ich habe eine 6 x 9 LED-Matrix auf einer Plastefolie aufgebaut.
Das ganze soll von einem Microcontroller gesteuert werden.
Leider sind beim ersten veruch fast alle LED’s zerstört wurden (Leuchten einfach nicht mehr, leiten auch rückwärts,…).
Ich vermute das das aufgrund von elektrostatischer Aufladung passiert ist.
Die Frage ist nun wie kann ich die LED’s schützen?!
(möglichst ohne jede LED einzeln schützen zu müssen)
Genauere Beschreibung der Schaltung:
Die Kathoden der LED’s sind Spaltenweise verbunden (also 9 Gruppen) und über einen Vorwiderstand mit einem Atmel Mega8 verbunden.
Die Anoden sind Reihenweise verbunden und je an einen npn-Transistor geführt der gegen Masse schaltet.
Leider sind beim ersten veruch fast alle LED’s zerstört wurden
(Leuchten einfach nicht mehr, leiten auch rückwärts,…).
Das ist eigentlich nur auf deutlich zu hohen Strom zurückzuführen
-> Kurzschluß.
Mit ziehmlicher Sicherheit ist Deine Schaltung fehlerhaft (also
nicht so wie beschrieben.
Die Prozessorausgänge wären auch kaum in der Lage, LED einfach
so zu zerstören.
Ich vermute das das aufgrund von elektrostatischer Aufladung
passiert ist.
Eher sehr unwahrscheinlich. LED sind da weniger empfindlich.
Leider sind beim ersten veruch fast alle LED’s zerstört wurden
(Leuchten einfach nicht mehr, leiten auch rückwärts,…).
Ich vermute das das aufgrund von elektrostatischer Aufladung
passiert ist.
36 LED’s durch elektrostatische Aufladung zerstört? Mann, musst du geladen sein. Bei ein oder zwei kann man sich das ja noch vorstellen, aber so viele auf einmal?
Wir hatten zufällig neulich einen Versuch zum Thema ESD an der Uni. U.a. haben wir mit einem ESD-Prüf-Generator Entaldungen auf das Gate eines kleinen Leistungs-MOSFET gegeben. Bis 4kV Entladespannung ist nicht viel passiert. Bei 8kV (Peak) hat’s dann allerdings die Kennlinien schon sehr gut verbogen. Wenn ich jetzt überlege, wie sich wohl 8 kV an den Fingerspitzen anfühlen?
Du hättest also eigentlich mitbekommen müssen, wenn deine LED durch so einen ESD-Impuls geschädigt wurden. Und dann das Ganze bei (fast) allen? Muss ein nettes Blitzgewitter gewesen sein!
Ich schliess mich Uwi an, deine Dioden haben einen Kurzschluss (oder ähnliches) gesehen.
Die Frage ist nun wie kann ich die LED’s schützen?!
(möglichst ohne jede LED einzeln schützen zu müssen)
Einzelschutz für jede LED? Wie stellst du dir das vor? Haufenweise Z-Dioden bzw. Schottky-Dioden?
Ansonsten bleiben die üblichen ESD-Schutzmassnahmen: langsame Ableitung über einen hochohmigen Widerstand. Also für dich: Handgelenkband bei der Montage und dann (schwach)leitfähige Kiste aussenrum.
Damit ist dann das Thema ESD vom Tisch.
Wenn du immer noch überzeugt bist, dass deine Schaltung richtig ist, dann bleiben nur noch Störimpulse aus dem Netz. Da helfen dann div. Entstörfilter.
Ich vermute das das aufgrund von elektrostatischer Aufladung
passiert ist.
Halte ich bei LEDs auch für unwahrscheinlich
.
Genauere Beschreibung der Schaltung:
Die Kathoden der LED’s sind Spaltenweise verbunden (also 9
Gruppen) und über einen Vorwiderstand mit einem Atmel Mega8
verbunden.
Über EINEN Vorwiderstand? Dann ist irgendeine LED mit einer niedrigeren Durchlassspannung die zuerst einen Großteil des Stroms aufnimmt überlastet, brennt durch und so geht es mit der nächsten weiter.
Der Strom muss durch einzelne Vorwiderstände vor jeder LED begrenzt werden. Oder die LEDs in Reihe schalten (an einer Stromquelle) und mit einem parallelen Kurzschlusstransistor ausschalten.
Hallo,
ist evt. der Vorwiderstand für den gleichzeitigen Betrieb der zughörigen LED ausgelegt? Das führt natürlich zum Ausfall durch Überlast. Es sollte eigentlich immer nur eine LED leuchten und dafür auch der Widerstand ausgelegt werden. Wobei natürlich der erhöhte Strom je nach Multiplexrate für die Berechnung herangezogen und dabei der Maximalstrom der LED berücksichtigt werden muß.
Zerstörung durch EMV ohne absichtlichen Streß der Bauteile wäre wirklich das erste Mal. Und alle LED nacheinander wäre ein Eintrag ins Buch der Wunder wert.
Gruß
Axel
Es gibt in der Schaltung natürlich für jeden Ausgang auch einen eigenen Vorwiderstand.
Die Schaltung wurde übrigens auch nur von einer Version auf einer Leiterplatte übernommen und funktioniert dort einwandfrei (mit roten LED’s die nicht ESD empfindlich sind).
Die ganze Sache kommt mir ehrlich gesagt auch selbst etwas komisch vor, aber ich weiss keine andere Erklärung.
Überstrom kann ich sicher ausschliessen denn selbst während der an-Zeit fliessen nur 20mA. Das würden die LED’s auch im Dauerbetrieb (also z.B. bei Programmfehler o.ä.) vertragen.
Ich hätte vielleicht noch folgendes dazu sagen sollen:
Die Schaltung hat erst funktioniert (bis auf einige LED’s die wohl von Anfang an beschädigt waren) und erst nach ein paar Minuten sind schlagartig alle LED’s bis auf 2 * 6 (Spalten, Reihen?! Ich kann das leider nie auseinander halten) aus gegangen…
Mit einem Oszi kann man aber messen das noch Strom fliesst (am Vorwiderstand).
Also angenomme es wäre ESD, was wäre dann eine kluge und angemessene Beschaltung?!
Viele Grüsse,
Thomas.
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Es gibt in der Schaltung natürlich für jeden Ausgang auch
einen eigenen Vorwiderstand.
Heißt das pro Ausgang oder wirklich pro LED?
(mit roten LED’s die nicht ESD empfindlich sind).
Sorry, das ist natürlich Unfug. Was sollte die Farbe mit der Empfindlichkeit zu tun haben? ALLE elektronischen Bauteile sind ESD-Empfindlich, sogar Widerstände. Natürlich in unterschiedlichem Maße. Und ALLE LED gehören eindeutig zu den unempfindlicheren Bauteilen. Wenn an Deiner Schaltung was durch ESD kaputtgeht, ist das erstmal der Prozessor.
Die ganze Sache kommt mir ehrlich gesagt auch selbst etwas
komisch vor, aber ich weiss keine andere Erklärung.
Das heißt nicht, daß es keine gibt.
Überstrom kann ich sicher ausschliessen denn selbst während
der an-Zeit fliessen nur 20mA. Das würden die LED’s auch im
Dauerbetrieb (also z.B. bei Programmfehler o.ä.) vertragen.
Mit 20mA Dauerstrom kann man die meisten LED umbringen.
Also angenomme es wäre ESD, was wäre dann eine kluge und
angemessene Beschaltung?!
Wenn Du nicht sagst, wie das ganze aussieht, kann man auch keine kluge ESD-Beschaltung angeben. Die hängt nämlich nicht nur vom Bauteil, sondern neben vielem anderen auch von der Schaltung, dem Schaltungsaufbau, dem Gehäuse und natürlich den speziellen Umgebungsanforderungen ab. Zumal das in diesem Fall mit absoluter Sicherheit nichts nutzen würde - es ist nunmal kein ESD-Problem.
Gruß
Axel
Die Schaltung wurde übrigens auch nur von einer Version auf
einer Leiterplatte übernommen und funktioniert dort
einwandfrei (mit roten LED’s die nicht ESD empfindlich sind).
Ich hätte vielleicht noch folgendes dazu sagen sollen:
Die Schaltung hat erst funktioniert (bis auf einige LED’s die
wohl von Anfang an beschädigt waren) und erst nach ein paar
Minuten …
1:1 konntest du die SChaltung ja nicht übernehmen, dagen spricht auch die höhere Durchlassspannung der weissen LEDs.
Kann es sein, dass die Betriebsspannung erhöht wurde ?
Auch weisse LEDs vertragen normalerweise maximal 5V in Sperrrichtung.
Es gab auch noch mehr Änderungen, z.B. hat die alte Schaltung eine
Auflösung von 5*7 und die jetztige hat 6*9…
Aber im Prinzip hat sich nichts geändert.
Viele Grüsse,
Thomas…
[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]
Pro Spalte einen Widerstand, mehr ist ja aich nicht erfordelich da nur immer eine LED pro Spalte gleichzeitig an ist.
So können alle LED’s in einer Spalte den selben Widerstand benutzen.
(mit roten LED’s die nicht ESD empfindlich sind).
Sorry, das ist natürlich Unfug. Was sollte die Farbe mit der
Empfindlichkeit zu tun haben? ALLE elektronischen Bauteile
sind ESD-Empfindlich, sogar Widerstände. Natürlich in
unterschiedlichem Maße. Und ALLE LED gehören eindeutig zu den
unempfindlicheren Bauteilen. Wenn an Deiner Schaltung was
durch ESD kaputtgeht, ist das erstmal der Prozessor.
Okay, dann halt weniger empfindlich wenn man es genau nimmt.
Und zum Thema unempfindlich:
Und der Prozessor ist meines wissen mit Dioden gegen Masse und Ub geschützt, scheinbar ist das ausreichend.
Mit 20mA Dauerstrom kann man die meisten LED umbringen.
Lt. Datenblatt sollte sie das können. Und meines issens nach sind die meisten LED’s (aussnahme low current) für 20mA gemacht. Oder liege ich da falsch?!
Wenn Du nicht sagst, wie das ganze aussieht, kann man auch
keine kluge ESD-Beschaltung angeben. Die hängt nämlich nicht
nur vom Bauteil, sondern neben vielem anderen auch von der
Schaltung, dem Schaltungsaufbau, dem Gehäuse und natürlich den
speziellen Umgebungsanforderungen ab.
Das ganze ist in eine dicke Folie „genäht“ die sich hervorragend aufladen lässt, so dass man schon mit wenige male darüber streichen sichtbare Funken erzeugen kann.
Die Folie ist durchsichtig, und das muss auch erhalten bleiben.
Der Aufbau soll über mehrere Monate auf versiedenen Kunstaustelleungen ausgestellt werden.
Was musst Du noch wissen?
Das ganze ist in eine dicke Folie „genäht“ die sich
hervorragend aufladen lässt, so dass man schon mit wenige male
darüber streichen sichtbare Funken erzeugen kann.
das sieht natürlich erstmal übel aus. Da muß ich erstmal ganz schnell zurückrudern: DAMIT bekommt man auch LED kaputt.
Ich würde versuchen, erstmal die Folie von den LED weg zu halten, besonders natürlich von den Anschlüssen. Liegt die Folie evt. sogar auf der Unterseite der Platine auf? Dann dort eine zusätzliche Isolierung vorsehen. Vielleicht würde eine zusätzliche Folie über den LED auch was nützen. Dann könnte man versuchen, parallel zu den LED kleine Kondensatoren einzubauen (keramisch, in der Größenordnung von 10nF). Oder auch Widerstände, wenn der Prozessor den zusätzlichen Strom verträgt (Vorwiderstände anpassen). Zusätzliche Induktivitäten oder Ferritperlen in den Zuleitungen wären Schutzmaßnahme für den Prozessor - daß er bisher nicht kaputtgegangen ist, beweist nicht, daß er es immer aushält. Vielleicht waren die LED nur schneller.
Mehr fällt mir momentan nicht ein. Aber vielleicht hat noch jemand anders eine Idee.
Gruß
Axel
Das ganze ist in eine dicke Folie „genäht“ die sich
hervorragend aufladen lässt, so dass man schon mit wenige male
darüber streichen sichtbare Funken erzeugen kann.
Die Folie ist durchsichtig, und das muss auch erhalten
bleiben.
gibt es solch eine folie nicht metallisiert? ahnlich den schutzverpackungen von pc-steckkarten?
Das ganze ist in eine dicke Folie „genäht“ die sich
hervorragend aufladen lässt, so dass man schon mit wenige male
darüber streichen sichtbare Funken erzeugen kann.
Die Folie ist durchsichtig, und das muss auch erhalten
bleiben.
Dann müsste man eine andere Folie nehmen. Antistatisch und durchsichtig ist heute kein Problem mehr.
Zumindest könntest du die Folie antistatisch behandeln.
Dann könnte
man versuchen, parallel zu den LED kleine Kondensatoren
einzubauen (keramisch, in der Größenordnung von 10nF).
Ich nehme an, dass die Matrix gemultiplxt wird, da machen sich Kondensatoren nicht so gut.
Wenn dann müsste man Z-Dioden antiparalell zu den LED schalten, damit die Sperrspannung nich überschritten werden kann, aber dazu müsste man seine Schaltung und die Spannungswerte kennen.
Ich nehme an, dass die Matrix gemultiplxt wird, da machen sich
Kondensatoren nicht so gut.
kommt auf die Multiplexrate an und auf die Kondensatorgröße. Und auf den Vorwiderstand.
Okay, kann sein, daß 10nF zu viel sind. Man müsste halt mehr über die Schaltung wissen…
Wenn dann müsste man Z-Dioden antiparalell zu den LED
schalten, damit die Sperrspannung nich überschritten werden
kann, aber dazu müsste man seine Schaltung und die
Spannungswerte kennen.
Kann auch sein, daß die Z-Dioden zu langsam sind. Dann wären vielleicht Suppressordioden besser. Wie Du auch sagst: man müsste die Schaltung kennen.
Gruß
Axel