Quantos circuitos integrados 74hc595, é possível ligar em cascata com o Arduino?

[Tarcisio Zewe Duarte]

Liguei nove 74hc595 em cascata para multiplexar 12 displays matriciais de led 5x7 vermelhos, e o circuito funcionou de boa. Ao aumentar o número de displays para 14, e substituindo os vermelhos por verdes, e colocando mais um 74hc595, num total de dez ci`s agora, os carateres aparecem distorcidos, alguns pontos não acendem. Ao montar este mesmo circuito com dez ci`s 74hc595, e com 14 displays matriciais de led, mas agora na cor azul, o circuito sequer funciona, e nenhum caractere é exibido no display. Pra não dizer que não aparece nada, apenas na primeira linha do displays, apenas alguns pontos acendem.

[.if]

Eu sempre falo que led verde não pode ser usado mas...

 

Teoricamente não há limite. Reveja seu programa, a capacidade de sua fonte e circuito.

Permita-me...

edit...

14 displays de 5 x7 =70 Horiz x 5 Vert => 10 hc595 : matriz 70x5 ... 8*9=72Horiz + 8x1Vert.. sobra 1 pouco...

[Tarcisio Zewe Duarte]

@Isadora Ferraz Acredito não ser  no programa, pois os caracteres até aparecem um pouco no display, e alterei o programa para exibir uma matriz 70x7, igual você falou, tenho a suspeita de que pode ser uma sobrecarga que o Arduino não consegue suprir, ai falta polarização pull up e pull down, no set e reset do circuito, bem como também na alimentação do circuito. 

[.if]

Sim pode ser. 70x5 fica melhor. Sua varredura deve ser vertical. Com 5 passadas pela interrupt de 500Hz p.ex. você "desenha" a tela toda.  Cada passada você desenha a linha toda de 70 leds com 9 shifts de 8 bits. Com 10 você controla até mesmo a "linha do momento" com o décimo 595.

Publique o esquema. Um transistor p.ex. bd135, bc639 ou do gênero como driver em cada linha deve dar conta.

[Tarcisio Zewe Duarte]

Verdade, da pra usar transistores e uma fonte separada, para alimentar eles e os dislays com uma fonte separada. Obrigado pela ideia.

[Tarcisio Zewe Duarte]

@Isadora FerrazVocê pode comparar pelas imagens e pelo link que lhe envio: 

 

 

Você pode ver que é o mesmo progragrama e praticamente a mesma placa,  salvo que a segunda tem dois displays a mais e um circuito integrado registrador a mais também,  com as alterações feitas,  do primeiro para o segundo programa,  ao invés de contar de 0 a 59,  alterei se 0  a 69. Por isso descarto a possibilidade de ser um erro no programa,  acredito eu. Pois no primeiro caso o programa esta funcionando bem, e  no segundo os caractéres são exibidos parcialmente bem. Também descarto ser os displays,  pois tive a paciência de testar ponto a ponto do mesmo,  através das saídas dos circuitos integrados registradores,  utilizando os 5V e o GND do próprio Arduino. 

adicionado 13 minutos depois

@Isadora Ferraz Se você for uma boa observadora,  irá notar que no vídeo,  eu estou com meu dedo em cima do último circuito integrado,  e que os doia últimos displays dão uma cintilada. Sem o meu dedo,  os dois últimos displays,  apresentavam um problema bem semelhante ao display 70x7 na cor verde em questão. Na época quebrei um pouco a cabeça,  sobre o que poderia estar havendo,  até descobrir que havia esquecido de polarizar o pino 10 e o pino 13  do último circuito registrador da placa. Fiz uma gambiarra,  jampeando estes pinos ao vcc e gnd do circuito integrado,  e o display passou a funcionar perfeitamente desde então. Só que no segundo caso,  isso não poderia estar acontecendo,  pois refiz o layout da placa,  exatamente para corrigir este problema,  fazendo as ligações dos pinos,  que eu havia esquecido de fazer na placa anterior,  no software que desenvolvi a mesma. Aproveite para aumentar a placa,  colocando mais dois displays na placa,  mudando a cor deles para verde,  e adicianando mais um circuito integraso registrador,  para multiplexa-los.

[.if]

Perdoe minha burrice mas não consegui deduzir qual dos 3 é seu problema ou se de fato já resolveu. Também não consegui encaixar o fato de você estar usando a fonte do arduino e depois passou pra outra e qual o resultado. Se me permite observar, pra mim (mim) era bem óbvio que a fonte ou o vcc que sai do arduino era incapaz de alimentar os displays. Usar outra era condição sine qua non.

 

Infelizmente não vou poder te ajudar muito com a linguagem do arduíno, caso pretendas publicar o fonte ...mesmo assim é interessante. A não ser com algum algoritmo.

[Tarcisio Zewe Duarte]

@Isadora Ferraz O video é um projeto que fiz no ano passado,  com 12 displays matriciais de led 5x7 vermelhos e utilizando 9 circuitos integrados 74HC595. Já as duas fotos que te enviei abaixo,  trata-se do MESMO display,  com a diferença,  é que neste último eu usei displays verdes no lugar de vermelhos,  e coloquei mais 2,  aumentado o seu número para 14. Com relação ao programa,  vejo que é desnecessário postá-lo  aqui,  pois como disse,  descarto a possibilidade de ser erro no mesmo,  pois no primeiro caso com display de leds vermelhos,  o programa funcionou perfeitamentamente,  também pelo fato de você ter dito,  que não pode me ajudar muito com ele.

No segundo caso,  com display de leds verdes,  ele esta funcionando desta forma,  como você pode ver pelas fotos. Se fosse algo em relação ao programa,  como um erro na geração de caractereres,  no primeiro caso,  no display vermelho,  os carateres seriam exibidos de forma errônea,  ou não seriam exibidos,  mas não é o que ocorre. Quando fiz o programa,  separei o programa em blocos ou funções,  tendo o mesmo funções para geração e formação dos caracteres,  e funções para enviar a matriz de caractéres para o display. A única coisa que alterei no programa foi o valor de 60 para 70 pontos,  nos parametros de tamanho do display,  que é o que realmente faz diferença neste caso,  visto que o circuito é praticamente o mesmo. Assim sendo,  o único problema que poderia dar neste caso,  seria a matriz de caracteres,  ser menor que o tamanho do display,  caso eu tivesse errado no número de colunas,  o qual foi o único parâmetro que alterei no programa própriamente dito.

adicionado 3 minutos depois

@Isadora Ferraz Segue em anexo o diagrama do circuito em PDF. Neste circuito,  você verá que existem 16 displays,  ao invés 14 ou 12.  Mas é praticamente o mesmo circuito,  como ja disse aqui.

New Project.PDF

[.if]

Ok vamos a mais comentários...

Quase mas ainda há incógnitas: são duas fotos aparentemente com problemas distintos. Parece que a 1ª linha está querendo "aparecer" ;

Cogite problema com algum ci. Como tem vários e em soquete, troque 1 pelo outro ou substitua;

Sugiro não descartar problema no sw. Algo como alguma atualização do compilador, bug, setup de otimizações alterados e afins.

Sugiro também publicar o esquema direto no forum. Tem gente (tipo eu) que não se sente motivada a baixar mas se exposto, consegue avaliar melhor.

p.ex. Olha isso que fiz há alguns (muitos) anos e obtive sucesso na simulação hc595 e display matricial

Ok está pequeno e ruim de ver mas como não deve de ajudar muito, nem nos preocupemos. O fonte também não deve te ajudar pois está em C

 

Na sua foto não consigo ver os quase obrigatórios capacitores de desacoplamento.

Também os 3 sinais de controle dos 595 podem estar sofrendo interferências espúrias ou do próprio algoritmo e timer e etc do seu sistema. Um filtro R&C neles lhes cai bem. Algo como 10R e 1nF. Uma ligeira "alargueada" no seu tempo no sw também pode ajudar. Algo como colocar alguns #asm "NOP" durante o pulso alto dos controles e dados. Se for adepto da "moleza" do sw, penso que vai ter alguma dificuldade. Consulte o help do compilador, datasheet e assembly do seu mc

abç

[Tarcisio Zewe Duarte]

@Isadora Ferraz A primeira questão, que eu acho que você não entendeu, e eu ainda não expliquei....kkk, é que os dois eventos no display, ocorrem no mesmo programa. Fiz um programa de contagem numérica, e a cada 100, aparece meu nome com efeito rolante no display. Outro ponto que que nesta versão de placa com 14 display verdes, existe sim um capacitor de desacoplamento, conforme destaco na imagem, e também no esquema que te enviei, sei que é chato baixar arquivos, mas esse esta pequeno, são só 250kb, e permite uma visualização melhor do circuito. Mas o que é mais curioso, é que na primeira versão de placa, com 12 displays vermelhos, a qual aparece no vídeo, o programa rodou normalmente, e ela sequer tinha capacitor de desacoplamento.

[.if]

Perdoe minha falha de interpretação mas ainda tenho dificuldade em entender o real problema. Vejo 3 coisas: uma vermelha com o final piscante, uma verde com linhas grossas e outra verde com falha na 1ª linha e algo+. Assim sendo continuo recomendando que ...

5 horas atrás, Isadora Ferraz disse:

Cogite problema com algum ci. Como tem vários e em soquete, troque 1 pelo outro ou substitua;

Sugiro não descartar problema no sw. Algo como alguma atualização do compilador, bug, setup de otimizações alterados e afins.

(dançou... não colocou soquete)

5 horas atrás, Isadora Ferraz disse:

os 3 sinais de controle dos 595 podem estar sofrendo interferências espúrias ou do próprio algoritmo e timer e etc do seu sistema. Um filtro R&C neles lhes cai bem ...

 

 Quanto ao

15 minutos atrás, Tarcisio Zewe Duarte disse:

capacitor de desacoplamento,

... é quase aquele e um pouco mais. De fato cada ci deve ter ter o seu exclusivo. Algo como 100nF. Quanto aos filtros que falei, deve ficar bem na entrada de cada pino até o pino gnd de cada.

 

Também não consegui ver se você colocou resistores nas colunas e 1 transistor pra cada linha e se tiver ligando direto no pino do mc e na fonte dele, receba um cóqui técnico virtual!

[aphawk]

Vou dar uns palpites ....

 

A mudança do display vermelho para um azul implica em uma corrente bem menor passando no display devido à tensão bem mais alta necessária para acender o display azul.

Isso tem de ser compensado através de deixar um pouco mais de tempo os Leds conduzindo.

Mas aí irao começar problemas tipo o Led não tem tempo de apagar totalmente entre uma interrupção e outra, aí fica a impressao de vários segmentos um pouco acesos.

Quanto mais 595 você encadeia, menos tempo os segmentos irão ficar acesos, pois você tem de “empurrar” mais dados para os 595 antes de fazer o Latch...

Fazem alguns anos eu publiquei um artigo onde mostrava esses problemas e a maneira de resolver, chegando em casa vou procurar.

 

Paulo

[.if]

Paulão sendo a varredura vertical ou seja 7 linhas, 7 varreduras não há motivo para o número de  595 interferir. De fato, existe a varredura e varredura. A vertical é a da interrupt. A outra - a horizontal- é a dos dados (70 bits) mas esta é 'interna' portanto não mostrada.

2 horas atrás, aphawk disse:

problemas tipo o Led não tem tempo de apagar totalmente entre uma interrupção e outra

Quanto a isso tens razão. O macete é apagar tudo no início da interrupt. Digamos que as 7 linhas sejam 7 pinos do mc basta algo como PORTB=0; Ou se inteligentemente o sistema usa o primeiro 595 pra vertical - controle das linhas - é só varrer 7 zeros e 'publicar' na saída.

 

Bem isso tudo supondo que o garoto usa a sistemática das linhas e não não por colunas horizontais semelhante a tv. Pena que como já comentamos, não há interesse recíproco na análise e publicações de fontes. Caso algum outro navegante se interessar, avalio a possibilidade de alguma publicação ... (já o fiz no início do século em outros foruns)

[aphawk]

@Isadora Ferraz ,

 

A interrupção deve ser calculada para atender o efeito de persistência retiniana, aquela velha história de pelo menos 30 vezes por segundo ( eu uso 60 ) todos os segmentos devem ser varridos e acesos ou não.

 

Usando por exemplo 5 CIs 595, são 40 colunas que devem ser varridas 30 vezes por segundo, o que dá uma frequência de interrupção de 1200 Hertz. 

 

O tempo que um segmento fica aceso de cada vez é de 1/1200 segundos aproximadamente. 

 

Mas usando 15 CIs, a frequência da interrupt deve aumentar para 3600 hertz, o que dá um tempo de acendimento de 1/3600 , que já chega perto de 270 nanosegundos.

 

Num experimento que eu fiz, antes de acender um segmento qualquer eu deixava 50 nanosegundos todos os segmentos apagados, e assim eliminava os acendimentos “fantasmas” .

 

Se fizer esse apagamento no inicio da rotina de interrupcao, e depois acender, o display vai ficar aceso perto de 220 nanosegundos apenas, o que deve aparecer mais fraco.

 

Isso usando displays vermelhos... usando displays verdes ou azuis podem complicar bastante a visualização.

 

Resumindo, creio que a temporização deve ser refeita para atender essa quantidade maior de Cis 595....

 

Paulo

[.if]

Concordo Paulão. Mas aí é que está o pulo do gato. De novo, não sei quanto ao do garoto mas o meu algoritmo (meu mesmo sem consulta na net na época) não varre as 40 colunas ou as 70 em questão aqui ou seja lá quantas forem. Varre sim 7 linhas na vertical. Portanto pra uma interrupt de 300Hz dá e sobra. 

Ok você pode argumentar que assim fica difícil a composição dos caracteres. Respondo que pra um programador comum que nada a favor da corrente e prefere libs preformadas, de fato. Com um pouco de criatividade e imaginação, torna-se relativamente fácil além da tradicional adrenalina e da boa sensação do sucesso.

De novo, não publico o fonte pois não sinto a vibração da sinergia. Mas principalmente porque você não entenderia nada mesmo kk.

 

Abç amigo e agradeço pelo garoto. Sua sabedoria deu algo pra ele pensar que pode direcioná-lo à solução.

[aphawk]

1 hora atrás, Isadora Ferraz disse:

 

De novo, não publico o fonte pois não sinto a vibração da sinergia. Mas principalmente porque você não entenderia nada mesmo kk.

 

Abç amigo e agradeço pelo garoto. Sua sabedoria deu algo pra ele pensar que pode direcioná-lo à solução.

 

Entendí o que você fez, em vez de acender um máximo de 7 segmentos verticais de cada vez você acendeu trocentos na horizontal, carregando eles nos 595. Boa solução, SE usar drivers de corrente nas linhas !

 

A montagem dos caracteres é feita uma linha de cada vez, basta inverter a tradicional vertical para a horizontal.

 

Realmente nem adianta publicar pois não entenderia mesmo kkkkk

 

Mas agora o rapaz tem mais informações para resolver o problema dele.

 

Paulo

[.if]

6 horas atrás, aphawk disse:

SE usar drivers de corrente nas linhas !

De fato não sei SE o driver é opcional. É obrigatório.

modo minimalista: um (01) transistor pra cada = 07 bc337

[Tarcisio Zewe Duarte]

@Isadora Ferraz @aphawk @aphawk Neste caso,  não estou utilizando a função de interrupção,  como é mais comum de utilizar em displays matriciais,  no qual os caracterea são pré formados,  e de tempos em tem uma função de interrupção,  interrompe este processo. Ao invés disso,  criei funções que operam dentro de uma sequência lógica,  dentro da plataforma arduino. Basicamente o progrma funciona da seguinte forma:  Primeiro se inicia a exibição de uma contagem no display matricial com dez digitos,  a cada vez que o contador completa a contagem de uma centena,  é exibido um texto rolante no display,  hora com caractéres normais,  hora com com caracteres em negrito,  mas também,  não utilizo interrupções para fazer isto,  e sem comparações.Contudo este programa funciona muito bem,  como mostrei no video com 12 displays matriciais vermelhos,  e nove circuitos integrados 74hc595. No caso estou usando 8 deles para fazer a multiplexagem dos dados para 60  colunas,  e um deles reservei para guardar informação de posição das linhas,  com um resistor de 100 em cada uma delas,  totalizando 7resistores Até ai sem problemas,  o problema foi quando fiz outas duas placas,  com 14  displays em cada uma,  e 10  74hc595. Uma delas,  foi com displays verdes,  a que aparece nas fotos,  na qual os caracteres não são exibidos  corretamente,  a com displays azuis,  a qual eu não mostrei aqui,  e acende apenas algumas colunaa da primeira linha e nada mais. Ontem como tinha mais uma placa para 12 displays sobrando,  (a mesma placa,  da de displays vermelhos que funcionou),  resolvi então comprar nove ci'ss 74hc595, um jogo de resistores de 100, e extrarir 12 dos dos 14 displays verdes,  e montar uma nova placa. Montei cuidadosamente a mesma,  alterei o programa para a forma anterior,  com 60 colunas/7linhas,  carreguei o código fonte no Arduino,  e advinhem: Nada aconteceu,  nenhum misero ponto dos displays acendeu!

adicionado 8 minutos depois

Testei ponto por ponto do display,  utilizando as saidas dos circuitos integrados,  com o 5V e o GND do próprio arduino,  e todos os pontos acenderam,  verifiquei também se no programa a lógica booleana para as linhas e colunas estava correta,  e estavam: HIGH para as linhas,  e LOW para as colunas. Estes mesmos testes fiz para as outras duas placas anteriores com 14 displays,  e obtive os mesmos resultados. Ja os 74hc595,  como montei eles sem soquete na placa,  não tem como retirar eles para fazer testes e substitui-los,  se tentar fazer isto,  acabo por danificar a placa e os chips,  uma vez que não possuo estação de solda a ar quente,  só ferro de solda e sugador.

adicionado 11 minutos depois

Mesmo assim,  isto continua esquisito,  pois utilizei chips novos, e  tudo bem que entre os 74hc595,  um chip ou outro estar estrado,  mas todos eles,  e nas três placas,  e ainda por cima os da terceira tendo sido comprados em uma outra loja,  é bem bizarro de acontecer.

[.if]

45 minutos atrás, Tarcisio Zewe Duarte disse:

informação de posição das linhas,  com um resistor de 100 em cada uma delas,  totalizando 7resistores

Se entendi bem você ligou só os 100  como comum pra 60 leds e o 100 direto num pino dum 595. Ou seja ele pode estar sobrecarregado. Que tal se ...

Em 13/04/2019 às 16:56, Isadora Ferraz disse:

modo minimalista: um (01) transistor pra cada = 07 bc337

com um R pra cada um dos 60 leds. De fato pensei que era assim seu circuito.

 

E ao não fazer uso da interrupt você usou o caminho mais difícil o que fatalmente pode te engessar em alguma atualização. (De fato também fiz assim no meu primeiro programa com 8049 (tio do 8051)

Por este motivo infelizmente pouco posso acrescentar mais. Some-se isso à esta novidade

57 minutos atrás, Tarcisio Zewe Duarte disse:

alterei o programa para a forma anterior,  com 60 colunas/7linhas,  carreguei o código fonte no Arduino,  e advinhem: Nada aconteceu,  nenhum misero ponto dos displays acendeu!

Sugiro que reveja cuidadosamente seu programa até mesmo rode passo a passo. Considere também bug no seu compilador ou pc ou programador ou etc. Se bem que o problema pode estar entre a cadeira e o teclado kk...

abç

[Tarcisio Zewe Duarte]

@Isadora Ferraz Usei sete leds para as linhas,  pois cada uma uma das colunas ficaria meio invuável,  mas vejo que isto não é nenhum problema,  pois para uma alimentação com tensão de 5V,  passará mais ou menos uma corrente de 50 miliampéres,  sem levar em conta a queda de tesão de 0,7V de cada pondo de led do display,  sendo uma corrente bem baixa,  que seguer chega a fazer cócegas no arduino,  e na placa dos displays.

adicionado 3 minutos depois

Com relaçao ao programa,  revisei e reavaliei,  mas

 

 

 

 

 

 

 

 

ntrei nada que pudesse estar ocasionando um erro. Caso assim o programa nao funcionaria no display de leds vermelhos!

[Renato.88]

2 horas atrás, Tarcisio Zewe Duarte disse:

Caso assim o programa nao funcionaria no display de leds vermelhos!

Se funciona nos Leds vermelhos, e não funciona com leds de outra cor. Obviamente que o problema está relacionado com a tensão/corrente que os leds consomem.

 

Muitas vezes os Leds azul/verde trabalham com quase o dobro de potência dos vermelhos.

Para economizar em transistores, fica mais fácil usar o driver ULN2003A. Ele tem 7 saídas em cada CI e é de coletor aberto, assim pode alimentar os Leds com fonte separada.

[.if]

Não sei se a saída do mc ou do 595 tem capacidade pra 50mA. Consulte o d.sheet

50mA todos os 490 leds? Algo como 0.1mA pra cada? Ou é só uma linha...a média seria algo como (50mA/70 leds)/7unidades de tempo. E o led tem 1.2V. Melhor refazer as contas. Nem sei quanto dá. Se quiser publique o esquema real e fotos do conjunto de modo que dê pra ver as ligações. Volta o display vermelho pra ver que merdadá

A ideia do driver supramencionado é boa. Só não sei se custa menos que 7 bc817. A ideia dada mais uma vez de fonte separada é boa e quase obrigatória. Avalie-a de novo. Um bit que se perde devido à ruído, ripple, variação, falta de filtro, e etc zoa o shift todo.

Quanto ao sw você tem a opção de simular? Não sei se o proteus tem arduíno mas é uma opção interessante...

[aphawk]

74HC595 pode fornecer um máximo de 35 mA em uma saída, e um total de 70 mA somando todas as correntes de todas as saídas .... acima disso ele pode danificar.

O fabricante recomenda um máximo de 20 mA em uma saída.

 

9 horas atrás, Isadora Ferraz disse:

 

Quanto ao sw você tem a opção de simular? Não sei se o proteus tem arduíno mas é uma opção interessante...

 

Isa, sim, pode simular no Proteus, mas a parte de acendimento dos Leds é muito irreal. Por exemplo, pode deixar uma corrente por segmento de 1 mA ou de 40 mA e vai funcionar igualzinho .... pode nem colocar os resistires limitadores de corrente e vai funcionar igualzinho ..... pode trocar por verde, azul, vermelho, e continua igualzinho .....

 

O Proteus é excelente para a parte digital, mas na parte analógica ele fica devendo ....

 

Paulo

[aphawk]

19 horas atrás, Tarcisio Zewe Duarte disse:

Usei sete leds para as linhas,  pois cada uma uma das colunas ficaria meio invuável,  mas vejo que isto não é nenhum problema,  pois para uma alimentação com tensão de 5V,  passará mais ou menos uma corrente de 50 miliampéres,  sem levar em conta a queda de tesão de 0,7V de cada pondo de led do display,  sendo uma corrente bem baixa,  que seguer chega a fazer cócegas no arduino,  e na placa dos displays.

 

0,7 Volts por Led ?????????

Vermelho é no mínimo 1,2 Volts, e eu já encontrei alguns com 1,7 Volts. Na média, use 1,4 Volts.

Verde, em torno de 2,1 Volts. Azul e branco acima de 3 Volts.

 

0,7 Volts é a queda em um diodo comum de silício....

 

Paulo

[.if]

2 horas atrás, aphawk disse:

a parte de acendimento dos Leds é muito irreal.

Sim Paulão.. por isso...

11 horas atrás, Isadora Ferraz disse:

Quanto ao sw

 

De fato é até bom mesmo não colocar nenhum resistor e nas propriedades do led coloque-o com digital. Isso facilita a vida do proprio simulador. Neste caso a corrente não faz sentido. Ele acende ou apaga. Também quando pertinente, não use resistor como pullup. Use a entidade ... pullup ou pulldown. Ele é meio que digital, entende?. Resumindo, usar o proteus pra simular corrente dos leds é algo pouco usual e com zero utilidade (no meu . de vista)

A parte analógica que me serviu dele até que atendeu direitinho...

Concluindo... a dica do proteus pro garoto é pra ele achar problemas no sw. No hw só mesmo com as verificações que sugerimos...