Conexión en cadena de un gran número (20) de TLC5940 en serie. ¿Señales de refuerzo?

Trabajar con registros de desplazamiento (tlc5940 y biblioteca) en tableros de conexión Sparkfun que controlan LED individuales.

Las placas están diseñadas para conectar VPRG, GSCLOCK, BLANK, XLATCH, SIN/OUT, SCLK,VCC, GND en serie. Todo funciona perfectamente en la placa #1-10. Sin embargo, necesito bastantes placas/chips más (hasta 28) y las señales se vuelven locas a partir de la placa 11 en adelante.

Tenía la esperanza de encontrar algunas opciones para aumentar la intensidad de la señal hasta y más allá de la placa n. ° 11, todo mientras mantengo el tiempo correcto. Cualquier ayuda con posibles soluciones / esquemas específicos es MUY apreciada.

Las placas de conexión TLC están espaciadas cada tres pulgadas. Los LED, los chips y Arduino se alimentan de una fuente regulada de 5 V y 40 amperios (MeanWell). El poder está llegando a la última placa y es Leds. Las conexiones/soldadura son sólidas y no tienen cortocircuito. Cada led y tablero ha sido probado individualmente.

Entiendo que esto es un pedido difícil, la impedancia, las conexiones, la conductancia, el tablero, etc. están en juego aquí, pero necesito mucho mantener los tableros en esta configuración larga (necesaria para la instalación de arte). Incluso si este impulso no hace que los 28 chips funcionen, me gustaría entender más cómo las diversas señales de reloj, pestillo y datos pueden funcionar a través de un bus serie extendido y qué puedo hacer para limpiarlas, reforzarlas y empujarlas aún más. .

Hoja de datos del chip: https://www.sparkfun.com/datasheets/Components/General/tlc5940.pdf Tablero Spark fun: https://www.sparkfun.com/products/10616

Vista de la línea de Tableros

EDITAR: RONDA DOS

Espero que el descanso de este proyecto no lo entierre, pero tengo algunas preguntas más basadas en tratar de usar las sugerencias anteriores.

He rediseñado la instalación de arte para poder centralizar los chips/placas y uno al lado del otro/Arduino en lugar de separarlos en las 4 rejillas de LED. Voy a ejecutar una línea recta sólida mucho, mucho más gruesa para conexiones, tierra y alimentación (que aumentaré a 6v). La pregunta principal que tengo es sobre la diferencia entre un amplificador de búfer y el controlador de reloj. Dado que las placas TLC5940 están diseñadas para ejecutarse en serie, y dado que necesito tantas (aproximadamente 30), se sugirió que ejecute un amplificador sin inversión 74HC7014 cada tres placas. Puedo hacer eso, pero ¿debería manejar todas las señales desde el mismo búfer? ¿Datos, VPRG, Blank y ambas señales de reloj (GSclock, Sclk)?

¿O debería empujar ambas señales de reloj en paralelo desde un controlador de reloj "robusto" (¿alguna sugerencia sobre cuál?) y el resto de las señales en serie a través de las placas y los búferes?

También me preguntaba cómo y si necesito hacer algo para terminar cualquiera de las señales/tierra. ¿Ayudaría a mantener todo funcionando como se supone? En este momento, todas las señales/alimentación y tierra están en una línea larga, desde el Arduino directamente a través de todas las placas y controladores (aunque se dobla por la mitad para mantenerlo compacto) ¿Hay algo que deba hacerse después de la última placa? ? ¿O pueden simplemente terminar?

Podría usar un poco más de sugerencia sobre el esquema antes de soldarlo y probarlo. @viejo pedo ?

diseño número 2 esquema número dos

¿Está seguro de que el nivel de tensión de alimentación es bueno en las unidades que fallan?
intente pasar el reloj a la mitad de la cadena de margaritas
Todos los LED se encienden a plena potencia y parpadean locamente (se supone que están apagados) desde la placa 11 en adelante. No creo que esto sea solo energía, obtengo una lectura de energía de 4.7 voltios al final de esta cadena de 14 tableros. Además, probé la cadena del tablero comenzando desde el medio y funciona como se esperaba. ¿Quiere decir ejecutar la señal de reloj del Arduino tanto en serie como en paralelo a una placa en el medio? La biblioteca necesita un GSCLOCK y un SCLK, ¿hace esto para ambos?
¿Cuál es la velocidad de SCLK y la longitud total del cable?
Paul Uszak: la longitud de las 32 placas + espacio para los amplificadores operacionales = dos filas de 50 pulgadas. Así que 100 pulgadas en total para la línea. No estoy seguro de cómo encontrar la velocidad del reloj. Lo mejor que puedo decir al mirar la hoja de datos de tlc5940 es que tanto GSCLK como SCLK funcionan a 30 MHz.
¿Dónde están los amplificadores operacionales? El 74HC7014 sugerido es un búfer digital de 6 canales, no un amplificador operacional, y no desea utilizar amplificadores operacionales con las señales digitales con las que está tratando.
Gracias @peterbennett, cambié la redacción, reemplacé Buffer por OpAmp. Lo siento, todavía estoy tratando de entenderlo. ¿Debo empujar ambas señales de reloj en paralelo desde un controlador de reloj robusto (¿alguna sugerencia sobre cuál?) y el resto de las señales en serie a través de las placas y los búferes como el esquema anterior?

Respuestas (1)

Primero:
noté que cada placa tiene un regulador de 5V para el controlador LED. Usted afirma que su fuente de alimentación también es de 5V. Esto significará que el regulador no hace más que provocar una ligera caída de tensión. El TLC5940 funcionará con un voltaje ligeramente MENOR de 5V. Tiene un rango operativo de 3..5V, por lo que no es un problema para el chip. Si sus LED pueden soportarlo, use un voltaje VCC más alto. Sería mejor si, por ejemplo, usa 6V y luego puede perder 1 voltio sobre el cable y el regulador.

Posible solución:
como parece funcionar en 11 placas, le sugiero que haga una placa pequeña de 'repetidor de señal'. Solo un conjunto de búferes que toman las señales de entrada y las envían nuevamente. Haga, por ejemplo, cinco o seis de esas tablas e insértelas a intervalos regulares. (No lo creas: funcionó con 11 así que 28/11 = ~3 tableros. Necesitarás un margen de seguridad). Eché un vistazo rápido y el 74HC7014 se ve bien: seis búfer no inversor con entrada de disparador Schmidt. Probablemente bueno hasta 1MHz a 5V. Tal vez pueda encontrar la versión de 14 DIP que es fácil de soldar en una placa de prueba.

Último:
La próxima vez que se embarque en un proyecto electrónico de este tamaño, hable con un ingeniero electrónico experimentado. Preferible un viejo pedorro como yo. Conocemos las trampas para construcciones como esta.

Su diagrama de conexión se ve mejor excepto por un detalle: está alimentando las placas del controlador de reloj HCT desde el VCC, que es de 6V. Pero sus placas de expansión tienen un regulador que las convierte en 5V. Intente encontrar una señal de 5 V en una de las placas de expansión adyacentes al controlador del reloj y conéctela a la placa HCT en lugar de a VCC. La alternativa hubiera sido agregar un regulador de 5 V a cada placa de búfer HCT.

Debe almacenar en búfer todas las señales. De esa manera, todos obtienen más o menos el mismo retraso y, por lo tanto, como grupo, hay pocos cambios. En este caso funciona ya que todas las señales van en el mismo sentido. No hay un canal de 'retorno'.

No necesita terminar la alimentación/tierra. En cuanto a la terminación de las señales en serie. No es una mala idea, pero como el sistema funcionaba antes con ~10 tableros, primero probaría sin él. Siempre puedes agregarlos. Sería bueno tener una imagen de alcance de las señales al principio y al final.

¿Hay alguna posibilidad de que todavía estés cerca para responder las preguntas del controlador del reloj, @oldfart? ¿Y quizás un poco sobre la terminación de energía/tierra/señal? ¿Es necesario?
Gracias por la entrada @oldfart. Solo como aclaración, su 74HC7014 sugerido es un búfer digital de 6 canales. ¿Eso funcionará para impulsar tanto las señales digitales como las de reloj? Creo que respondiste eso, pero solo quiero asegurarme de que entendí correctamente. Observó la diferencia de potencia entre el vcc en HC7014 y el riel de alimentación de mayor voltaje. Aprender a medir el alcance (y comprar uno) es mi próximo paso en este viaje.
Sí, los búfer están diseñados para impulsar todas las salidas simultáneamente a la máxima potencia. Asegúrese de tener un buen capacitor de desacoplamiento (por ejemplo, Ceramic 220nF) lo más cerca posible del chip con buenas conexiones de alimentación y tierra. Ahí es de donde obtendrá su energía principal para impulsar las señales a un nivel alto.
Conexión en cadena de un gran número (20) de TLC5940 en serie. ¿Señales de refuerzo?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v