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18 Haustechnik
+
+
C1
C2
220u
220u
Monitoren, eine dynamische Helligkeitssteuerung
zu realisieren. Dadurch passt sich die Helligkeit der
n.i.p.
LEDs entsprechend der Umgebungshelligkeit an. Der
hierzu eingesetzte Lichtsensor vom Typ OPT3301 der
Firma Texas Instruments ist ein digitaler Sensor, der
über die I
C-Schnittstelle des Mikrocontrollers ange-
2
+3.3V
sprochen und ausgelesen wird. Um die dynamische
Helligkeitsregelung zu starten, muss diese Funktion
IC4
im Menu aktiviert werden.
14
3
Clock
Q0
CLK
13
2
/EN
Q1
15
4
Reset
Q2
RST
7
Schnittstelle für das HM-Modul
Q3
10
Q4
Neben dem Aktivieren des akustischen Signalgebers
1
Q5
5
Q6
oder dem Aufleuchten der LEDs zur Weckzeit besteht
6
Q7
9
Q8
mit dem KLW1 auch die Möglichkeit, einen Homema-
Decaden-
11
Q9
Zähler
12
CarryOut
tic Befehl zu senden. Hierzu verwendet der KLW1 das
CD4017
optional erhältliche Homematic Applikationsmodul
HM-MOD-EM-8, welches über die beiden Stiftleisten
+UB
ST1 und ST2 mit der Spannungsversorgung und dem
ST5
+3.3V
Stiftleiste
Mikrocontroller verbunden ist. Die acht Spannungs-
1
2
eingänge des Moduls sind über die Leitungen HM-1
XLAT
3
4
bis HM-8 mit dem Controller verknüpft und können
MODE
5
CLK
so direkt angesteuert werden.
6
RST
1
2
LED-Treiber
SIN
3
SCLK
Die in
Bild 4
dargestellten LED-Matrix-Module D61
4
BLANK
5
G-SCLK
bis D65, die einzelnen 3-mm-LEDs D1 bis D60 sowie
6
die beiden 3-mm-LEDs D75 und D76
Stiftleiste
ST6
über ein achtstufiges Multiplexverfahren angesteu-
ert. Diese acht Stufen werden über den Dekaden-
Bus1
D61
1
3 10
7
8
Multiplex (0)
Multiplex (0)
12
Multiplex (1)
Multiplex (1)
11
Multiplex (2)
Multiplex (2)
2
Multiplex (3)
Multiplex (3)
9
Multiplex (4)
Multiplex (4)
4
Multiplex (5)
Multiplex (5)
5
Multiplex (6)
Multiplex (6)
6
Matrix Display
Bus3
Multiplex (4)
Multiplex (3)
Multiplex (2)
Multiplex (1)
Multiplex (0)
Bus2
Multiplex (7)
Multiplex (6)
Multiplex (5)
Multiplex (4)
Bus2
Bild 4: Schaltbild der einzelnen LED-Anschlüsse
www.elvjournal.de
T9
T10
BC847C
BC847C
MP9
MP18
MP19
+3.3V
Multiplex (7)
C11
D75 D76
100n
100n
16V
16V
28
IC2
TLC5946
TLC5946
1
(Bild 4)
werden
Bus1
D62
1
3
10
7
8
Multiplex (0)
12
Multiplex (1)
11
Multiplex (2)
2
Multiplex (3)
9
Multiplex (4)
4
Multiplex (5)
5
Multiplex (6)
6
Matrix Display
T11
T12
zähler IC4 und die High-Side-Treiberschaltung mit T1 bis T16 zyklisch
BC847C
BC847C
BC847C
angesteuert
(Bild
3). IC4 erhält über den Portpin PA4 vom Controller
IC1 bei jedem Wechsel der Multiplex-Stufe (ca. 1 ms) einen Taktimpuls,
der den jeweils nächsten Ausgang auf High-Pegel schaltet und über die
angeschlossene Treiberschaltung die entsprechende Multiplex-Stufe an-
steuert. T9 bis T16 dienen hier als Inverter, die den jeweils zugehörigen
P-Kanal-MOSFET (T1–T8) durchschalten lassen. Der MOSFET legt dann
jeweils die bis zu 32 gemeinsamen Anoden der LED-Matrix-Module und
die einzelnen der 3-mm-LEDs an die Versorgungsspannung „+UB".
Gleichzeitig werden die Low-Side-Treiber (Stromsenken) IC2 und IC3
vom Controller IC1 angesteuert. Diese Treiberbausteine sind hochwertige
16-Kanal-LED-PWM-Treiber des Typs TLC5946 von Texas Instruments, die
speziell zur Ansteuerung von LED-Anzeigen entwickelt wurden und die ne-
ben einer Konstantstromregelung (max. 40 mA/Kanal) auch über 6-Bit-
SIN
XLAT
Weißabgleichsregister und 12-Bit-PWM-Helligkeitsregister verfügen.
SCLK
BLANK
Die Höhe der Ströme, die IC2 und IC3 pro Kanal bereitstellen, wird
MODE
gemeinsam für alle Kanäle über die Widerstände R36 bis R39 definiert.
Der hier gewählte Gesamtwert von 1,3 kΩ stellt einen maximalen Strom
G-SCLK
+3.3V
R34
von zirka 40 mA pro LED ein. Nach ungefähr 1 ms Anzeigedauer sperren
330R
sowohl die Low-Side-Treiber als auch der gerade aktive P-Kanal-Transis-
LED super rot
D66
tor auf der High-Side, und die nächste Multiplex-Stufe kann angesteuert
werden.
Der beschriebene Ablauf zur Ansteuerung der einzelnen Multiplexer-
Stufen wiederholt sich von Stufe 1 bis Stufe 8. Anschließend erhält
100n
100n
16V
16V
28
16
der Dekadenzähler IC4 einen Reset-Impuls über den Controllerport PA5
IC3
IC4
und der Durchlauf beginnt erneut mit Stufe 1. Bei einem Fehler in der
CD4017
1
8
Bestückung oder einem Defekt der bedrahteten LEDs leuchten zur Sig-
nalisierung die LEDs D66 und D67 dauerhaft auf.
Damit ist die Schaltungsbeschreibung abgeschlossen.
D67
R35
+3.3V
330R
LED super rot
Bus2
D63
D64
1
3 10
7
8
1
3
Multiplex (0)
12
12
Multiplex (1)
11
11
Multiplex (2)
2
2
Multiplex (3)
9
9
Multiplex (4)
4
4
Multiplex (5)
5
5
Multiplex (6)
6
6
Matrix Display
Matrix Display
T13
T14
T15
BC847C
BC847C
LED-Treiber
IC2
+3.3V
26
XHALF
OUT0
OUT1
OUT2
5
SIN
OUT3
3
XLAT
OUT4
4
SCLK
OUT5
2
BLANK
OUT6
6
MODE
OUT7
OUT8
OUT9
25
GSCLK
OUT10
24
SOUT
OUT11
23
XERR
OUT12
27
100R
1K2
IREF
OUT13
OUT14
R36
R37
OUT15
TLC5946
IC3
+3.3V
26
XHALF
OUT0
OUT1
OUT2
5
SIN
OUT3
3
XLAT
OUT4
4
SCLK
OUT5
2
BLANK
OUT6
6
MODE
OUT7
OUT8
OUT9
25
GSCLK
OUT10
24
MP8
SOUT
OUT11
23
XERR
OUT12
27
100R
1K2
IREF
OUT13
OUT14
R38
R39
OUT15
TLC5946
D65
10
7
8
1
3 10
7
8
Multiplex (0)
12
Multiplex (1)
11
Multiplex (2)
2
Multiplex (3)
9
Multiplex (4)
4
Multiplex (5)
5
Multiplex (6)
6
Matrix Display
T16
BC847C
Bus3
Multiplex (0)
Multiplex (1)
Multiplex (2)
Multiplex (3)
Multiplex (4)
Multiplex (5)
Multiplex (6)
Multiplex (7)
Bus1
7
Out_1_(0)
8
Out_1_(1)
9
Out_1_(2)
10
Out_1_(3)
11
Out_1_(4)
12
Out_1_(5)
13
Out_1_(6)
14
Out_1_(7)
15
Out_1_(8)
16
Out_1_(9)
17
Out_1_(10)
18
Out_1_(11)
19
Out_1_(12)
20
Out_1_(13)
21
Out_1_(14)
22
Out_1_(15)
Bus2
7
Out_2_(0)
8
Out_2_(1)
9
Out_2_(2)
10
Out_2_(3)
11
Out_2_(4)
12
Out_2_(5)
13
Out_2_(6)
14
Out_2_(7)
15
Out_2_(8)
16
Out_2_(9)
17
Out_2_(10)
18
Out_2_(11)
19
Out_2_(12)
20
Out_2_(13)
21
Out_2_(14)
22
Out_2_(15)
1724413B
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