Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik WS2812 (b) sterben, gehen kaputt, funktionieren nicht mehr einwandfrei.


von Carsten (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Ich habe die WS2812 in EINIGEN meiner Projekte eingebaut, und das schon 
seit mehr als 5 Jahren. Meistens benutze ich nur wenige WS2812 LED (3 
Stck, 8Stck 16Stck).

Schon seit Jahren sterben immer wieder LEDs in den Strips. Hier habe ich 
mal ein Beispiel: LED-Strip 8 LEDs, "Schutzschaltung" mit 2x1n4148 und 
Z-Diode 5v6.

Ich habe das Datenpaket vom Miikrokontroller in das 1. Bild gepackt. 
1Div=2V (Oszi falach eingestellt 10x  ;o)

Im 2. Bild seht Ihr das korrupte Datenpaket hinter der 1.LED (es sind 
noch 7 Datensätze enthalten, von denen die ersten 1.1/2 kaputt sind).

Die erste LED leuchtet korrekt. Die 2. hat irgendeine Farbe. die 3.LED 
bekommt keine Datenpakete mehr. Ich habe die 2. LED ausgetauscht. Und 
jetzt kommt es: Der Stripe hat noch immer nicht korrekt funktioniert. 
Erst als ich die 3.LED ausgetauscht habe funktioniert der Stripe wieder.

Das Problem wurde schon in vielen Beiträgen und Foren besprochen, ob 
WS2812 oder WS2811. Was mach die 3.LED, die keine Datenpakete bekommt, 
um die 2.LED so zu stören???

Weiß jemand, warum das so ist? - Carsten (ich lese hier schon Jahre mit, 
jetzt muss ich auch mal was fragen :o)

P.S. ich benutze für die LED eine brightness=127 (max 50%) und meistens 
davon nur 10%, warm werden bei mir die LEDs nicht. (Wenige Grad über 
Raumtemperatur).

von kenny (Gast)


Lesenswert?

Wie sieht denn der Schaltplan aus?

von Carsten W. (mmiikkrroo)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Meinst Du diesen Schaltplan?
Gruß Carsten

von Eddy C. (chrisi)


Lesenswert?

Grosser Gott, Schaltplan natürlich inkl. 2., 3. LED! Und exakter Führung 
von Ground und VCC! Und Puffer-Cs!

von Harald W. (wilhelms)


Lesenswert?

Carsten W. schrieb:

> Meinst Du diesen Schaltplan?
> Gruß Carsten

Muss man für den Datenanschluss ein Loch durch den Elko bohren? :-)

An den TE: LEDs sterben am häufigsten infolge zu geringer Kühlung.

von Hard Werker (Gast)


Lesenswert?

Harald W. schrieb:
> Muss man für den Datenanschluss ein Loch durch den Elko bohren?

Kennst du nicht diese typischen Durchführungs-Elkos?

von Carsten W. (mmiikkrroo)


Lesenswert?

Hi Eddy,
die LEDs sind in einem Strip, Pufferkondensatoren sind auch auf dem 
Stip. halt ein WS2812 LED Strip. Anschluss 3er PIN-Header. 8 Stck WS2812 
auf dem Strip. Spannungsversorgung einseitig, keine 4mm2 Kabel. 
Signaleingang an der 1. LED siehe BILD1 von Post1.

Ich hoffe ich habe Deine Fragen richtig beantwortet. (verstehe den 
Hintergrund nicht (noch nicht))

Kann jemand etwas zu dem korrumpierten Datenpaket sagen?

Gruß Carsten

von Carsten W. (mmiikkrroo)


Lesenswert?

Hard Werker schrieb:
> Harald W. schrieb:
>> Muss man für den Datenanschluss ein Loch durch den Elko bohren?
>
> Kennst du nicht diese typischen Durchführungs-Elkos?

Ich habe mir erst die falschen bestellt, die mit Via-Fläche zur Kühlung, 
da haben keine vernünftigen Anschlussdrähte (8mm2) durchgepasst. Dann 
habe ich aber dir richtigen Tantals mit EINER VIA-Durchführung gefunden 
(Bauform 201 SMD)

So, und jetzt Schluss, April ist erst später ;o) bitte wieder 
konstruktiv - Carsten

von Jörg R. (solar77)


Lesenswert?

Mich wundert es dass das Signal im ersten Bild um ca. 0,5 V ins negative 
geht.

Auf dem Bild ist leider nicht zu erkennen ob das Timing stimmt.

Ist deine Stromversorgung i.O.?

von Carsten W. (mmiikkrroo)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

@Jörg,
das -0.5 V hat mich (im Nachhinein) auch ein wenig gewundert. Die 
Schaltungen funktionieren immer 6,12,18 Monate, bis mal wieder eine LED 
getauscht werden muss.

Leider ist die LED schon ausgetauscht, und die LEDs funktionieren mal 
weider 1a. Ich hatte mir das Signal auf dem ganzen Streifen nach 
Reparatur angeschaut, und es wurde naturlich einwandfrei immer ein 
Datenpaket nach jeder LED abgeschnitten. (sonst würde es ja auch nicht 
so schön richtig leuchten!

Das Fehlerbild mit dem korrupten Signal habe ich nachvollziehen können. 
Es wurden immer 1.5 Pakete in Mitleidenschaft gezogen (hier Bild1 (20)).

Bild2(17) hier das Timing.

- Carsten

von Michael U. (amiga)


Lesenswert?

Hallo,

ich habe aus der Anfangszeit einen 5m Stripe in irgendwelchen 
teilstücken benutzt. Da sterben in zufälligen Abständen zufällige LEDs.
Fertigungsfehler eine Serie, wurde irgendwo mal diskutiert.
Weiter verfolgt habe ich das nicht, offenbar Bondfehler o.ä., einige 
ließen sich durch sanftes draufdrücken kurzzeitig reparieren.
Mit anderen hatt ich nie Probleme. extern habe ich zwischne Kontroller 
und 1. LED nur 330 Ohm in Reihe, ist zum Schutz der ersten LED wenn mal 
Ansteuerung da ist und die LEDs keine Betriebsspannung haben.

Gruß aus Berlin
Michael

von Guest (Gast)


Lesenswert?

Heißt es nicht immer sk6812 wären robuster und zuverlässiger? Das 
Protokoll ist ja das gleiche wie bei WS2812.

Die gibt es auch als RGBW und RGBA soweit ich weiß könnte auch 
interessant sein.

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


Lesenswert?

Carsten W. schrieb:
> das -0.5 V hat mich (im Nachhinein) auch ein wenig gewundert. Die

 Dioden rausschmeissen, Serienwiderstand (150-300 Ohm) an Din.

: Bearbeitet durch User
von Carsten W. (mmiikkrroo)


Lesenswert?

Der WS 2812 Stripe verhält sich mit und ohne Dioden gleich. 150R-300R 
Widerstand funktioniert nur bei 5V Signal, ich habe auch ESP8266 
(Node-MCU) im Einsatz mit und ohne 74HCTs. So lange die LEDs nicht 
defekt sind funktionieren die LEDs, wie ich schon beschrieben habe.

Nochmals zurück zu den Oszi-Sreens, warum, und wie werden immer 1.5 
Pakete korrumpiert. Hat jemand noch eine Idee? Das kann ja nicht an 
fehlerhaften Kontakten (bonding)auf dem LED-Chip liegen. Oder? - Carsten

von Jörg R. (solar77)


Lesenswert?

Carsten W. schrieb:
> Nochmals zurück zu den Oszi-Sreens, warum, und wie werden immer 1.5
> Pakete korrumpiert. Hat jemand noch eine Idee? Das kann ja nicht an
> fehlerhaften Kontakten (bonding)auf dem LED-Chip liegen. Oder? - Carsten

Mich stören wieder die negativen 0,5V im 2ten Bild.

Ist Deine Stromversorgung und die Verkabelung in Ordnung?

Um besser Ablesen zu können wäre es schön wenn:

- der Messbereich des Oszi ausgenutzt wird, also 1V je Kästchen
- das Signal so verschoben wird dass es einfacher interpretiert werden
  kann

: Bearbeitet durch User
von oszi40 (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Carsten W. schrieb:
> warum, und wie werden immer 1.5 Pakete korrumpiert.

Wenn Software im Spiel ist, sollte man diese mal genauer ansehen? Ein 
Multiplexer auf SW-Basis wird wohl auch noch andere Aufgaben haben?

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


Lesenswert?

Carsten W. schrieb:
> Der WS 2812 Stripe verhält sich mit und ohne Dioden gleich.

 Sagt wer?
 Probiert?
 Oszi Bild gleich (-0.5V)?
 Wenn man nicht genau weiss was die Ursache ist, dann probiert man es
 mit und ohne, d.h. WS282812 abklemmen, Signal am Pin messen, dann
 WS2812 verbinden (mit Dioden) und nochmals messen.
 Aber nein, stur behaupten dass etwas sich gleich verhält ist
 natürlich besser.

> 150R-300R Widerstand funktioniert nur bei 5V Signal

 ESP mit 150R und mehr als 2 Meter Kabel funktioniert einwandfrei.

 Aber du weisst das natürlich besser...

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Carsten schrieb:
> Schon seit Jahren sterben immer wieder LEDs in den Strips.

Wo?
Am Anfang, in der Mitte?
Wie hast du SI der ersten LED an den Controller angekoppelt. Da passiert 
der meiste Mist, der dann gerne zum Sterben der ersten WS2812 führt.

Carsten W. schrieb:
> IMG_9091-2.JPG
Das ist doch hoffentlich nicht alles?

von Carsten W. (Gast)


Lesenswert?

@Jörg,
die -0.5V sind mir beim Erstellen des Screenshots nicht aufgefallen. Die 
habe ich auch erst im nachhinein bemerkt.
@Oszi40:
Software schliesse ich aus, da am Eingang des Strips ja noch alle 
Datenpakete einwandfrei ankommen. Siehe allererster Screenshot.
Marc: ich habe die Diodenschaltung steckbar nachgerüstet. Sie war beim 
Auftreten des Fehlers angesteckt. Zum Test habe ich die Schaltung 
abgesteckt-> und der Defekt war noch immer da. Dann LEDs ausgetauscht. 
Strip hat wieder funktioniert. Mit und ohne Diodenschaltung.
@ Wolfgang: mir ist noch nie die erste LED abgeraucht.

Da der Strip jetzt repariert ist, kann da ja nix mehr gemessen werden.

von Carsten W. (Gast)


Lesenswert?

Und wer jetzt denkt, es wäre nur noch stochern im Nebel möglich:

Heute Nachmittag habe ich eine Schaltung aktiviert, die seit ca. 10 
Monaten keinen Saft gesehen hat. Und der LED Strip hat im 2. Drittel 
wieder eine defekte LED. GRRR - I am not amused.

Die Reparatur werde ich im neuen Jahr in Angriff nehmen.... - Carsten

von Michael U. (amiga)


Lesenswert?

Hallo,

Marc V. schrieb:
> ESP mit 150R und mehr als 2 Meter Kabel funktioniert einwandfrei.
>
>  Aber du weisst das natürlich besser...

ein paar aktuelle WS2812 Versionen haben mit 3,3V Pegel Probleme, selten 
am ESP8266, hier aber immer am ESP32.

@TO: ich würde den Stripe komplett ersetzen, siehe mein Beitrag vom 
29.12.2019 17:22 weiter oben. Habe ich inzwischen auch gemacht, sonst 
hast Du vermutlich einen Dauerjob.

Gruß aus Berlin
Michael

Beitrag #6091076 wurde vom Autor gelöscht.
von Jörg R. (solar77)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Carsten W. schrieb:
> @Jörg,
> die -0.5V sind mir beim Erstellen des Screenshots nicht aufgefallen. Die
> habe ich auch erst im nachhinein bemerkt.

Ich habe ja nun schon mehrfach nach der Stromversorgung gefragt. Ist die
i.O.? Wie sieht die Verdrahtung aus, vor allem die Führung von GND? Die
-0,5V waren nur grob geschätzt. Es sind aber wohl eher noch etwas
weniger, in Richtung -0,7V. Auf jeden Fall ist der Wert außerhalb der
Specs der WS2812B. Dem würde ich auf den Grund gehen.

Bei weiteren Messungen wäre es schön wenn a) der Tastkopf richtig
eingestellt ist und b) der Ideale Messbereich gewählt wird. Also 1V je
Kästchen. Dann kann der tatsächliche negative Wert auch präziser
abgelesen werden.

Anbei ein Auszug aus Deiner Messung. Ein Kästchen sind 2V, ein
Teilstrich in einem Kästchen sind 0,4V. Daher ist der negative Wert wohl
noch etwas kleiner als die zuerst angenommenen -0,5V.

von Jörg R. (solar77)



Lesenswert?

Carsten W. schrieb:
> @Jörg,
> die -0.5V sind mir beim Erstellen des Screenshots nicht aufgefallen. Die
> habe ich auch erst im nachhinein bemerkt.

Ich habe ja nun schon mehrfach nach der Stromversorgung gefragt. Ist die
i.O.? Wie sieht die Verdrahtung aus, vor allem die Führung von GND? Die
-0,5V waren nur grob geschätzt. Es sind aber wohl eher noch etwas
weniger, in Richtung -0,7V. Auf jeden Fall ist der Wert grenzwertig, 
sieht man in die Specs der WS2812B. Dem würde ich auf den Grund gehen.

Bei weiteren Messungen wäre es schön wenn a) der Tastkopf richtig
eingestellt ist und b) der ideale Messbereich gewählt wird. Also 1V je
Kästchen. Dann kann der tatsächliche negative Wert auch präziser
abgelesen werden.

Anbei ein Auszug aus Deiner Messung. Ein Kästchen sind 2V, ein
Teilstrich in einem Kästchen sind 0,4V. Daher ist der negative Wert wohl
noch etwas kleiner als die zuerst angenommenen -0,5V.

Interessant wäre auch das Datensignal (Oszibild) an weiteren Leds. Das 
Signal wird eigentlich von jeder Led neu generiert. Trotzdem wäre es 
interessant zu sehen wie es aussieht...bei einem intakten Stripe. 
Gleichzeitig auf einem anderen Kanal die Stromversorgung an den Leds 
messen.

: Bearbeitet durch User
von Forist (Gast)


Lesenswert?

Michael U. schrieb:
> ... siehe mein Beitrag vom 29.12.2019 17:22 weiter oben.

Dafür kannst du besser einen Link setzten, z.B. ganz einfach:
Michael U. schrieb:

von Eddy C. (chrisi)


Lesenswert?

Carsten,

In Deinem Aufbau sind doch im Prinzip drei Komponenten kombiniert:

Stromversorgung
Ansteuerplatine inkl. Mikrocontroller
LED-Stripe inkl. Anschlussleitung

Kannst Du bitte unter Angabe der Leitungslängen die Verdrahtung 
aufzeigen?

Sind in der Anordnung noch irgendwo hohe Ströme unterwegs? 
R/C-Modellbau?

von Pork (Gast)


Lesenswert?

Jörg R. schrieb:
> Ich habe ja nun schon mehrfach nach der Stromversorgung gefragt. Ist die
> i.O.?

Da er deine Frage schon mehrfach ignoriert hatte, musst du davon 
ausgehen dass es 1. uns nichts angeht und 2. es daran dann nicht drann 
liegen kann... :)

von Jörg R. (solar77)


Lesenswert?

Pork schrieb:
> Jörg R. schrieb:
>> Ich habe ja nun schon mehrfach nach der Stromversorgung gefragt. Ist die
>> i.O.?
>
> Da er deine Frage schon mehrfach ignoriert hatte, musst du davon
> ausgehen dass es 1. uns nichts angeht...

Doch, es geht die die helfen wollen schon etwas an. Zu denen gehörst Du 
allerdings nicht.


> ...und 2. es daran dann nicht drann liegen kann... :)

Woher nimmst du diese Erkenntnis?


Carsten W. schrieb:
> @Jörg,
> die -0.5V sind mir beim Erstellen des Screenshots nicht aufgefallen. Die
> habe ich auch erst im nachhinein bemerkt.

Es könnte an einem „schwebenden“ GND-Potential liegen, abhängig von der 
Stromaufnahme. Zu lange Leitung, zu dünn etc. Andererseits werden nur 
wenige Leds betrieben. 16 Stück können allerdings schon bis zu ca. 900mA 
benötigen, rein theoretisch.


Ich wünsche allen Usern ein gutes neues Jahr 2020?

: Bearbeitet durch User
von Carsten (Gast)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

Marc V. schrieb:
>> 150R-300R Widerstand funktioniert nur bei 5V Signal
>
>  ESP mit 150R und mehr als 2 Meter Kabel funktioniert einwandfrei.

mit Widerstand funktioniert das bei mir nicht. Habe da noch ein OsziShot 
gefunden. Die gerundeten Signale werden von dem Stip nicht mehr 
dekodiert. Ich habe daraufhin den Widerstand weggelassen. Und es hat 
funktioniert. Soviel mal zu wieder mal Wiederstand.

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


Lesenswert?

Carsten schrieb:
> gefunden. Die gerundeten Signale werden von dem Stip nicht mehr
> dekodiert. Ich habe daraufhin den Widerstand weggelassen. Und es hat
> funktioniert. Soviel mal zu wieder mal Wiederstand.

 Falls dein Oszi genau ist, bist du auch ohne Widerstand ausserhalb der
 Spezs, mit Widerstand erst recht.
 Soviel mal zu wieder mal funktioniert nicht.

: Bearbeitet durch User
von Markus M. (adrock)


Lesenswert?

...ja, die Strips wollen ein 5V "high" Signal (wenn sie mit 5V betrieben 
werden), kein 3.3V.

Es kann funktionieren mit 3.3V, muss aber nicht, da außerhalb der 
Spezifikation.

Der korrekte Weg für das Signal ist ein Level-Shifter auf 5V und ein 
Widerstand in Reihe zum Schutz der ersten LED.

Das negative Datensignal ist eigentlich nur zu erklären wenn zwischen 
der Logik und dem Strip noch ein Stück Kabel kommt wo ein 
Spannungsabfall entstehen kann und die Masse des Oszis beim Messen am 
Anfang des Strips hing.

Das Du die Masse Deiner Logik mit der des Strips verbunden hast setze 
ich mal voraus :-)

: Bearbeitet durch User
von Jörg R. (solar77)


Lesenswert?

Markus M. schrieb:
> Das negative Datensignal ist eigentlich nur zu erklären wenn zwischen
> der Logik und dem Strip noch ein Stück Kabel kommt wo ein
> Spannungsabfall entstehen kann und die Masse des Oszis beim Messen am
> Anfang des Strips hing.
>
> Das Du die Masse Deiner Logik mit der des Strips verbunden hast setze
> ich mal voraus :-)

Es wäre schön wenn der TO mal näher auf einige Kommentare eingeht. Das 
Posten der nahezu gleichen Screenshots hilft nicht wirklich weiter.

: Bearbeitet durch User
von Carsten W. (Gast)


Lesenswert?

Welche Fragen sind noch offen?
Leitungslänge < 150 mm Servokabel 3x 0.30 mm2 8 Leds auf dem Strip Max 
max Strom 8 x 3 x 20mA 480mA, brightness 127 50% sind 240 mA, ich 
benutze von den 50% wiederum nur 64,64,64 was wieder nur 1/4 ist das 
sind 80 mA. Ich benutz nur weiss beim STARTUP, sonst nur StdFarben 
64,0,0 0,64,0 0,0,64 max 64,64,0 0,64,64 64,0,64 als immer weniger als 
80 mA.

Gemessen habe ich direkt vor dem Strip. Keine weitere Kabellängen im 
Einsatz. Netzteil 5V 3A.

@ Mark: ja, ausserhalb der Specs. Also keine Garantie auf die Dinger. 
Hast Du mir die verkauft? Dieser Stripe hat super funktioniert, bis zum 
Ausfall. Und nach der Reparatur funktioniert er auch wieder, bloß nicht 
mit Widerstand. Da funktioniert er NICHT. Da est er dann ausserhalb der 
Specs ^ Specs.

Und dass Masse mit Masse verbunden ist und nicht mit Masse-WLanAdapter 
bereitgestellt wird denke ich, ist klar. Der Strip funktioniert 
grundsätzlich.

Ich habe diesen Thread eröffnet, um ein wenig tiefer in die defekten 
Strips einzutauchen. Nochmal über Schutzschaltungen nachzudenken. Ich 
denke ein zu niedriges Eingangssignal 3V bei anliegender 
Spannungsversorgung 5V werden den Strip nicht schädigen.

Ausserdem habe ich auch defekte Strips an Arduinos, die ein 5V Signal 
bereitstellen.

Wodurch gehen die Strips kaputt ESD? Mechanische Probleme bei der 
Alterung der „EPOXY-Giessharzschicht“ auf den LEDs? Kennt jemand einen 
Beitrag im Internet, der das erforscht?

Wenn Ihr jetzt noch offene Fragen habt, versuche ich diese zu 
beantworten.

von Jörg R. (solar77)


Lesenswert?

Carsten W. schrieb:
> Welche Fragen sind noch offen?

Beitrag "Re: WS2812 (b) sterben, gehen kaputt, funktionieren nicht mehr einwandfrei."


Carsten W. schrieb:
> Leitungslänge < 150 mm Servokabel 3x 0.30 mm2 8 Leds auf dem Strip Max
> max Strom 8 x 3 x 20mA 480mA, brightness 127 50% sind 240 mA, ich
> benutze von den 50% wiederum nur 64,64,64 was wieder nur 1/4 ist das
> sind 80 mA.

Die Werte die Du mit einem DMM misst sind Mittelwerte. Die Leds werden 
per PWM angesteuert. Daher fließen auch bei z.B. 50% Helligkeit 480mA, 
bei 16 Leds entsprechend mehr. Miss den Strom mal über einen Shunt mit 
einem Oszi.

von Carsten (Gast)


Lesenswert?

Danke Jörg, steht jetzt auf der ToDoListe ;o)

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.