Partie puissance d'une matrice de leds

[ced2k]

Bonjour,

C'est mon premier sujet sur ce forum (que je lis pourtant depuis un moment) donc j'espère que je ferai tout dans les règles
Je tiens à préciser que je suis développeur et que je n'ai pour ainsi dire pas de formation en électronique, hormis beaucoup de lecture pendant mes temps libre... n'hésitez donc pas à me corriger si je me trompe !

J'ai vu il y a un moment la vidéo du "disco bar" (lien pour ceux qui ne connaissent pas) et je me suis mis en tête d'en réaliser un, ou tout du moins quelque chose d'équivalent.

Pour la partie logique, je pense qu'il n'y a pas de problème. Je suis parti sur des registres à décalage 74hc595, je pourrai ainsi réaliser une petite matrice puis l'étendre si besoin en chainant les registres.

Là où je bloque un peu, c'est pour la partie puissance...
Sachant que chaque led (If=20mA) est alimentée 1/8 du temps, je devrais pouvoir les alimenter par des impulsions de 8x20mA = 160mA). J'ai cependant lu sur différents forums qu'il ne faut pas dépasser 100mA en impulsionnel. Est-ce vrai? Pourquoi?

Sachant que ma matrice est à cathode commune et de taille 8x8 (x3 couleurs), je dois donc trouver :

• Un low-side switch (je ne connais pas le terme français) 8 canaux capable de drainer 3x100mA par canal (2.4A au total).
• 3 high-side switch 8 canaux capables de fournir 100mA par canal (0.8A au total).

Est-ce que j'ai une chance de trouver cela par boitiers de 8 éléments, ou est-ce que je vais devoir intégrer 32 transistors par matrice de 8x8x3 leds?

J'ai déjà réalisé un prototype où je n'ai câblé qu'une seule couleur et en ne fournissant que 20mA à chaque led. J'ai utilisé un ULN2803 pour les cathodes et 8 MIC2514 pour les anodes.
Cela fonctionne bien, en tout ou rien et en PWM sur 64 niveaux donc je crois que mon raisonnement est bon.
Mais je bloque vraiment pour la partie puissance...

Merci d'avance à ceux qui me répondront
-----

[ced2k]

Le sujet ne semble pas vous intéreser
Manque-til des infos?

[Qristoff]

Salut,
si tu es développeur, le plus simple serait de partir directement sur µC en oubliant tes registres....(c'est surement ce qu'a fait le gars, vu les motifs réalisés)
Quelle type de diode comptes tu utiliser précisement ? des anodes communes permettraient un montage mon couteux (car on peut mettre l'anode commune aux trois couleurs RVB sur un seul transistor high side)

[ced2k]

Salut Qristoff,

Les registres ne me posent pas de problème, mon premier prototype fonctionne d'ailleurs très bien (en faible puissance). Et surtout cela me permet de piloter beaucoup de leds avec peu d'I/O (un seul µC). Surtout qu'au final j'aimerais une résolution plus grande que le disco bar (ex: 32x32 si possible), mais cela ne change rien car je ferai des modules 8x8 que je chainerai.

Je parlais de cathode commune car mon prototype utilise une matrice de ce type.
Mais ce genre de matrices est beaucoup trop chères (surtout s'il m'en faut 16...). Ma version finale utilisera donc de simples leds 5mm, soit tricolores, soit 3 leds monochromes, cela dépendra que la taille et de la résolution que je veux atteindre au final.

Ton idée d'utiliser des leds à anode commune est donc intéressante pour réduire les couts... mais mon problème de trouver des drivers assez puissants et toujours là

[A voir en vidéo sur Futura]

[Qristoff]

regarde le MIC5891 et tu ne te taperas plus la tête !

[ced2k]

Il me semble pas mal en effet si je revois mon cahier de charge un peu à la baisse (62.5mA par led au lieu de 100mA).

Mais le gros problème est que je dois alors trouver pour les cathodes un driver que je pourrais chainer avec le MIC5891.
J'ai oublié de préciser que je ne voudrais qu'une seule data et clock pour piloter les lignes et les colonnes. C'est pour cela que je suis parti sur l'idée des 74hc595 suivis de drivers de puissance.

Je viens de trouver le A2982 de chez ALLEGRO MICROSYSTEMS qui semblerait convenir.

Il me faudrait alors un driver qui puisse drainer 1.5A pour les cathodes des leds?

[Qristoff]

ULN2803 fonctionnerat à merveille en driver de cathode (mettre une résistance quand même !)
ou un STP16CP05 sans résistances...

[ced2k]

oui j'utilise déjà un ULN2803, mais il ne tient que 500mA non?

Or, chaque ligne de la matrice est composé de 8 leds x 3 couleurs, donc 1.5A si toutes les leds sont allumées simultanément

Je me demande si je ne vais pas utiliser 8 transistors pour les cathodes. Mais que quel type ais-je besoin? Un mosfet NPN conviendrait-il (les transistors, ce n'est pas trop mon fort...)?

[ced2k]

arg je suis déjà tombé en page 2

Merci pour ton aide jusqu'ici en tout cas Qristoff

[Qristoff]

Salut,
en partant du principe que la matrice (1x1 pour commencer, avec une anode commune et trois leds RVB, ce sera plus simple) est commandée en verticale par un transistor commun aux anodes (3) et un transistor pour chacune des leds (soit 3). Si les transistors d'anodes permettent de controler le courant de led comme le STP16CP05, il n'y aura pas besoin de résistances séries, juste trois sorties du STP16CP05.
Pour une matrice double, il faudrat 2 transitors de cathode (2 sorties du MIC5891) et trois autres sorties du STP16CP05 et ainsi de suite.

[ced2k]

Salut,
en partant du principe que la matrice (1x1 pour commencer, avec une anode commune et trois leds RVB, ce sera plus simple) est commandée en verticale par un transistor commun aux anodes (3) et un transistor pour chacune des leds (soit 3). Si les transistors d'anodes permettent de controler le courant de led comme le STP16CP05, il n'y aura pas besoin de résistances séries, juste trois sorties du STP16CP05.
Pour une matrice double, il faudrat 2 transitors de cathode (2 sorties du MIC5891) et trois autres sorties du STP16CP05 et ainsi de suite.

Je ne te suis pas sur ta dernière phrase
Si j'ai une matrice 3x1 leds tricolores il faudra 3 pins du STP et 3 du MIC.
Si je double ma matrice, il me faudra :

• Soit 6 pins du STP et 3 du MIC si c'est une matrice 3x2
• Soit 3 pins du STP et 6 du MIC si c'est une matrice 6x1

Et donc, pour une matrice de 8x8 en anodes communes, le MIC5891 devrait drainer le courant de 8 cathodes (soit 24 cathodes), 24x100mA

Ou alors je n'ai rien compris, ce qui est aussi possible vu l'heure tardive...

[ced2k]

Je ne te suis pas sur ta dernière phrase
Si j'ai une matrice 3x1 leds tricolores il faudra 3 pins du STP et 3 du MIC.
Si je double ma matrice, il me faudra :

• Soit 6 pins du STP et 3 du MIC si c'est une matrice 3x2
• Soit 3 pins du STP et 6 du MIC si c'est une matrice 6x1

Et donc, pour une matrice de 8x8 en anodes communes, le MIC5891 devrait drainer le courant de 8 cathodes (soit 24 cathodes), 24x100mA

Ou alors je n'ai rien compris, ce qui est aussi possible vu l'heure tardive...

Heu je n'ai rien dit, on est bien en anodes communes donc le MIC ne doit drainer que le courant de 8 leds. Et il me faudra 3 MIC par matrice 8x8.

Je resterai donc limité à 62.5mA par led... mais il y a cette phrase qui me tracasse dans le datasheet :

Simultaneous operation of all drivers at maximum rated
current requires a reduction in duty cycle due to package
power limitations.

[Qristoff]

Salut,
il ne faut pas oublier que ta matrice sera multipléxée ! c'est à dire qu'il n'y aura qu'un seul bloc de 3 leds RVB allumées en même temps, donc le MIC drainera au max 3 x 20mA et 3 sorties du STP allumées avec 20mA chacune.

[ced2k]

Non décidément il y a quelque chose que je n'arrives pas à suivre...

Pour simplifier les choses, prenons l'exemple d'une matrice 8x8 monochrome à anodes communes.

La matrice est multiplexée, donc j'active une ligne à la fois (une pin du STP).
Pendant que la ligne est activée, j'actives TOUTES les colonnes qui doivent l'être en fonction de l'image à afficher. Donc si la ligne complète doit être activée, le MIC devra bien drainer le courant de 8 leds !

Et comme mes leds sont activées 1/8 du temps, je peux me permettre de les driver à plus de 20mA pour augmenter la luminosité (je tablais sur 100mA, mais si je dois me limiter à 60mA je ferai avec) !