Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Fragen zu WL2812 LEDs


von Philipp G. (geiserp01)


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Hallo zusammen

Ich habe mir einen LED Strip bestellt bestückt mit WL2812 LEDs. Möchte 
damit ein bisschen experimentieren.

Ich gehe mal davon aus, die brauchen auch eine Konstantstromquelle oder 
übernimmt die Begrenzung netterweise der Driver intern?

Gibt es irgendwelche Vorgaben bezüglich der Leitungslänge? Kann man da 
20 LEDs an einem Stück betreiben, dann ein Meter Zuleitung dawischen, 
und danach erneut 20 LEDs? Wird das Signal jeweils neu aufbereitet oder 
werden mit zunehmender Länge die Flanken irgendwann dermassen krumm das 
Decodieren nicht mehr möglich ist?

Irgendwelche Vorgaben bezüglich Abschirmung? Twisted Pair?

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Philipp G. schrieb:
> Ich gehe mal davon aus, die brauchen auch eine Konstantstromquelle oder
> übernimmt die Begrenzung netterweise der Driver intern?
Nein, die brauchen nur 5V Versorgung. Und natürlich ein Datentelegramm 
zum Einstellen der Farbe und Helligkeit.

> Gibt es irgendwelche Vorgaben bezüglich der Leitungslänge? Kann man da
> 20 LEDs an einem Stück betreiben, dann ein Meter Zuleitung dawischen,
> und danach erneut 20 LEDs? Wird das Signal jeweils neu aufbereitet oder
> werden mit zunehmender Länge die Flanken irgendwann dermassen krumm das
> Decodieren nicht mehr möglich ist?
20 LEDs und dann 1m Kabel sollten keine Probleme bereiten. Natürlich 
schadet es nichts, wenn man die Datenleitung z.B. mit einer Masse 
verdrillt. Jede LED bereitet das Signal beim Weiterreichen wieder auf. 
Was man tun kann, ist vor der längeren Strecke am Ausgang einen 
Serienwiderstand mit 30Ω-50Ω verwenden.
Wichtig ist jedoch, dass die Versorgung ausreichend Querschnitt hat, 
denn 20 Stück mit maximaler Helligkeit benötigen 1.2A und die nächsten 
20 nochmals. Also lieber parallel zum Stripe dickere 
Versorgungsleitungen (VCC und GND) legen und beim nächsten Abschnitt 
nochmals einspeisen. Wobei ich schon einen Meter Stripe mit 60 LEDs ohne 
zusätzliche Maßnahmen problemlos betrieben habe.

von Stefan F. (Gast)


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von Falk B. (falk)


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HildeK schrieb:
> 20 LEDs und dann 1m Kabel sollten keine Probleme bereiten. Natürlich
> schadet es nichts, wenn man die Datenleitung z.B. mit einer Masse
> verdrillt. Jede LED bereitet das Signal beim Weiterreichen wieder auf.
> Was man tun kann, ist vor der längeren Strecke am Ausgang einen
> Serienwiderstand mit 30Ω-50Ω verwenden.

Das KANN man tun, MUSS man aber nicht. Denn die Dinger haben schon eine 
100R Serienterminierung eingebaut.

Beitrag "Re: Differnz-Signal für WS2812B"

> Wichtig ist jedoch, dass die Versorgung ausreichend Querschnitt hat,
> denn 20 Stück mit maximaler Helligkeit benötigen 1.2A und die nächsten
> 20 nochmals. Also lieber parallel zum Stripe dickere
> Versorgungsleitungen (VCC und GND) legen und beim nächsten Abschnitt
> nochmals einspeisen. Wobei ich schon einen Meter Stripe mit 60 LEDs ohne
> zusätzliche Maßnahmen problemlos betrieben habe.

Beitrag "Re: Frage zu IR-Remote+LED-Strips an AVR"

von Stefan F. (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Denn die Dinger (WS2812) haben schon eine 100R Serienterminierung eingebaut.

Ist das nicht am falschen Ende der Leitung? Ich denke, die 
Serienterminierung gehört an den Mikrocontroller (Signalquelle).

von HildeK (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Denn die Dinger haben schon eine
> 100R Serienterminierung eingebaut.
>
> Beitrag "Re: Differnz-Signal für WS2812B"

Danke, auch für den verlinkten Bericht. Den musste ich wohl damals 
übersehen haben und deshalb war mir auch nicht bekannt, dass diese 
Terminierung schon vorhanden ist.

Zur Versorgung: Ja, die zulässige Toleranz ist im DB angegeben. Meine 
Versuche, ob ein Streifen mit z.B. 5 LEDs mit reduzierter Helligkeit 
auch mit 3 AA-Zellen funktioniert, war erfolgreich. Bis runter auf 3V 
haben die mitgemacht (war ein Einzelstück für eine kleine Lichtshow für 
meinen Enkel). Scheint also nicht allzu kritisch zu sein.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ist das nicht am falschen Ende der Leitung? Ich denke, die
> Serienterminierung gehört an den Mikrocontroller (Signalquelle).

Schon, aber am Ausgang jeder LED kann ja durchaus auch eine sein. Da 
diese regenerieren, hat man wieder eine neue Quelle. Immer dann, wenn 
ein Streifen an einen zweiten abgesetzt angeschlossen wird, hilft das 
doch. Bei 1cm Abstand schadet es nicht, bei 1m Abstand hilft es.

von Stefan F. (Gast)


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>> Was man tun kann, ist vor der längeren Strecke am Ausgang einen
>> Serienwiderstand mit 30Ω-50Ω verwenden.

Falk B. schrieb:
> Denn die Dinger haben schon eine 100R Serienterminierung eingebaut.
> Beitrag "Re: Differnz-Signal für WS2812B"

Bin ich Begriffsstutzig, oder sagt der verlinkte Beitrag von dir genau 
das Gegenteil aus?

Falk B. schrieb:
> Ergo. Wenn man diese LEDs über lange Leitungen ansteuern will, sollte
> man seinem Digitalausgang auch eine Serienterminierung verpassen, um auf
> den Wellenwiderstand des Kabels zu kommen.

Ich denke der letzte Satz klärt es auf:
> Wer zu faul ist, nutzt eine zusätzliche LED als Treiber mit
> bereits eingebauter Serienterminierung.

Also haben die LEDs einen Widerstand an ihren Ausgang. Für eine lange 
Leitung zwischen Mikrocontroller und dem Eingang der ersten LED nützt 
das nichts.

von HildeK (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Also haben die LEDs einen Widerstand an ihren Ausgang. Für eine lange
> Leitung zwischen Mikrocontroller und der ersten LED nützt das nichts.

Laut Falks Messungen ja.
Für den Mikrocontrollerausgang musst du selber einen spendieren ...

von Stefan F. (Gast)


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HildeK schrieb:
> Für den Mikrocontrollerausgang musst du selber einen spendieren ...

Na dann sind wir uns ja einig. Hatte da wohl etwas missverstanden.

von Falk B. (falk)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Also haben die LEDs einen Widerstand an ihren Ausgang. Für eine lange
> Leitung zwischen Mikrocontroller und dem Eingang der ersten LED nützt
> das nichts.

Nö, aber es ging ja um die 1m zwischen LED-Abschnitten.

"Gibt es irgendwelche Vorgaben bezüglich der Leitungslänge? Kann man da
20 LEDs an einem Stück betreiben, dann ein Meter Zuleitung dawischen,
und danach erneut 20 LEDs?"

von Stefan F. (Gast)


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Falk B. schrieb:
> es ging ja um die 1m zwischen LED-Abschnitten.

Ah OK, jetzt hab ich's geschnallt.

von Philipp G. (geiserp01)


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Super danke Leute! Lese mir das alles durch.

von Philipp G. (geiserp01)


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Habe die heute in Betrieb genommen.

Eine Datenleitung.
Ein Widerstand.
Eine lib.
Ein Parameter..

und dermassen viel Funktionalität. Die Dinger sind ja absolut krass. 
Hell sind sie auch noch und verbrauchen kaum Strom.

Dagegen ist mein letztes RGB LED Projekt welches 30W an einem 
Festspannungsregler verbrät absolut stümperhaft. Überlegt euch mal wie 
das früher gewesen wäre sowas mit rein analogen Mitteln hinzubekommen.

@Stefan Erklär mir bitte wie ich den Widerstand sauber gerechnet 
bekomme. Ein DB habe ich nicht.

@Falk: Dein Beitrag bezüglich der Messung mit dem DSO der Anstiegszeit, 
1ns. Du siehst das problematisch kannst du mir sagen warum? Wegen 
Störungen auf den Leitungen?

: Bearbeitet durch User
von Stefan F. (Gast)


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Philipp G. schrieb:
> Erklär mir bitte wie ich den Widerstand sauber gerechnet
> bekomme. Ein DB habe ich nicht.

Steht in meinem PDF: Ich kann es dir nicht vorrechnen. Es hängt vom 
Wellenwiderstand des Kabels und dem Ausgangswiderstand des 
Mikrocontrollers ab. Beide sind unbekannt, also kann man es nicht 
ausrechnen.

Ich ermittle den Wert wie geschrieben durch Versuche mit einem 
Oszilloskop. Wenn du das nicht kannst, nimm einfach die genannten 51 
Ohm. Meistens klappt das Prima. Und oft klappt es sogar ohne Widerstand.

von Wolfgang (Gast)


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Philipp G. schrieb:
> Ich habe mir einen LED Strip bestellt bestückt mit WL2812 LEDs. Möchte
> damit ein bisschen experimentieren.

Du solltest dir Klarheit darüber verschaffen, was da für LEDs drauf 
sind.
Ab der WS2812B V5 haben sich lt. DS die Spezifikationen für die Pegel 
der ansteuernden Datensignale erheblich geändert. Da lohnt ein Blick ins 
Datenblatt.
https://www.tme.eu/Document/37f94e8eed0435a50244cd311122890b/WS2812B-V4.pdf
https://www.tme.eu/Document/64e8d425b90f84990264129a9679149c/WS2812B-V5.pdf

von pegelwendler (Gast)


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Philipp G. schrieb:
> Die Dinger sind ja absolut krass.

Wer sagt ihm, dass es noch die APA102, WS2813 und LC8812RBBW gibt?

von Wolfgang (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Wenn du das nicht kannst, nimm einfach die genannten 51 Ohm.

Wenn die genannten 51Ω funktionieren, tun es genauso gut die ungenannen 
47Ω - findet sich eher in der Bastelkiste.

von Andre G. (andgst01)


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Wolfgang schrieb:
> Stefan ⛄ F. schrieb:
>> Wenn du das nicht kannst, nimm einfach die genannten 51 Ohm.
>
> Wenn die genannten 51Ω funktionieren, tun es genauso gut die ungenannen
> 47Ω - findet sich eher in der Bastelkiste.

Oder 50 Ohm.

von Falk B. (falk)


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Philipp G. schrieb:
> @Falk: Dein Beitrag bezüglich der Messung mit dem DSO der Anstiegszeit,
> 1ns. Du siehst das problematisch kannst du mir sagen warum? Wegen
> Störungen auf den Leitungen?

Ja, weil bei so extrem kurzen Anstiegszeiten das Thema 
Wellenwiderstand schon bei sehr kurzen Leitungen von ca. 4cm akut 
wird! D.h. man muss bei deutlich längeren Leitungen auf eine saubere 
Signalführung mittels verdrillter Leitungen achten, sonst gibt es 
Probleme mit Signalverzerrungen und ggf. Funktionsfehlern.

von Philipp G. (geiserp01)


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Geht das bei längeren Leitungen auch mit Abschirmung, einseitig an Masse 
gelegt?

Oder alternativ könnte man ja eine ‘Fake LED’ als Repeater einbauen, 
welche die Flanken wieder gerade stellt.

Der Artikel mit dem Wellenwiderstand fand ich interessant, insbesondere 
das mit den 90 grad Ecken. Wird sowas auf einem Pc Mainboard 
berücksichtigt bei CPU Takten von über 4 GHz?

: Bearbeitet durch User
von Jana K. (jana-k)


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Philipp G. schrieb:
> Wird sowas auf einem Pc Mainboard
> berücksichtigt bei CPU Takten von über 4 GHz?

Das wird sogar bei deutlich geringeren Frequenzen beachtet. Und bei 
PC-Mainboards noch viel mehr. Hinzu kommt oftmals noch Delays, Filter, 
Anpassung durch verteilte Induktivitäten und Kapazitäten. Bei HF dann 
Mikrostreifenleitung auf der Platine.

von Philipp G. (geiserp)


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Ist interessant wieviel Schrott da im Netz rumgeistert. Da vertraue ich 
eher diesem Forum:
1
// Define which pins are connected with a 1-10M resistor.
2
3
4
#define PIXEL_PIN D2

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