Steuerung mehrerer LEDs mit Arduino und TLC5940NT

Ich arbeite zu Hause an einem DIY-Projekt, bei dem ungefähr 150 LEDs mit unterschiedlichen Helligkeitsstufen beleuchtet werden müssen. Ich möchte diese LEDs schließlich auch in bestimmten Mustern leuchten lassen, damit sie wirklich von einem Mikrocontroller (einer steuerbaren LED-Matrix, wenn Sie so wollen) angesteuert werden müssen.

Nach einiger Überlegung habe ich angefangen, mich mit dem Ardunio zu beschäftigen, da es für die anstehende Aufgabe geeignet zu sein scheint und es mir ermöglicht, LEDs und so weiter zu multiplexen.

Ich habe sowohl den Arduino Uno als auch den Arduino Mega 2560. Zum Testen habe ich den Mega verwendet, da er 15 PWM-Kanäle hat, sodass ich die Helligkeit jeder LED usw. einstellen kann, ohne mit unterschiedlich bewerteten Widerständen herumspielen und genügend LEDs anschließen zu müssen, um mir zu geben eine gute Vorstellung davon, was los ist.

Ich hatte einen guten Machbarkeitsnachweis, bei dem LED1 1800 Mikrosekunden lang aufleuchtete, dann ausgeschaltet wurde und LED2 aufleuchtete ... und so weiter für alle 15 LEDs. Keine der LEDs leuchtete tatsächlich gleichzeitig, aber es gab den anhaltenden Sichteffekt (alle LEDs scheinen gleichzeitig zu leuchten) und verbrauchte keine große Menge Strom. Das ist es, was ich anstrebe, in einem größeren Maßstab von ~ 150 LEDs.

Also musste ich das als nächstes skalieren. Der nächste Machbarkeitsnachweis kam in Form der Verwendung des LED-Treibers TLC5940, nachdem wir einige Artikel und Blogs online gelesen hatten.

Ich habe den TLC5940 an den kleineren Arduino Uno angeschlossen und 16 LEDs an die 16 Ausgangskanäle des Chips angeschlossen. Ich habe ein Testprogramm ausgeführt (ich denke, es verblasste / lief Muster entlang der LEDs und es funktionierte gut).

Dann begann ich, eine Schleife zu schreiben, die die erste LED wieder einschaltete, einen Sekundenbruchteil wartete, sie dann ausschaltete und zur nächsten LED überging.

Der Code funktionierte bis zu etwa 3 LEDs, aber sobald er die 4. LED traf, konnte ein Flackern beobachtet werden. Als es auf alle 16 LEDs skaliert wurde, gab es ein deutlich sichtbares Muster (wie eine mexikanische Welle), das über die LEDs lief.

Ich habe versucht, die Verzögerungszeit zu ändern und sie auf 1 Mikrosekunde zu reduzieren, aber das hatte wenig Wirkung.

Mein Code war in etwa so:

#include "Tlc5940.h"
int DELVAR = 1

void setup()
{
  Tlc.init(0); // initialise TLC5940 and set all channels off
}


void loop()
{
    Tlc.clear();
    Tlc.set(1, 4096);
    Tlc.update();
    delayMicroseconds(DELVAR);
    Tlc.set(1, 0);
    Tlc.update();

    Tlc.clear();
    Tlc.set(2, 4096);
    Tlc.update();
    delayMicroseconds(DELVAR);
    Tlc.set(2, 0);
    Tlc.update();

    Tlc.clear();
    Tlc.set(3, 4096);
    Tlc.update();
    delayMicroseconds(DELVAR);
    Tlc.set(3, 0);
    Tlc.update();   


    // ....and so on for all 16 channels .....   
    // (not optimal I know but at this point I'm still just getting my head around the logic)
}

Gibt es eine Beschränkung der "Geschwindigkeit" des TLC5940 oder der Kanäle, die er vom Arduino verwendet?

Wie kann ich das umgehen, damit alle LEDs gleichzeitig leuchten. Gehe ich richtig in der Annahme, dass der Arbeitszyklus des Arduino 16 MHz beträgt? und wenn ja, sollte ich nicht theoretisch > 50.000 LEDs nacheinander in weniger als einer Sekunde ein- und ausschalten können?

Haftungsausschluss - Ich habe sehr grundlegende elektronische Kenntnisse aus meiner Schulzeit vor etwa 15 Jahren, also ist dies alles eine sehr steile Lernkurve für mich!

HINWEIS: *Für alle, die sich fragen, woran ich arbeite - es ist eine riesige Weltkarte - die LEDs repräsentieren große städtische oder besiedelte Gebiete (Städte usw.), wie sie nachts vom Weltraum aus gesehen werden. Ich möchte, dass diese schließlich an Echtzeit angeschlossen werden, sodass die beleuchteten LEDs tatsächliche städtische Gebiete darstellen, die zu diesem bestimmten Zeitpunkt nachts beleuchtet sind - hier wäre der Arduino sehr nützlich.

Es ist eine String-Art-Karte, die auf einer Karte basiert, die ich letztes Jahr gemacht habe (unten).

Nur viel größer - es wird 8ft x 4ft sein - Fortschritt bisher - Löcher für LEDs gebohrt sind fertig: