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Wer zum ersten Mal mit einem LC-Display zu tun hat und noch nicht so viel Ahnung von der Technik, dem ist nicht selbstverständlich klar, wie man da die Hintergrundbeleuchtung anschließt. Von daher eine Erläuterung und drei Wege, wie man das richtig machen kann.

Wichtig: Fast alle dieser kleinen LCDs und auch das vierzeilige von Elektor ausgelieferte Exemplar verfügt über eine LED-Hintergrundbeleuchtung. Dabei sind mehrere LEDs parallelgeschaltet und über zwei Anschlüsse (hier die Pins 15 und 16) herausgeführt. (es gibt auch welche mit Elektro-Lumineszenz-Beleuchtung, die mit bis zu 100V versorgt werden, doch diese Variante ist selten).
Und ein ehener Grundsatz der Elektronik lautet: Eine LED niemals ohne Vorwiderstand an eine Konstantspannungsquelle anschließen. LEDs betreibt man mit einem bestimmten Strom und nicht mit einer bestimmten Spannung. Tut man Letzeres doch, dann kann durch den niedrigen differentiellen Innewiderstand einer LED der fließende Strom sehr hoch werden und die LED schädigen.
Daraus folgt: Vorwiderstand, Vorwiderstand und nochmal Vorwiderstand!

Nun zu Teil 1: Der Vorwiderstand

Berechnung: Beim Elektor-Display mit vier Zeilen steht im Datenblatt: http://www.displaytech.com.hk/pdf/char/204b%20series-v12.PDF
dass sich bei typisch 280mA eine UF an den LEDs von etwa 4,2V einstellt. Will man also wirklich 280mA haben (das ist schon sehr hell), dann ergeben sich an 5V eine Restspannung von 0,8V für den Widerstand. Nach R=U/I bzw. R=0,8V/0,28A ergeben sich also 2,86 Ohm für den Vorwiderstand. Der nächst höhere Wert der E-12-Reihe ist 3,3 OHM, womit etwa 240mA zu erwarten wären. Man sollte den sich einstellenden Strom aber messen, wenn man am oberen Limit ist, denn LEDs können ordentliche Exemplarstreuungen aufweisen und der sich real einstellende Strom kann auch nur halb so groß wie erwartet (nicht schlimm) oder viel größer sein (eher schlimm). Bei 0,8V und 0,24A werden ca. 0,2W am Vorwiderstand verheizt. Eine 1/4-Watt-type ist also das Mindeste.
Bei mir persönlich tut ein Widerstand von 5,6 Ohm seinen Dienst und der sich einstellende Strom von 160mA liegt gut in der Erwartung und ist mir hell genug. Auch mit 10 Ohm leuchten die LEDs der Hintergrundbeleuchtung deutlich wahrnehmbar.

Teil 3: Lösung A - die elegante...

Die vielleicht einfachste und eleganteste Lösung zur Platzierung eines Vorwiderstand ist die, ihn direkt auf die Rückseite des LCDs zu löten. Wie im Bild zu sehen, sind neben der Lötzinnbrücke vier vergoldete Lötpads. Um diese für den Vorwiderstand zu nutzen, muss wie im Bild die Lötzinnbrücke verschwinden (etwas Entlötlitze nehmen). Ich habe hier einen konventionellen 10-Ohm-Widerstand aufgelötet.
Die Frage stellt sich natürlich: Warum vier Lötpads?
Klare Antwort: Die Pads sind nicht für einen "normalen" Widerstand vorgesehen, sondern für SMDs. Und damit die nicht zu heiß werden, nimmt man zwei und verteilt so die Leistung. da diese parallel geschaltet sind, würden zwei 10-Ohm-Widerstände dann 5 OHm Gesamtwiderstand ergeben. Will man etwas in der Größenordnung von 10 Ohm, braucht man also 2 x 22 Ohm (= 11 Ohm) oder 2 x 18 Ohm (= 9 Ohm). Als Bauform wählt man die größeren SMDs vom Typ 1206, die mit ihrer Länge von 3,2mm und Länge von 1,6mm genau passen.

Im zweiten Bild ist zu sehen, wie man dann die 5V-Versorgung an die Hintergrundbeleuchtung legt. Die ganze grüne Fläche links vom IC führt Masse-Potential. Als Vorbereitung kratzt man da mit einem kleinen Schraubendreher etwas Lack ab, bis das rote Kupfer zu sehen ist, diese kleine Fläche verzinnt man dann anschließend. Dann verbindet man Pin 16 des Steckverbinders oben (oranges K) mit einem Stückchen Draht mit diese Massefläsche. +5V kann man von Pin 16 des ICs abzapfen und dann mit einem kleinen Stück dünner isolierter Litze an den Anodenanschluss (Pin 15, oranges A) des Steckverbinders oben verbinden.

Im dritten Bild ist zu sehen, wie das aussieht.

Teil 5: Lösung C - warum einfach, wenn es auch kompliziert geht...

Nur der Vollständigkeit halber: Man kann Pin 15 und 16 des LCDs auch komplett ignorieren und sich die Versorgung von den Pins 1 und 2 abzapfen, wie ich das gemacht habe. Das LCD leuchtet dann immer, wenn es mit Strom versorgt wird.
Hierzu verbindet man wie gezeigt am unteren Steckverbinder des LCDs die Pins 2 und 15 über den Vorwiderstand. Ich habe ihn zusätzlich mit etwas Schrumpfschlauch überzogen, damit nichts passiert. Wenn man in diese Reihe keine Stiftleiste oder Buchsenleiste einlötet (also anders als ich im Bild), kann man gleich diese Bohrungen für den Widerstand verwenden.
Die Masseverbindung erfolgt über eine Drahtverbindung einer Massefläche der Rückseite mit Pin 16 (zweites Bild). Man könnte es natürlich auch logischer als ich machen und einfach die Pins 1 und 16 mit einem Stückchen isoliertem Draht verbinden.

Hallo Tip,

auch von mir ein großes Lob für deine Ausführungen. Klasse So können auch Anfänger an die Materie rangeführt werden.

Viele Grüße
modulo

Von Udo Jürss kam grade der Hinweis, dass man nicht mal einen extra Transistor oder solcherart Beschaltung bräuchte, wie ich es oben skizziert habe. Man kann genau so gut und viel einfacher einfach einen Treiber aus dem auf der Experimentierplatine vorhandenen ULN2003 verwenden, der da ja erstmal nur die LEDs treibt. Und ja, er hat eindeutig Recht: Das ist die simpelste und eleganteste Art der Helligkeitssteuerung!

Diese Ansammlung integrierter Darlingtons verträgt 500mA pro Ausgang und eignet sich also super für eine pulsbreitenmodulierte Helligkeit. Die ebenfalls mitgetriebene LED ist dann gleich ein Indikator für die Display-Helligkeit...

Laut Udo Jürss sind die Controller-Pins PD3, PD5, PD6, PB1 und PB2 gut für die Steuerung der Display-Helligkeit via an/aus oder PWM (Pulse Width Modulation) geeignet - vielen Dank für seine nützlichen Hinweise an dieser Stelle.
Das Bild zeigt, wie es gemeint ist: Damit es gut zur bisherigen Software des LCDs passt, wurde Ausgang PD3 des Controller-Moduls ist mit einer Drahtbrücke mit Eingang Pin 1 des ULN2003 verbunden, der am Ausgang Pin 16 die LED 1 und gleichzeitig den linken Pin der zugehörigen Stiftleiste treibt. Hat man Pin 15 mit +5V verbunden, dann kann man diesen linken Pin der Stiftleiste über einen 3,3-Ohm-Widerstand (oder höher) mit Pin 16 des 2-Draht-Interface bzw. des LCDs verbinden. Dann braucht man nur noch ein Stück Software, das Pin PB3 des Controller-moduls schön ein- und ausschaltet. Z.B. zyklisch 5ms ein und 5ms aus ergibt halbe Helligkeit bei fürs Auge unsichtbaren 100Hz Takt.

PS: Noch etwas zum Schmunzeln und ein Zeichen dafür, dass man sich in der Elektronik so schnell nicht auf alles verlassen sollte, sondern "drum prüfe, bevor Du fest verlötest" gilt:
Unter dem Link: http://www.datasheetcatalog.org/datasheets/120/489337_DS.pdf
gibt es ein schönes Datenblatt der Firma YOUWANG für das IC ULN2003, das die Innenschaltung so schön falsch zeichnet, dass sie nie funktionieren könnte. Zwei Dioden sind verkehrt gepolt