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Laufschrift 16x8

Laufschrift mit 16*8 LEDs und ATtiny- oder ATmega-Controller

1 Schaltbilder

Wer mit dem 4094-CMOS-Schieberegister nicht vertraut ist, kann hier mehr darüber finden. Dort sind auch Angaben darüber zu finden, welche Ströme der 4094 liefert, wenn er mit 5V im Source- oder Sink-Modus direkt angeschlossene LEDs antreibt. Bitte immer die CMOS-Variante des 4094 und niemals 74HC4094 oder 74HCT4094 verwenden, wenn Dir Deine LEDs lieb und teuer sind.

Die dargestellten Schaltungen arbeiten nur mit 2mA-LED-Typen korrekt. Andere LED-Typen leuchten bei den niedrigen Strömen zu gering. Bitte für höhere LED-Ströme die Booster-Variante verwender.

In allen vier Schaltungen sind ISP6-Schnittstellen zur Programmierung in der Schaltung vorgesehen, so dass die Anzeigen leicht umstellbar sind. Über die ISP6-Schnittstelle kann auch das 5V-Netzteil angeschlossen werden.

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1.1 ATtiny24 von rechts nach links

Rechts nach links Laufschrift mit ATtiny24 und 16 x 4094 Das hier ist die erste Schaltung: der ATtiny24 schiebt hier jeweils acht mal hintereinander ein Bit über PA7 in das niedrigste Schieberegister (Pin DATA des 4094).

Mit jedem Schieben wird das oberste Bit aus dem ersten Schieberegister in das nachfolgende zweite Schieberegister eingeschoben (Ausgang QS an den nächsten DATA-Eingang). Da alle CLOCK-Eingänge aller Schieberegister vom I/O-Port PB1 gleichzeitig betätigt werden, werden alle gespeicherten Bits in allen 16 4094s um eins nach links geschoben.

Sind alle achts Bits der ersten LED-Spalte eingeschoben, wird mit dem STROBE-Eingang der Schieberegister der Inhalt der Schieberegister in das Latch der 4094 kopiert (I/O-Pin PB0).

Das an ADC0 angeschlossene Potenziometer stellt die LED-Helligkeit ein. Das geschieht über den PWM-Ausgang OC0A des TC0, der alle ENABLE-Eingänge der 4094 schaltet.

Das am ADC1 angeschlossene Potenziometer wählt den Text aus, der angezeigt wird. Der Text ist als Bytefolge im Flash des ATtiny gespeichert, alle Texte können beliebig programmiert werden. Reicht der Flashspeicherplatz nicht aus, steigt man auf einen ATtiny44 oder ATtiny84 um.

Das am ADC2 angeschlossene Potenziometer bestimmt über die Geschwindigkeit, mit der die Anzeige die nächste Spalte anzeigt.

Beim Programmieren ist zu beachten, dass nach acht Schiebeoperationen der Inhalt des rechtesten Schieberegisters ausgetauscht ist und die Inhalte aller 4094s links davon um eine Spalte nach links gerückt sind.

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1.2 ATtiny24 in beliebiger Richtung

Zweite Variante mit ATtiny24 Das ist die zweite Variante mit dem ATtiny24. Bei ihr werden jeweils acht Bits gleichzeitig ,it jedem Taktimpuls in die ungeradzahligen Schieberegister eingeschoben. Der Inhalt der ungeradzahligen Schieberegister wird dabei in die geradzahligen mit verschoben.

Bei dieser Variante sind jeweils 16 Schiebevorgänge zu absolvieren und mit jedem 16-er-Pack ist der gesamte Inhalt der LED-Kombination ausgetauscht. Die Schaltung eignet sich daher zum Anzaigen beliebiger Kombinationen und Folgen, nicht nur als Laufschrift.

Da hier alle AD-Wandler-Pins belegt sind, hat die Schaltung keine Regler. Nur die Helligkeit lässt sich fest programmieren, da die ENABLE-Pins aller 4094 an den PWM-Ausgang OC0A angeschlossen sind. Ein fester Ablauf lässt sich programmieren, keine weiteren Texte sind anwählbar.

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1.3 ATmega48 in beliebiger Richtung mit Reglern

Schalbild der ATmega48-Variante Mit dieser Variante geht das Textanzeigen etwas schneller, denn der ATmega48 kann 16 Bits auf einmal in alle 16 4094s transferieren.

Die schon von der ATtiny24-Variante-1 bekannten drei Regler für die Geschwindigkeit, die Textauswahl und die Helligkeit sind in dieser Schaltung ebenfalls vorhanden.

Nur mit der Helligkeitsregelung hapert es etwas, weil kein PWM-Ausgang mehr verfügbar ist. Die muss man mit zwei Interrupts (Overflow und Compare Match) zu Fuss programmieren und den PC5-Ausgang High und Low schalten lassen.

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1.4 ATmega324 mit Reglern und Helligkeitsregelung

Schaltbild der ATmega324-Variante Die zweite Schaltung mit dem ATtiny24 und die dritte mit dem ATmega48 haben den Nachteil, dass kein Pin dafür übrig bleibt, um eine Helligkeitsregelung der LEDs mit einem PWM-Kanal daran anzuschließen. Der hier verwendete ATmega324 hat alles dies im Überfluss, und das Poti ist an ADC0 angeschlossen und ENABLE am 8-Bit-PWM-Ausgang OC0A.

Da an Port B noch viele Pins frei sind, kommt auch eine Tastensteuerung infrage. Das kann bei einer Uhr das Einstellen der Uhrzeit sein, oder man ersetzt einen der Regler durch Tasten, oder ... oder ... oder. Der eigenen Kreativität sind keine Grenzen gesetzt.

Und noch ein Übriges ist damit möglich: An die beiden Quarzanschlüsse XTAL1 und XTAL2 kann ein Quarz den Takt vorgeben, falls man eine Uhr mit Laufschriftanzeige programmieren will. Dann kann man die Zeichenfolge "Dienstag, 15.Feb.22, 13:29:59" über die Laufanzeige schicken. Und INT2 an PB2 als auch ein PCINT an PB0 oder PB1 zum Stellen der Uhr und des Kalenders mittels Tasten sind auch noch frei.

Da die serielle Ausgabe an die 4094 hier besonders schnell geht (siehe die Assembler-Abteilung), kann der Quarz auch ohne Probleme ein 32,768kHz-Uhrenquarz sein, falls Dein Programmiergerät ISP-Takte unter 4kHz kann.

Damit bleibt die Auswahl aus den vier Varianten Dir überlassen. Die gedruckte Schaltung kann alle diese Varianten, wenn Du mit isoliertem Kupferdraht etwas nachhilfst.

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1.5 Verdrahtung für alle vier Varianten

Bei den gedruckten Schaltungen, die hierfür entwickelt wurden, sowie beim Eigenbau auf Lochrasterplatinen müssen die vier Varianten mit lötbarem Kupferlackdraht verbunden werden. Diese Tabelle hier zeigt, welche Leitungen mit welcher Prozessorfassung und mit welchen Pins jeweils verdrahtet werden müssen.

Damit beliebige Varianten gebaut und betrieben werden können, sind alle Prozessorfassungen bis auf die 4094-DATA-Anschlüsse parallel zu verdrahten. Der gesteckte Prozessor und die DATA-Verdrahtung entscheiden dann über die realisierte Variante.

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