sebe pull up/down rezistory pre /OE a /LA)
°(11) Nenašiel som svorku/pin na prepojenie GND s GND dosky uC.
(12) Pozor aj na voľbu konektorov pre napájanie POWER_LED, GND a výstupy z MOSFET - potečú tam prúdy 8A!
°(13) Neviem, prečo pri návrhu používaš raster 0,025". Pre SMD stačí 0,05" , pre ostatné 0,1". Tiež niektoré spoje máš blízko vývodov. Ak sa to pri spájkovaní zleje dokopy, ...
(14) DPS si budeš robiť ty sám, niekto z fóra, alebo firma? A osádzať?

°(15) Možno by bolo vhodné doplniť aj obvody na automatické blokovanie napájania kocky (uvedené v tvojej celkovej schéme), ak sa "zasekne" uC - tiež treba odskúšať.
(16) Otázka: Aké budú rozmery kocky? V odkaze, čo si dal, je to asi 20cm, ale videl som aj menšie.
(17) Neposlal si ešte parametre LED ! Prípadne datasheet k LED.

Zatiaľ všetko, a zverejni návrh aj v pdf, ak by bol niekto ochotný sa vyjadriť.

[maskrtnik01]

Dobré ráno,

Ďakujem za odpoveď. Momentálne nemám dosť času, aby som sa lepšie na to pozrel, tak len stručne. Testovaciu DPS dám vyvolať kamarátovi. Následne ostrá verzia pôjde na profi výrobu. Osadiť si to chcem sám, aby som sa naučil SMD. Vzdialenosť medzi jednotlivými LED bola zvolená 2cm, takže to vychádza na 14x14x14cm kocku. Na tie úbytky napätí som úplne zabudol, keď si spomeniem, v piatok pomeriam. Ohľadom núdzového vypnutia, tie LED vydržali 80mA, v kocke budú mať pri zastavení CPU 30mA, tak som myslel, že to stačí riešiť prepínačom. PDFka vyexportujem, avšak opäť až keď budem mať čas. Datasheet asi nenájdete, sú z linku na ebay na stránke Kevina Darraha.

[maskrtnik01]

Posielam PDFka.
K tomu rezistoru, kvôli tomuto som objednal 8W rezistory. Mám ich aj tak pripojiť na plošný spoj vodičmi?
Doska s MCU bude napájaná z rovnakého ATX zdroja. Konektor napájania na skúšobnú dosku uvažujem priamo prispájkované vodiče potom na hotovú možno vyberiem nejaký konektor.

[StefanST]

Posielam PDFka.

Ďakujem za pdf.

kvôli tomuto som objednal 8W rezistory. Mám ich aj tak pripojiť na plošný spoj vodičmi?

Rezistory 8W máš na simuláciu záťaže miesto LED. Skús dva zapojiť do série (=1.36Ω) a pripojiť na zdroj 5V (5V*5V/1.36Ω=18W, t.j. 9W na jednom rezistore. Neviem, či ho udržíš v ruke - a čo by to spravilo s plošným spojom. Presne toľko (t.j. až 18W) prekúria tie štyri rezistory v skúšobnej prevádzke. Pri výpočtoch samochladenia IO a FETov počítame s okolitou teplotou okolo 25°C.

Testovaciu DPS dám vyvolať kamarátovi.

Potom ukáž návrh aj jemu, aby sa vychytali chyby návrhu.

Osadiť si to chcem sám, aby som sa naučil SMD.

Porozmýšlaj, či nepožiadať niekoho z fóra, kto s tým má skúsenosti (boli tu také ponuky). Aby si nehľadal chybné alebo studené spoje, miesto testovania funkcionality. Spájkovať SMD sa medzitým môžeš učiť - iste sa ti to zíde.

Ohľadom núdzového vypnutia, ... stačí riešiť prepínačom.

OK, len ten vypínač dať priamo na skúšobný plošný spoj - zmestí sa tam.

Na tie úbytky napätí som úplne zabudol, ...

Úbytky na LED potrebujeme pre výpočet tepelnej bilancie driverov LED. Zatiaľ varíme z vody (že sa to snáď uchladí).

[maskrtnik01]

Dobrý večer,

Treba ešte premostiť kondenzátormi 100nF a 4,7uF prívody Pin 14 Vdd driverov MOSFET s vývodmi Source FETov - kvôli prúdovej špičke pri zatváraní FETov. Keď spravíš prepojku aj pre Gate celkom ľavého FETu (ako ju máš pri ostatných 3 FEToch), tak tam budú tie blokovacie kondenzátory akurát pasovať.

Toto nechápem. Vdd toho IO je blokované. Aj source mosfetov sú blokované(síce len 4,7uF).

[StefanST]

Toto nechápem. Vdd toho IO je blokované. Aj source mosfetov sú blokované(síce len 4,7uF).

Vdd je pripojené na POWER a Source FETu na POWER_LED Pri zatváraní FETu sa vybíja Cgs cez driver tak, že driver pripojí Gate na Vdd. Tie uvedené kondenzátory sú zapojené v sérii a ich efektívna kapacita v tomto konkrétnom úkone (vybitie Cgs) je polovičná - preto ešte blokovacie kondenzátory medzi Source FETu a Vdd drivera, aspoň miesto pre ne urobiť.
Kondenzátory 100nF, 1uF, 4.7uF sú blokovacie - na podporu zapínania/vypínania FETov (nabíjanie/vybíjanie Cgs), resp. na potlačenie vplyvu prúdových špičiek v napájaní pri činnosti driverov.

[maskrtnik01]

Takto?

[maskrtnik01]

Taktiež, keď ste mi písali, čo budem potrebovať, napísali ste aj kondenzátory 1uF. No ďalej v popise, čo kde zapojiť ste ich nespomenuli. Teraz ste ich znovu spomenuli.

Čiže, všade 100nF + 4,7uF, alebo kde 1uF?

[StefanST]

Kondenzátory 100nF, 1uF, 4.7uF sú blokovacie - na podporu zapínania/vypínania FETov (nabíjanie/vybíjanie Cgs), resp. na potlačenie vplyvu prúdových špičiek v napájaní pri činnosti driverov.

To bolo všeobecné konštatovanie.

Čiže, všade 100nF + 4,7uF, alebo kde 1uF?

Zoznam súčiastok som robil odhadom. Neskôr, som dal 4,7uF aj tam, kde by možno stačil 1uF, aby bolo menej druhov hodnôt.
Ak tie 1uF nemáš, nemusíš ich kupovať. Ak ich už máš a budeš v elektronike pokračovať, využiješ ich.

Takto? board_final.pdf

Takto som to myslel:

DRIVER MOSFET.pdf

(47.22 KiB) 24 stiahnutí

Pridaj kondenzátory C12 a C13 do návrhu DPS a osadíš ich, len ak bude treba.