Делаю RGB Led Cube 12x12x12 (на TLC5940).
И столкнулся с нестабильной работой зажигания светодиодов. Такое впечатление, что транзисторы надежно не открываются-закрываются.

Схема выходного каскада:Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Изначально устройство только для предварительного тестирования работало под управлением Arduino Mega 2560. При этом транзисторы выходных каскадов подключались напрямую к плате Arduino Mega 2560.
И все прекрасно работало. Видео https://www.youtube.com/watch?v=ik55zT0CZiU

Но потом появилась необходимость в более удобных "мозгах" - chipKIT Max32. И для экономии выходов платы, выходные каскады транзисторов подключались к выходам двух 74HC595.
Однако, появилась проблема в виде "фантомного" зажигания светодиодов с слоях куба.
Видео, как это происходит https://1drv.ms/v/s!AmOfGucR9dk0iXubkjE3fVrwRAeH (особенно заметно на зеленом и синем цветах).

Не подскажите, номиналами (и в каком диапазоне) каких элементов в схеме нужно ”поиграться”, что бы транзисторы надежно открывались-закрывались ? Или какие дополнительные элементы нужно в схему добавить ?

Заранее спасибо.

А 595 как к основной плате подключены ?

595-ые смонтированы на отдельной платке (фильтрующие емкости по питанию установлены).
К основной плате все это дело подключено проводами, длиной около 7 см.

Чтобы управлять затвором ключа попробуйте использовать пару биполярных транзисторов разной проводимости, объединив базы на входе и коллекторы на выходе подключив их затвору, то есть одинаково быстро заряжать и разряжать емкость затвора ключа.

Увеличить R1 до 10к. Уменьшить R2 раза в 2-3. Добавить резистор порядка 330 Ом ... 1 кОм со стока Q1 на землю.

Да, уже 7 лет как, мы в курсе.

Но почему же до сих пор всё то же изначально неадекватное решение задачи, когда давным давно в наличии такой примитив, как WS2812B, которым не нужны никакие ключи, регистры и прочее — только что проверил на aliexpress, 1728 шт. продают всего за 152$.

Далее перфорацию из трёхдорожечных печатных плат в Резоните и прихомутать их к 1 мм стальной арматуре, а на дне — контроллер 144 каналов и видеопамяти на ПЛИС, БП и прочий высокоуровневый обвес.

1. Мне не нравится, что затвор никто вверх не тянет. Скорее всего в этом причина.
2. Я бы выкинул все лишние детали и оставил один только полевик затвор к выходу через резистор чтобы емкостью не перегружать выход при переключении. Если же надо быстро переключать, то воспользовался бы советом AnatolyT.

Резистор R2 тянет


Vcc явно не 5В, поскольку это мощный полевик, ему надо 12В на затвор. Так что напрямую не выйдет.

Подумайте. Действительно, как справедливо заметил Plain, решение на WS2812B на порядок эффективнее во всех отношениях.

1. WS2812, конечно, штука хорошая. Но конструктивное исполнение накладывает определенные ограничения - если классические четырехвыводные RGB бывают даже в 10-mm "баллоне", то тут может потребоваться приклеить что-то рассеивающее (а почему-то производители не торопятся облагодетельствовать нас накладками на корпуса 5050).

2. 7 сантиметров до 595 - это немного (я подозревал звон). Но все равно, первое, что я бы проверил - это именно звон. Со стороны передатчика на CLK резистор на 68...100 Ом, и посмотреть, как оно.

Встаньте одним лучем осцилла на светодиоде, а вторым лучем "двигайтесь" от выходного каскада к контроллеру. И наверняка найдете место, где на осцилле будет видна помеха в тот момент времени, когда зажигается светодиод. Судя по картинке, светодиоды моргают не хаотично, а упорядоченно. А следовательно это не столько помеха через "эфир", как неправильный режим работы. Ну например, у микроконтроллера выводы на какое-то время переключаются на ввод... Или что-то в таком роде...

Есть еще один способ обеспечить быстрое закрытие полевика. Ныне почти забытое, но на мой взгляд изящное схемотехническое решение

Проэмулировал Вашу схему в Micro-Cap. Ключ открывается при входном напряжении около 0,7В. Это близко к логическому нулю, естественно транзистор ненадёжно закрывается сигналом с микросхемы. Поставьте делитель напряжения на базе, сделайте порог хотя бы 2В.

Это что-то из области альтернативной реальности - чтобы слаботочный ключ на биполярном транзисторе "ненадежно" закрывался выходом CMOS-логики...

Смотря как развести землю, смотря какой длины провода и как они проложены. Вы с такой "альтернативной реальностью" не встречались?

Vcc как раз 5В.

Еще забыл про один момент сказать.
В первом случае (когда все хорошо работает), все питается от 5 в. Причем, в этом же случае при питании электроники от 3.3., а выходных транзисторов от 5в. - ненужного зажигания светодиодов нет.
Во втором случае (когда есть "фантомное" зажигание светодиодов). Выходной каскад транзисторов питается от 5в. А вся остальная электроника от 3.3в. Может 595-ые не такой хороший сигнал формируют (в отличии от mega2560).

Отнюдь. Есть и в виде 5 и 8мм выводных светодиодов - http://www.aliexpress.com/item/10-1000PCS-...2379019653.html

Значит, вы полевик неправильный выбрали. Тогда вам нужен Logic Level MOSFET.



А вы точно НС595 поставили? Может, LS595 или что-то наподобие, с биполярным выходом?

Тогда почему при подключении к arduino mega2560 все работает ?


Именно НС595 и стоят.

Повезло.

Полевики работают за счет того, что их характеристики оказались лучше, чем можно было ожидать исходя из даташита.

А послеслесвечения возможно не было потому что выходы Меги слабее чем у HC595, так что транзистор T1 не заходил глубоко в насыщение, несмотря на неоправданно низкоомный R1. Или может у вас и правда HC595 соединен с землей где-нибудь в километре от Меги и Т1, так что по земле грязи набегает немеряно.

Спасибо ! Не знал про такие, похоже, относительно недавно появились...

Кстати, для 1728 шт WS2812 контроллер вообще не нужен - выше крыши хватило бы, например, ATmega328 (чтобы поместилась видеопамять хотя бы 8 битов на узел - куда для "куба" больше ?). 1728 шт - это чуть больше 50 ms на полную загрузку, если этого хватит - то достаточно одного USART в режиме SPI и все в одну линейку.

1728 бит оперативки у 328 нет

У 328 вроде как 2K оперативки, что больше чем 1728 байт (хотя и не намного ) Впритык влезет

Да, два кило, поэтому влезает с хорошим таким запасом. Если ограничиться 4 битами на узел (только цвет, без индивидуальной настройки яркости) - то и в 88/168 влезет (лишь бы UART умел в режиме SPI).

Семь лет назад автор изрёк мечту в виде устройства, автономно работающего как минимум по кругу размером 20 минут, а в перспективе — ещё и с неким музыкальным управлением этим процессом, т.е. речь о полноценном воспроизведении видео, а значит и о классической частоте 25 видеокадров в секунду и соответствующем быстродействии — 3 байта · 1728 шт. · 25 fps = 126,5 кБайт в секунду и 148 МБайт видеопамяти соответственно.

В отсутствие ПЛИС, все 1728 шт. WS2812B придётся посадить на нехилые толщиной и непрозрачностью шины питания, как необходимое условие для соединения их в один сдвиговый регистр, и тогда вышепредложенный микроконтроллер, наверное, сгодится под тупую молотилку с такой скоростью, но вот ещё и на пресловутую цветомузыку — всё равно вряд ли.

Не вижу необходимости в особенных таких шинах питания - главное, разумно выбрать топологию соединения. Что же объема видеопамяти - опять же, зависит от задачи. Для "куба" и по байту на диод хватит с избытком. Накладные расходы на загрузку весьма невелики, может быть, даже хватило бы и на "цветомузыку"....

Такой вопрос отвлеченный.
Мой куб собран слоями. 12 слоев из матрицы 12x12 rgb светодиодов в каждом слое. Светодиоды с общим анодом, соответственно получается 12 общих анодов (по числу слоев).
Куб полностью отключен от плат с электроникой.
Подключил тестер в режиме прозвонки диодов. Один его щуп на общий анод. А другим щупом по r, g, и b выводам прохаживаюсь.
И заметил странную странность... В некоторых столбцах слоев. При прозвонке вместе со светодиодом из тестируемого слоя, еле еле загодаются светодиоды из других слоев находящиеся в этом же вертикальном столбце.
Слои никак не соединены между собой. И что самое странное, такое заметно только на зеленом цвете. И не на всех вертикальных слолбцах.
"Сопель" припоя при пайке вроде бы нет.
Как такое может быть ?

Т.е. просто светодиоды и все? Но ведь они плохие "диоды" с большими токами утечки. И надо бы к ним в параллель - резистор, а последовательно - обычный диод... Резистор - чтобы обратное напряжение приложилось к диоду, а не к светодиоду...
Видимо тока утечки от кого-то хватает для малопотребляющих светодиодов...
Кстати, можете для начала проблемные участки так доработать...

Да, просто куб с распаянными светодиодами.
При чем, если я прозваниваю светодиоды самого верхнего уровня. То вместе с ними еле еле загораются светодиоды 5 или 6 слоя (хотя, между слоями соединений вообще нет).

Можно подробней объяснить что и куда на примере этой схематичной схемы...
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Мысль такая. Если загорается светодиод в другом слое, значит там на общем аноде слоя появляется положительный потенциал достаточный, чтобы соседний светодиод в столбце слегка светился. Каким образом это происходит другой вопрос, наверное через утечки, возможно какието светодиоды имеют утечку больше, чем другие, и в этих столбцах и происходят чудеса. Если общий анод в каждом слое зашунтировать резистором на землю, по идее не будет образовываться этот потенциал и соседи загораться не будут.
Чтобы убедиться, что это так, нужно к омметру добавить в помощь вольтметр

Вот и я закончил свой RGB LED Cube 12x12x12

https://www.youtube.com/watch?v=1uYthfN1TCk