LED-Strip WS2811 Datenleitungslänge

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Hallo zusammen,

wie gerade in einem anderen Thread gebeten... :wink:
Ich denke, ich habe in der Summe einige Probleme, fange jetzt mal mit einer allgemeinen Beschreibung an :wink:

ich habe vor einiger Zeit mit einer LED-Schaltung herumprobiert, die leider nicht ganz so funktioniert hat, wie ich das wollte.
Der Code hat einigermaßen das getan, was ich wollte, die Hardware bereitet die größeren Probleme.
Leider bin ich in diesem Bereich nicht sonderlich versiert, und in Englisch nicht fit genug, um meine Probleme selbst zu lösen.

Ich habe ein PC-Netzteil (Be Quiet Pure Power 11) genau an der Stelle, wo auch Arduino und LED Strip Anfang sein sollen.
Daher habe ich gedacht, ich wäre klug, einen LED-Strip WS2811 (12V) zu kaufen, also von den 5V abzuweichen. (https://www.amazon.de/gp/product/B01CNL6LLA/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o02_s01?ie=UTF8&psc=1)

Testweise habe ich wie im Bild zu sehen aufgebaut.
Übergangsweise zum Test ich allerdings ein normales Netzteil für den Strip verwendet (https://www.amazon.de/gp/product/B075S1DKZF/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o02_s01?ie=UTF8&psc=1)
Da beim Starterkit ein 9V Block dabei war habe ich diesen für den Arduino verwendet als Stromversorgung.

Der Aufbau hat anfangs kurz gut funktioniert. Mein Programm hat alle 5 Sekunden eine neue Information gegeben. Dabei kam es immer wieder vor, dass ein Datenpaket fehlerhaft am Strip ankam, die Farben also für 5Sek überhaupt nicht gestimmt haben.
Je länger die Leitung zum Strip war desto weniger hat funktioniert. ab >30cm ging dann garnichtsmehr und der Strip hat nurnoch geblinkt und geflackert - auch unabhängig dieser 5 sek. Benötigt wären 1x ~50cm Leitung und 1x ~2m Leitung zum Strip.
Ich vermute, dass das Steuersignal zu schwach ist.

Nach einigen Versuchen ist mir dann vermutlich der Arduino abgeraucht und es hat garnichtsmehr funktioniert. Danach habe ich alles liegen lassen und 2 Jahre lang ignoriert.

Nun möchte ich das neu aufgreifen, und das notwendige neu einkaufen.
Bevor ich jetzt neu einakufe und vor dem gleiche Problem stehe meine Frage: lässt sich meine Idee mit den 12V irgendwie retten? Kann ich das PCnetzteil einbinden?

Die beiden 12V Strips die ich damals gekauft habe habe ich natürlich noch hier.
Lässt sich das für mich als Laien recyclen oder sollte ich besser auf 5V neu kaufen? Wie sollte die Schaltung aussehen, dass mir nicht noch ein Arduino abraucht?
Bin auch gerne bereit alles von vorne anzufangen und komplett neu zu kaufen, wenns anders einfacher wäre.

Vielen Dank vorab :slight_smile:
LG Simon

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Dass hier der Widerstand in der Datenleitung sinnvoll wäre habe ich mittlerweile bereits in Erfahrung gebracht.

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Du kannst erstmal testen ob der Blinkskech aus den Beispielen noch funktioniert.

Auch kannst du erklären, warum du denkst das er „abgeraucht“ ist.

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Hallo Plumps,

nachdem er abgeraucht ist hat er sich nicht mehr programmieren lassen (wurde am PC auch nichtmehr erkannt), hat keine Daten mehr ausgegeben und sobald der LED-Strip eine Spannungsversorgung hatte leuchtete am Arduino eine Kontrolleuchte (ich weiß leider nichtmehr welche, da die Schaltung aktuell nichtmehr aufgebaut ist)

Auch das ist leider 2 Jahre her und aus Erinnerung, da ich vor dem Neu einkaufen nochmal klären wollte, auf was ich achten sollte.

reicht diese Info?

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Natürlich. Du hättest ja auch durch andere Dinge zu deiner Schlussfolgerung gekommen sein, was nicht unbedingt so sein müsste. Daher die Nachfrage.

Was sagt den dein Uno, wenn du ihn allein, ohne alles, am PC über USB anschließt. Auch kein Lebenszeichen? (Diese Info konnte ich nicht rauslesen) Oder gibt es ihn schon nicht mehr?

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Ich bin gerade ziemlich überrascht.
Sowohl hochladen als auch das Blinkskech selbst funktioniert gerade ohne Probleme.

Ich werde mal versuchen, die Schaltung von vor 2 Jahren zu rekonstruieren. Dann kann ich auftretende Probleme sicherlich auch besser beschreiben.

Womöglich ist auch das LED-Band beschädigt worden und ich habe das falsch interpretiert.

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Das kann sein, daher meine Nachfrage.

Bevor du testest, zeige deinen Aufbau.

Datenleitung vom Uno zum Strip so kurz wie möglich. Und einen Widerstand dazwischen.

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er sollte 330 oder 470 Ohm sein.

Im Datenblatt des WS2811 werden Längen zwischen 2 LED von 10 m genannt. Darum glaube ich nicht daß 30 oder 50cm einen Unterschied machen.
"Any two point the distance more than 10m transmission signal without any increasecircuit."

Zu den 12V LED Streifen möchte ich zu bedenken geben daß hier immer 3 LED an einen WS2811 Controller angeschlossen sind und darum immer nur 3 LED gleichzeitig eine Farbe haben können. Um jedes LED individuel ansteuern zu konnen mußt Du 5V WS2812/WS2813 Streifen nehmen oder 12V streifen mit dem WS2815.

Wie lang / wieviele LED ist/hat der Streifen?
Ich tippe eher daß das Netzteil zu schwach ist und darum die Controller nicht richtig funktionieren.

Grüße Uwe

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Danke euch schonmal für die Antworten.

Ich habe jetzt die Schaltung versucht zu rekonstruieren. Siehe untenstehendes Bild.
Da ich keinen 470 Ohm Widerstand habe habe ich nach Uwes Antwort einen 330 Ohm eingebaut.

Vom "abrauchen" damals ist scheinbar nichtsmehr vorhanden. alles läuft so recht oder schlecht wie davor.

Der LED Strip ändert zwar offensichtlich immer dann, wenn ein Signal kommt seine Farbe, aber halt nicht so, wie er soll.

Zu bemerken wäre eventuell auch, dass die Weiße (GND) Leitung zwischen Strip und Netzteil extrem heiß wird. Kann mir kaum vorstellen, dass das so normal ist. war aber vor 2 Jahren auch schon so, weswegen die Steckplatte an diversen Stellen etwas angeschmort ist.

Dass immer 3 LED zusammenhängen weiß ich, stellt für da Projekt kein Problem dar. die beiden Strips die ich habe haben jeweils 5m, 60LED/m

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Ich hoffe, ihr köpft mich jetzt nicht für meinen Pfusch oder die tatsache, dass es kein Arduino-arduino ist... :sweat_smile:

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Stromberechnung:
2 x 5m x 60 LED *18,5mA / 3 = 3,7A

Ja, fast 4A durch einen 0,2mm^2 Kabel ergibt eine Heizung/Schmelzsicherung.
Auch diese 4A über die Steckplatine führen ist sportlich.

Mache den Test mal mit 3 Pixel/9LED ( es genügt wenn Du im Sketch auf 3 Pixel begrenzt)

Grüße Uwe

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und warum machts das nicht?
nur kurzer Auszug aus Datenblatt:
" +5V 15A
+12V1 28A
+12V2 20A "
Also Saft ohne Ende :wink:

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Ich hatte mit Adafruid gearbeitet und einen alten Code von mir wiederverwendet (der meiner Erinnerung nach auch schonmal funktioniert hat)
ich habe hier die "int NUMPIXELS" auf 3 gesetzt (soweit ich weiß sollte er dann nur die ersten 3 Pixel ansteuern)

Ergebnis:
es ist nicht genau reproduzierbar, es leuchten aber definitiv mehr als 3Pixel und es kommen anfangs schnell und später immer langsamer noch Pixel hinzu. Es stoppt meißt bei ca. 11Pixel (33 Led gesamt)
immer wieder flackern einzelne Pixel oder ändern kurzzeitig ihre Farbe.

Das Netzteil sollte mit angegebenen 3000mA Output zumindest diese Anzahl packen.

Edit: kleine Ungenauigkeit behoben.

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Als ich begonnen hatte, mit dem Arduino herumzuspielen hatte ich zwar bereits den Plan, dass dort das Computernetzteil hinsoll, allerdings war es noch nicht da.

Jetzt ist es etwas umständlich erreichbar (unter der Decke) weswegen ich das ganze gern erstmal so zum laufen bringen würde.

Und zu guter Letzt habe ich wieder da Problem, dass ich absoluter Laie bin und noch nicht weiß, wie ich das LED-Band an das Netzteil anstecken soll, weil die Stecker logischerweise nicht zusammenpassen.
Damit wollte ich mich später beschäftigen, wenn der Rest funktioniert. Es sei denn, ich sollte das direkt verwenden für weitere Tests.

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Der TO sprach auch von einem 12V 3A Switchingnetzteil.

Andererseits ist die Saftmenge unerheblich wenn Spannungsabfälle, Kontaktschwierigkeiten und Übergagswiderstände im Steckbrett die Versorgungsspanung versauen.

Grüße Uwe

[EDIT] Einige Rechtschreibfehler ausgebessert [/EDIT]

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Hier im Forum gab es schon mehrere Themen mit weiter auseinander liegenden Streifen, die Probleme machten. Bei Dir sieht das nach Störungen aus.

Die Streifen mit Daten und Takt in einem gemeinsamen Datenstrom, gerne auch als "clockless" also "taktlos" bezeichnet, sind empfindlich hinsichtlich Störungen aller Art. Daher werden kurze Leitungen empfohlen. Grundsätzliche Maßnahmen:

  • Verwendung einer gut stabilisierten Stromversorgung unter Berücksichtigung realer Kabeleigenschaften. Ein Stützkondensator nahe am Streifen ist besser als einer beim Netzteil.
  • Schirmung der Datenleitung, eventuell getrennt von der Stromversorgung.
  • Kammverlegung anstelle Ringen, weil Ringe Antennenspulen sind.
  • notfalls verteilte µCs, die per geschützem Bus (RS485, CAN-Bus usw.) miteinander kommunizieren.
  • LED-Streifen mit Takt und Daten getrennt sind leider selten und teurer, haben aber eine etwa zehnmal höhere Framerate und sind nicht ganz so störanfällig.

Was auf dem Schreibtisch noch gut funktioniert, kann an der Decke gruselig aussehen.

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Da will ich nochmal nachfragen. Uwe hat schon darauf hingewiesen, dass die Spannungsversorgung über so dünne Drähte (roter und weißer zur LED-Strippe) Sehr dünn sind. Dass diese Drähte zu heiß werden ist sonnenklar. Die werden nicht nur heiß, sondern die Spannung bricht auch ein. Also da kommen keine 12 Volt mehr am LED-Steifen an. Also unbedingt direkt von Netzteil zum LED-Streifen mit wesentlich dickeren Drähten fahren.

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In jedem Fall...

Und bei 5mtr gerne auch von hinten nochmal einspeisen.

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Für die Kabeldimensionierung sind 2 Überlegung notwendig:
Erwärmung durch die Verlustleistung der sich aus dem Leitungswiderstand und Strom ergibt
Spannungsabfall der sich aus dem Leitungswiderstand und Strom ergibt.

Für beides gibt es Formel und Onlinerechner.
Für den Leitungsquerschnitt (für Kabel in Rohren unter Putz) werden 7A pro mm^2 überschlagmäßig genommen. Es ist ein Unterschied ob der Kabel frei ausgelegt ist oder auf einer Kabeltrommen aufgewickelt ist.
Für Spannungsabfälle für 230VAC sind max 5% erlaubt. Für die LED-Strippen müssen die Grenzwerte des Kontrollers mit den LED genommen werden.

ZB an einem Meter 1 mm^2 Kupferkabel fallen bei 4A 0,14V ab

Du hast aber keine 1mm^2 weil der Netzteilkabel des 12V / 3A Netzteils kleiner ist. Deine Kabel sind noch dünner.

Wie bereits gesagt solltest Du die Versorgungsspannung an mehreren Punkten am Streifen einspeisen weil die Leiter im Streifen auch dünn sind.

Grüße Uwe

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Hallo zusammen,

danke allen für die Unterstützungsversuche.
Bitte verbessert, bzw. kommentiert gerne, wenn ich hier falsche oder unwahrscheinliche Vermutungen anstelle.

Die Leitungsquerschnitte der Stromversorgung wurden hier ja mehrfach thematisiert. Meinem Verständnis nach sollten die aber (insbesondere wenn nur die ersten paar Pixel angesteuert werden) nicht direkt für das Problem verantwortlich sein.
Kann ich damit warten bis ich entweder alles von vorne beginne, oder irgendwas läuft?

Tatsächlich stimmt ja mit den Daten irgendetwas nicht.
der Post, auf den ich daher in diesem Moment mal etwas genauer eingehen möchte ist der von agmue.

leider habe ich auf die Schnelle für alle Punkte nicht die Möglichkeit, das auf die Schnelle umzusetzen.

  • Stützkondensator habe ich hier nicht, müsste ich erstmal kaufen.
  • Schirmung der Datenleitung ist mittlerweile kaum mehr möglich, da ich inzwischen den Widerstand direkt im Arduino und im Dateninput des Strips stecken habe. Dementsprechend nicht viel Platz zum schirmen.
  • Kammverlegung: Was genau soll hier anders verlegt werden?
  • verteilte µCs spricht erstmal nicht viel dagegen. (mal abgesehen davon, dass ein Strip aufm Balkon, also draußen wäre - das ließe sich aber entsprechend verpacken.) Kommunikation untereinander wäre im Prinzip auch nicht nötig, da ich einfach nur in beide eine Uhr einbauen müsste.
    Allerdings läuft ja momentan nicht mal einer der Strips. das ist also wohl erst der übernächste Schritt...
  • Was bedeutet LED-Streifen mit Takt und Daten getrennt? WS2812? Soviel Zeit wie ich in das ganze mittlerweile investiert habe spielt Geld keine wesentliche Rolle mehr.

Meine Vermutung geht mittlerweile dahin, dass irgendwas kaputt ist. Ich gehe davon aus, dass meine Anwendung doch eher Standard ist? Ich vermute nicht, dass da standardmäßig jeder solche Kaliber auffahren muss, um das alles zum laufen zu bringen...
Sonst wäre ja auch im Internet oder den Foren mehr von solchen Problemen zu lesen

Nachdem überraschend oft bei egal welchem Programm mit egal wie vielen Pixeln auf beiden Strips die ersten 10 LED erstmal weiß sind könnte ich mir vorstellen, dass in dem Eingangs erwähntem "abgeraucht" irgendwas an den Strips doch kaputt gegangen ist.
(Bitte nicht lynchen dafür, dass ich das erst jetzt erwähne, aber ich habe ganz zu Beginn auch keinen Widerstand in der Datenleitung gehabt.)
Mir ist vor zwei Jahren beim Anstecken 2 mal die Sicherung geflogen, danach lief erstmal gar nichts mehr, woraufhin ich alles abgebaut habe.

Nun die eigentliche Frage:
Tu ich mir eventuell einen Gefallen, wenn ich doch nochmal von vorne beginne, das ganze mit 5V Strips versuche (was mir nach Recherchen mehr nach Standard wirkt)?

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Systematisches Vorgehen, Du hast das teilweise schon gemacht, tut Not.

Testaufbau mit Kabeln nicht länger als 30 cm, 12 V Netzteil am Streifen angeschlossen, Arduino an DIN, GND verbunden. Als Programm FirstLight.ino von FastLED.

Ein weißer Pixel sollte sich ohne Störungen den Streifen entlang bewegen. Tut er das?

  • ja: Du kannst mit den WS2811 weitermachen
  • nein: neuer Streifen

Ich habe hier APA102 hängen, die haben je eine Leitung für Takt und eine für Daten, wie man das von Schieberegistern kennt. Beim UNO kann man die SPI-Hardware zur Ansteuerung verwenden. Will man die ca. zehnmal höhere Framerate nutzen, braucht man schnellere µCs. APA102 Addressable LED Hookup Guide

Ich weiß nicht, was Du so drauf hast, aber ich würde

  • ESP32 nah am Streifen, mittels WLAN die Uhrzeit holen und ggf. eine Konfiguration der Animationen per HTML-Seite durchführen.
  • WS2815 mit 12 V und LEDs in Reihe, dadurch weniger Strom aber dennoch alle unabhängig.

Viele Wege führen nach Rom.

Eventuell kaufst Du Dir mal einen kurzen WS2815-Streifen und vergleichst mit Deinen WS2811.

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die ersten ca. 10 Pixel sind weiß, weitere ca. 20 blinken bunt. Rest tut nichts

Also hiermit beschlossen: ich mach neu :wink:

nix, und das ist ja das Problem.
Grundlegend technisches Verständnis hab ich, tu mir als Maschinenbauer aber bei Elektrotechnik und Informatik trotzdem recht schwer.
Leseverständnis insbesondere in Englisch mit vielen Unbekannten nur mäßig.

Um hier etwas Licht ins Dunkel zu bringen noch kurz beschrieben, was ich darstellen will. Ist nämlich weniger aufwändig, als es vielleicht bisher wirkte.
Ich möchte einen Farbwechsel-Modus, der sich abhängig zur Minute einstellt (volle Stunde =rot, 20 nach=grün, 20vor=blau, mit entsprechenden Übergängen). Also das, was die Farbwechsel der Baumarktdinger in 10sek durchwechseln auf eine Stunde ausgedehnt.

Dafür würde ich beim Anschalten einmal die Uhrzeit abfragen und dann den Farbwechsel entsprechend loslaufen lassen.
Dafür ist weder eine genaue Uhrzeit notwendig, (+-5min wären für mich völlig ok) noch eine schnelle Ansteuerung oder Wechsel der LED.
Einzelne Ansteuerung der Pixel will ich trotzdem haben, um einen Farbverlauf abbilden zu können und den Strip nicht komplett einfarbig zu haben. Sonst sind mir die reinen RGB-Farben etwas zu kräftig.

Der Unterschied zwischen ESP32 und Arduino Uno ist in meinem Fall quasi nur, dass der ESP32 Wifi direkt kann, was ich nur bräuchte, wenn ich die Uhrzeit über Wifi hole?
Ich hatte das mit so einem Arduino-Uhr-Modul versucht, das hat zumindest meistens geklappt. Darauf hab ich dann aber aufgrund andere Probleme keine weitere Aufmerksamkeit mehr gelegt.

Ich weiß nicht, ob es für mich geschickt ist, auf was anderes (ESP32) umzusteigen, nachdem ich mit dem was ich hatte zumindest anfangs mal kurz zurecht kam.
Oder bedient sich das so ähnlich, dass auch ein Anfänger damit zurecht kommt, bevor er gefrustet ist? Bietet das für mich dann überhaupt Vorteile?