LED strip WS2812B funktioniert nicht mehr bei 5V von externem Netzteil

Hallo zusammen,

ich habe habe einen WS2812B LED Strip und möchte aus diesem in Verbindung mit einem Arduino Nano eine Lichteffekt-Lampe bauen.

Der LED-Streifen (60LEDs/m) kam als 5m-Rolle (300LEDs) und hat am Stück auch wunderbar funktioniert.
Als Test wurde hier das Beispielprogramm DemoReel100 aus der FastLED-Library verwendet, außerdem zunächst ein Computernetzteil als Spannungsquelle und zum Verkabeln ein Steckbrett.
Da ich nur 2,5m verwenden möchte, habe ich den Streifen mit meinem Bruder geteilt. Die erste Hälfte hat er, die zweite Hälfte ich.

Problem:

Komischerweise funktioniert seine Hälfte nach wie vor fehlerfrei, meine LEDs bleiben jedoch aus.
Habe an der Schnittstelle des LED-Streifens 3 Kabel angelötet und diese wie sonst auch korrekt verkabelt (s. Schaltplan), aber außer den Betriebs-LEDs am Arduino Nano (zum Test auch UNO) leuchtet nichts. :frowning:

Klemme ich aber das Netzteil ab und verbinde den Arduino Uno (angeschlossen an LEDs) mit dem PC, gehen die LEDs plötzlich an :o
(Habe hier um den USB-Port nicht zu sehr zu strapazieren im Programm nur die ersten 9 LEDs angesteuert, dachte 500mA max -> ca. 300mA Arduino + 9*20mA + Luft)

Sowohl der Arduino als auch der LED-Streifen funktionieren also und auch die Verkabelung passt!
Betreibe ich das Ganze jetzt jedoch wieder über ein externes Netzteil (egal ob Computernetzteil 5,17V 30A_max oder MicroUSB 5,39V 3A_max), tut sich wieder nix...

Hatte jemand schon mal das selbe Problem oder sonst eine Idee?

Danke und schöne Grüße

Vin am Nano ist falsch, 5 Volt musst du am 5 Volt Pin anschließen.
Und verwende einen 220 Ohm Widerstand in der Datenleitung.

HotSystems:
Vin am Nano ist falsch, 5 Volt musst du am 5 Volt Pin anschließen.
Und verwende einen 220 Ohm Widerstand in der Datenleitung.

Also daran liegt es nicht, wäre ja auch komisch, da es bei meinem Bruder ja genau so funktioniert!

Habs aber umgesteckt und getestet, doch wieder funktioniert es lediglich ohne netzteil, also wenn der Arduino auch als Stromquelle dient.

Edit:
Mit Widerstand in der Datenleitunbg funktionieren leider beide Ansteuerungen nicht.

TobzTob:
Also daran liegt es nicht, wäre ja auch komisch, da es bei meinem Bruder ja genau so funktioniert!

Habs aber umgesteckt und getestet, doch wieder funktioniert es lediglich ohne netzteil, also wenn der Arduino auch als Stromquelle dient.

In der Elektronik ist nichts komisch, alles hat einen Grund.

Dann zeig uns ein Foto deines Aufbaus.

Sind GND von Netzteil und Arduino verbunden?

agmue:
Sind GND von Netzteil und Arduino verbunden?

War auch mein erster Gedanke, aber lt. Schaltbild ist der verbunden.

Daher die Bitte nach einem Foto.

Edit:
Wackelkontakt im Steckbrett.

agmue:
Sind GND von Netzteil und Arduino verbunden?

Ja, ein gemeinsamer GND, daran liegts leider nicht. (Bild s. Anhang)

Habe aber folgendes gerade entdeckt:

  • Spannung am LED-Streifen bei Versorgung über Arduino 3,9V (leuchtet)
  • Spannung am LED-Streifen bei Versorgung über Netzteil 5,07V (dunkel)

Dafür jemand ne Erklärung?

Habe jetzt mal schnell 2 Dioden aus ner alten Fernsehplatine ausgelötet und in Reihe zwischen Spannungsversorgung und Netzteil gepackt, um von den 5V auf unter 4V zu kommen.
Jetzt funktioniert es über beide externen Netzteile, allerdings nur ohne Vorwiderstand in der Datenleitung...

Aufbau- bzw. Steckbrettfehler kann man also auch ausschließen.

Edit:
Habe jetzt auch mal den gesamten Streifen getestet und mit den 2 Dioden und ohne Vorwiderstand in der Datenleitung klappt alles wunderbar. Leider habe ich jetzt keine Infos zu den Dioden also keine Ahnung, ob die das auf Dauer mitmachen. Messe jetzt jedenfalls 3,6V am LED-Streifen.

Kann da beim Durchschneiden was kaputt gegangen sein, sodass er jetzt nur noch mit einer Spannung<4V betrieben werden kann?
Und würdet ihr das jetzt so betreiben und einfach 2 Dioden kaufen die 3-4A sicher mitmachen?

TobzTob:
Dafür jemand ne Erklärung?

Habe jetzt mal schnell 2 Dioden aus ner alten Fernsehplatine ausgelötet und in Reihe zwischen Spannungsversorgung und Netzteil gepackt, um von den 5V auf unter 4V zu kommen.
Jetzt funktioniert es über beide externen Netzteile, allerdings nur ohne Vorwiderstand in der Datenleitung...

Aufbau- bzw. Steckbrettfehler kann man also auch ausschließen.

Edit:
Habe jetzt auch mal den gesamten Streifen getestet und mit den 2 Dioden und ohne Vorwiderstand in der Datenleitung klappt alles wunderbar. Leider habe ich jetzt keine Infos zu den Dioden also keine Ahnung, ob die das auf Dauer mitmachen. Messe jetzt jedenfalls 3,6V am LED-Streifen.

Kann da beim Durchschneiden was kaputt gegangen sein, sodass er jetzt nur noch mit einer Spannung<4V betrieben werden kann?
Und würdet ihr das jetzt so betreiben und einfach 2 Dioden kaufen die 3-4A sicher mitmachen?

Bleibt jetzt die Frage, was sind das für Netzteile ?
Sind das geregelte ? Oder nur Trafos ?

Wenn die Dioden das aushalten, kein Problem.

Allerdings solltest du den Widerstand einbauen. Der schützt die erste Led wenn keine Betriebsspannung an den Leds anliegt.
Wie es aussieht, ist die erste schon dunkel, bzw. nicht in Betrieb.

Beim Durchtrennen kann nur an der ersten Led etwas kaputt gehen.

Das klingt alles sehr ominös. Ich tippe auf folgenden Effekt: Das externe Netzteil ist nicht ordentlich stabilisiert, die Spannung pulsiert und das geht dann in die große Spule (aufgewickelter LED Streifen)...

Wickel mal die Rolle ab, um das auszuschließen.

Wenn mit 5V vom Arduino gespeist wird, fließt da trotzdem ordentlich Strom, auch wenn die LEDs aus sind (der 2812 hat auch ohne leuchtende LED eine Stromaufnahme, welche sich summiert bei 300 LEDs). Das führt dann ggf. auch wieder zu pulsierend einbrechender Spannung.

Wenn dann die Eingangsspannung gesenkt wird, sinkt auch der Strom und die Versorgung ist wieder stabil genug.

Setzte mal einen fetten (vorgeladenen!) Elko parallel zur LED Versorgung.

P.S. WS2812 mit <5V zu betreiben, aber ein Datensignal mit 5V anzulegen, geht nicht lange gut. Früher oder später stirbt wenn Du Glück hast die erste LED und wenn Du Pech hast kaskadenartig der ganze Streifen. Ich habe beides schon erlebt.

Also: Ordentlich stabilierte 5V Spannungsquelle besorgen. Schutzwiderstand benutzen.

Nochwas, Steckbretter und diese dünnen Kabelchen sind grundsätzlich ungeeignet, da die Ströme drüberzuschicken, die auch nur 9 angeschaltete und 290 ausgeschaltete LEDs ziehen.

Uwe sagt "Arduino UNO, (...) können bei USB Versorgung ca 450mA liefern."

Da ist der Ruhestrom der WS2812 wahrscheinlich schon höher.

ca. 300mA Arduino + 9*20mA

Nee, 20-50 mA Arduino + 9 * 57 mA (bei weiß) + x * ca. 3 mA (immer). x=Anzahl Deiner WS2812.

HotSystems:
Bleibt jetzt die Frage, was sind das für Netzteile ?
Sind das geregelte ? Oder nur Trafos ?

Wenn die Dioden das aushalten, kein Problem.

Also das Computernetzteil sollte doch auf jeden Fall geregelt sein und bei dem anderen dachte ich das eigentlich auch, verwende es normalerweise an meinem Pi3, handelt sich um folgendes:
https://www.amazon.de/Aukru-Netzteil-Ladegeräte-Raspberry-3000mA/dp/B01566WOAG/ref=sr_1_1?s=ce-de&ie=UTF8&qid=1498592483&sr=1-1&keywords=aukru+5V+3A

HotSystems:
Allerdings solltest du den Widerstand einbauen. Der schützt die erste Led wenn keine Betriebsspannung an den Leds anliegt.
Wie es aussieht, ist die erste schon dunkel, bzw. nicht in Betrieb.

Beim Durchtrennen kann nur an der ersten Led etwas kaputt gehen.

Ja, den Schutzwiederstand in der Datenleitung würde ich aus diesem Grund echt gerne wieder einbauen, aber wie gesagt funktioniert es damit bei der niedrigen Spannung von 3,6V leider komischerweise nicht.

Die erste LED ist bewusst dunkel, sie lässt sich nicht mehr ansteuern, da beim Durchschneiden die Anschlusspins der ersten LED mit abgeschnitten wurden. Habe also ein Band mit 149LEDs.

Helmuth:
Das klingt alles sehr ominös. Ich tippe auf folgenden Effekt: Das externe Netzteil ist nicht ordentlich stabilisiert, die Spannung pulsiert und das geht dann in die große Spule (aufgewickelter LED Streifen)...

Wickel mal die Rolle ab, um das auszuschließen.

Wenn mit 5V vom Arduino gespeist wird, fließt da trotzdem ordentlich Strom, auch wenn die LEDs aus sind (der 2812 hat auch ohne leuchtende LED eine Stromaufnahme, welche sich summiert bei 300 LEDs). Das führt dann ggf. auch wieder zu pulsierend einbrechender Spannung.

Wenn dann die Eingangsspannung gesenkt wird, sinkt auch der Strom und die Versorgung ist wieder stabil genug.

Setzte mal einen fetten (vorgeladenen!) Elko parallel zur LED Versorgung.

Also auch das Abwickeln der Rolle bringt keine Veränderung, scheint als liege keine pulsierende Spannung vor. Aber soweit ich weiß ist der 5V-Anschluss an Computernetzteilen für gewöhnlich auch stabilisert, bei 12V wäre das was anderes.

Einen Elko habe ich jetzt leider nicht parat, müsste ich erst einen kaufen. Kaufempfehlung?

Helmuth:
P.S. WS2812 mit <5V zu betreiben, aber ein Datensignal mit 5V anzulegen, geht nicht lange gut. Früher oder später stirbt wenn Du Glück hast die erste LED und wenn Du Pech hast kaskadenartig der ganze Streifen. Ich habe beides schon erlebt.

Also: Ordentlich stabilierte 5V Spannungsquelle besorgen. Schutzwiderstand benutzen.

Nochwas, Steckbretter und diese dünnen Kabelchen sind grundsätzlich ungeeignet, da die Ströme drüberzuschicken, die auch nur 9 angeschaltete und 290 ausgeschaltete LEDs ziehen.

Uwe sagt "Arduino UNO, (...) können bei USB Versorgung ca 450mA liefern."

Da ist der Ruhestrom der WS2812 wahrscheinlich schon höher.

Nee, 20-50 mA Arduino + 9 * 57 mA (bei weiß) + x * ca. 3 mA (immer). x=Anzahl Deiner WS2812.

Ok, dass heißt du rätst von einem Betrieb mit den Dioden ab?

Also der Streifen besteht ja nur noch aus 150LEDs wovon eine vor der Ansteuerung sitzt, zudem reduzierte Helligkeit und nur in Farbe, kein Weiß.

Dass das Steckbrett und die dünnen Kabel keine optimale Anschlussmöglichkeit sind, ist mir bewusst, dachte aber bevor ich alles zusammenlöte und dann zur Fehlerbehebung wieder entlöten muss, teste ich erstmal kurz, siehe da prompt geht die Fehlersuche los.

Wie Helmuth schrieb: Sehr ominös.

Ich kann es nicht erklären, was da jetzt passiert.
Ich selbst, habe diesbezüglich noch nie Probleme gehabt.

Letzter Versuch:
Betreibe alles am externen Netzteil und entferne den USB-Stecker vom Uno.

Okay, das Problem ist jetzt klar:

Der Aufkleber auf dem Netzteil sagt, dass da eine pulsierende Gleichspannung rauskommt. Unbrauchbar.

Außerdem: 150 Leds * 60 mA = 9A. Netzteil 3A. Unbrauchbar.

Vergiss den Elko, tu Dir einen Gefallen und nimm soetwas.

Ok, dass heißt du rätst von einem Betrieb mit den Dioden ab?

Ja, ausdrücklich. Ich darf mich wiederholen:

WS2812 mit <5V zu betreiben, aber ein Datensignal mit 5V anzulegen, geht nicht lange gut.

Helmuth:
Okay, das Problem ist jetzt klar:

Der Aufkleber auf dem Netzteil sagt, dass da eine pulsierende Gleichspannung rauskommt. Unbrauchbar.

Bist du dir da sicher ?

Ich setze einige von den Netzteilen ein und kenne da kein Problem.
Es sind handelsübliche, getaktete Netzteile die für elektronische Geräte geeignet sind.

Die billigen, die ich kenne, schneiden einfach mit einer (!) Diode jede 2. Halbwelle ab...

Die besseren haben einen Brückengleichrichter und einen kleinen Elko zum Stabilisieren Glätten der Spannung. Wenn man da ein paar 100 mA rauszieht, geht das klar. Bei Vollast geht das nicht klar, weil die Restwelligkeit zu hoch ist.

Mit zusätzlichen 1000 µF kann man da vielleicht noch was reißen, aber eigentlich ist es Pfusch, LED Controllern derart zurechgebügelte Spannung anzubieten.

Helmuth:
Die billigen, die ich kenne, schneiden einfach mit einer (!) Diode jede 2. Halbwelle ab...

Die besseren haben einen Brückengleichrichter und einen kleinen Elko zum Stabilisieren. Wenn man da ein paar 100 mA fließen, geht das klar. Bei Vollast geht das nicht klar, weil die Restwelligkeit zu hoch ist.

Ja, ok. Da stimme ich dir zu.

Da ich nie das billigste nehme, mag das bei mir funktionieren. Auch mit größerem Strom für Leds.

Edit:
In jedem Fall ist das von dir gezeigte Netzteil für den TO die richtig Wahl.

@TobzTob: Häng ein Oszi ran und schau Dir die Spannung unter Last an. Gehe danach ein geeignetes LED Netzteil kaufen.

Wenn Du keinen Oszi zur Verfügung hast, dann kaufe gleich ein geeignetes LED Netzteil.

Helmuth:
Okay, das Problem ist jetzt klar:

Der Aufkleber auf dem Netzteil sagt, dass da eine pulsierende Gleichspannung rauskommt. Unbrauchbar.

Außerdem: 150 Leds * 60 mA = 9A. Netzteil 3A. Unbrauchbar.

Vergiss den Elko, tu Dir einen Gefallen und nimm soetwas.

Hm ok, dann werde ich es mal mit dem Netzteil mal versuchen.

Hatte ursprünglich, da rein rechnerisch ja 9A, auch ein 10A Netzteil geplant gehabt, allerdings wie ich dann bei der Hälfte die mein Bruder jetzt hat, den Strom unter Verwendung unseres Lichteffektprogramms gemessen habe, bin ich da nur auf 2,6A_max gekommen.
Dachte dann könnte ein 3A-Netzteil vielleicht doch reichen, auch wenn während der Messung dann die Spannung am LED-Streifen etwas geringer war und somit vermutlich auch der Strom, daher nahm ich dann neben dem Computernetzteil das vom Pi3 zur Hand.

Helmuth:
@TobzTob: Häng ein Oszi ran und schau Dir die Spannung unter Last an. Gehe danach ein geeignetes LED Netzteil kaufen.

Wenn Du keinen Oszi zur Verfügung hast, dann kaufe gleich ein geeignetes LED Netzteil.

Ja werd ich wohl nicht drum rum kommen, mal schauen ob ich irgendwie an ein Oszi rankomme, ansonsten werd ich wohl einfach ein neues Netzteil testen.

Danke an euch beide bis hierher, sobald es was neues gibt, melde ich mich wieder :wink:

TobzTob:
Danke an euch beide bis hierher, sobald es was neues gibt, melde ich mich wieder :wink:

Gerne und viel Erfolg weiterhin.

Hm ok, dann werde ich es mal mit dem Netzteil mal versuchen.

Vor dem Anschließen der LEDs Ausgangsspannung messen und ggf. auf 5,00 V einstellen.

...Strom unter Verwendung unseres Lichteffektprogramms gemessen habe, bin ich da nur auf 2,6A_max gekommen.

Und dann probiert man mal ein anderes Programm aus, zieht plötzlich deutlich mehr Strom, die Spannung bricht ein, die 5V am Datenpin bleiben aber und schon sind die LEDs am A****.

Habe ich alles hinter mir. :wink: Sei klug und lerne aus den Fehlern Anderer.

Gruß, H.

Helmuth:
Die besseren haben einen Brückengleichrichter und einen kleinen Elko zum Stabilisieren.

Ein Elko stabilisiert nichts. Er glättet.