Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LED-Matrix aus WS2812B Streifen - Löten oder Stecken?


von Sebastian K. (sebastian_k201)


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Hallo zusammen,

ich plane den Bau einer LED-Matrix bestehend aus 10x LED Streifen mit je 
12 5V WS2812b RGB LEDs (insgesamt also 120 LEDs). Die Ansteuerung der 
LEDs übernimmt ein ESP32 D1 mini.

Da die Stromaufnahme mit 60mA pro LED, also insgesamt 60mA * 120 = 7,2 A 
(zzgl. Microcontroller), doch sehr hoch ausfällt, plane ich den Strom 
parallel und pro Streifen beidseitig einzuspeisen (siehe Schaltung im 
Anhang). Links und rechts soll jeweils eine Stromschiene (isoliertes 
Litzenkabel mit 1,5 mm2 Querschnitt) verlaufen und entsprechende 
Abzweige zu den Streifen gesetzt werden.

Bei den Abzweigen bin ich nun etwas ratlos, wie man diese am besten 
realisiert. Im Netz bin ich auf folgende Lösungen/Ideen gestoßen:

1.) Die Stromschiene an jedem Abzweigpunkt abisolieren oder ganz 
unterbrechen und den Abzweig anlöten (siehe 
https://www.ledstyles.de/content/index.php?attachment/28256-p1020653-jpg/)

oder 2.) An jeden Abzweigpunkt eine Verbindungsdose/Lüsterklemme setzen, 
die Kabel der Stromschiene und der Abzweige mit Aderendhülsen versehen 
und über die Dosen/Klemmen zusammenstecken/verschrauben (siehe 
https://stuckleistenstyropor.de/blog/led-streifen-parallelschaltung/)

Für die erste Lösung (Lösten) spricht meiner Meinung nach:
- hohe Stabilität (im Gegensatz zum Stecken/Schrauben keine/geringe 
Gefahr von Kontaktfehler/Korrossion)

Für die zweite Lösung spricht:
- Einzelne Streifen lassen sich leichter austauschen (z.B. bei einem 
Defekt)
- Der Leitungsquerschnitt der Litze wird durch das Crimpen weniger 
beeinträchtigt, als beim Löten

Gibt es hierzu Meinungen/Erfahrungen/weitere Ideen? Wie gesagt habe ich 
im Netz bis dato beide Lösungen gefunden, ohne jedoch daraus schlau zu 
werden, was wohl die bessere/stabilere Lösung ist.

Viele Grüße

Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Patrick L. (Firma: S-C-I DATA GbR) (pali64)


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Beachte aber die Flußrichtung deiner Signalleitung!

So wie es gezeichnet ist wäre die bei jedem 2 ten streifen verkehrt.

Sebastian K. schrieb:
> 1.) Die Stromschiene an jedem Abzweigpunkt abisolieren oder ganz
> unterbrechen und den Abzweig anlöten (siehe

Würde ich als die bessere Variante ansehen.
Durch das Löten wird Korrosion an der Litze verhindert und macht immer 
besseren Kontakt als Krimpen.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Sebastian K. schrieb:
> ich plane den Bau einer LED-Matrix bestehend aus 10x LED Streifen mit je
> 12 5V WS2812b RGB LEDs (insgesamt also 120 LEDs). Die Ansteuerung der
> LEDs übernimmt ein ESP32 D1 mini.

Hast du dir Gewissheit verschafft, dass der Revisionsstand deiner 
WS2812B der Rev.5 (oder höher) entspricht. Sonst brauchst du zwischen 
ESP32 und der ersten WS2812B noch einen Pegelwandler.

von Anita (Gast)


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von Sebastian K. (sebastian_k201)


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Vielen Dank für die Rückmeldungen!

Patrick L. schrieb:
> Beachte aber die Flußrichtung deiner Signalleitung!
>
> So wie es gezeichnet ist wäre die bei jedem 2 ten streifen verkehrt.

Die Flußrichtung habe ich auf dem Schirm. Das ist tatsächlich, aufgrund 
Copy & Paste, ein Fehler in der Zeichnung. Vielen Dank für den Hinweis! 
Wird mir beim Löten hoffentlich nicht passieren :-)

Wolfgang schrieb:
> Hast du dir Gewissheit verschafft, dass der Revisionsstand deiner
> WS2812B der Rev.5 (oder höher) entspricht. Sonst brauchst du zwischen
> ESP32 und der ersten WS2812B noch einen Pegelwandler.

Für die Ansteuerung ist ein 3.3V auf 5V Logikwandler (TXS0108E) 
eingeplant.

von Wolfgang (Gast)


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Sebastian K. schrieb:
> Für die Ansteuerung ist ein 3.3V auf 5V Logikwandler (TXS0108E)
> eingeplant.

Dann fehlt der noch in deinem Schaltplan ;-)

von Stefan F. (Gast)


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Sebastian K. schrieb:
> Da die Stromaufnahme mit ... 7,2 A, doch sehr hoch ausfällt,

Mache dir Gedanken darum, was mit der USB Buchse deines ESP Moduls 
passiert, wenn du dort einen PC angeschlossen hast während das große 
Netzteil der Lichterkette ausgeschaltet ist.

> plane ich den Strom parallel und pro Streifen beidseitig einzuspeisen

Ich habe einen ähnlichen Vorschlag: 
http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/Einstieg%20in%20die%20Elektronik%20mit%20Mikrocontrollern%20-%20Band%202.pdf#page=84

Bei "nur" 12 LED's pro Reihe ist es vermutlich wurscht, ob du es nach 
deinem oder nach meinem Vorschlag machst.

> Der Leitungsquerschnitt der Litze wird durch das
> Crimpen weniger beeinträchtigt, als beim Löten

Ich kann mir nicht vorstellen, wie der Querschnitt durch Löten geringer 
werden könnte. Abgesehen davon glaube kaum, dass die Unterschiede der 
beiden Montagearten einen nennenswerten Unterschied (für die 
elektrischen Eigenschaften) machen. Wichtiger ist der Querschnitt der 
langen Zuleitungen.

von Sebastian K. (sebastian_k201)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Mache dir Gedanken darum, was mit der USB Buchse deines ESP Moduls
> passiert, wenn du dort einen PC angeschlossen hast während das große
> Netzteil der Lichterkette ausgeschaltet ist.

Ist mir bewusst. In einem früheren Projekt habe ich einmal einen ESP 
durch eine ähnliche Aktion gegrillt.

An der Stelle noch ein wichtiger Hinweis, den ich bis dato unterschlagen 
habe: Die LED-Matrix soll final in einen Holzrahmen eingebettet werden, 
wobei Zuleitungen und Steuerung (Platine mit ESP) im Holz verschwinden 
(der Rahmen wird entsprechend ausgefräst). Die LED Streifen werden, 
zwecks Kühlung, auf eine nach hinten freiliegende Aluplatte geklebt 
werden. Die gesamte Front wird mit einer Milchglasplatte abgedeckt. 
Damit erübrigt sich die Problematik mit der USB-Buchse, da diese im 
Betrieb nicht mehr erreichbar ist. Gibt es aufgrund der Materialwahl 
Gründe die für oder gegen löten sprechen?

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ich habe einen ähnlichen Vorschlag:
> 
http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/Einstieg%20in%20die%20Elektronik%20mit%20Mikrocontrollern%20-%20Band%202.pdf#page=84
>
> Bei "nur" 12 LED's pro Reihe ist es vermutlich wurscht, ob du es nach
> deinem oder nach meinem Vorschlag machst.

Den Aspekt, GND für den ESP direkt an der ersten LED abzugreifen, hatte 
ich bis dato nicht auf dem Schirm, werde ich aber berücksichtigen. 
Vielen Dank für den Hinweis!

von Stefan F. (Gast)


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Sebastian K. schrieb:
> Gibt es aufgrund der Materialwahl
> Gründe die für oder gegen löten sprechen?

Nö, nicht aus meiner Sicht.

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