WS2812 LEDs leuchten instabil

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Hallo,

ich habe eine Schrankbeleuchtung mit einem Streifen von 130 WS2812B LEDs gebaut.
Die Beleuchtung besteht im Prinzip aus 2 LED Streifen, wobei der erste Streifen wunderbar funktioniert und ab dem zweiten Streifen ein flackern vorhanden ist.

Gesteuert wird das Ganze über eine Box in dem sich ein ProMini und ein HC05 BluetoothModul befindet.

Die Box hat eine DC Buchse in welche der DC Anschluss des Netzteils gesteckt wird.

Nach außen hat die Box 2 Printstecker.
An den ersten Printstecker (4polig) wird die erste LED Leiste angesteckt.
Die 4 Leitungen sind GND, 5V, DatenIn und DatenOut.
Eine Leitung wird also genutzt um die Daten an die LED Leiste zu schicken und eine weitere Leitung führt die Daten der letzten LED wieder zurück zur Box.

Von dort aus werden die zurück geführten Daten aus Stecker 1 an den zweiten Printstecker überbrückt (3polig) und an den zweiten LEDstreifen übergeben.

Zuhause mit einem anderen Netzteil und direkt mit dem Arduino verbunden hatte die LEDleiste noch stabil funktioniert.
Für die Schrankbeleuchtung wurde sie in Teile geschnitten und verlötet.

Ich habe nachgemessen und das Netzteil liefert 5,43V, was ich ziemlich viel finde.
Ich hatte zwischenzeitig mal ein Arduino Nano-Clone verwendet und glaube das es dort stabil funktioniert hat. Das weiß ich allerdings nicht mehr sicher, weil als ich das nochmal nachprüfen wollte, habe ich aufgrund von Verpolung das Nano gebraten.

Das seltsame ist, dass die erste Leiste funktioniert und es ab der 2. Leiste flackert und blinkt.
Auch wenn ich die Kabellänge ab der Box für den 2. Stecker nur bei 10cm habe.

Zu Testzwecken habe ich mal an den ersten Anschluss der Box nur eine LED mit einer Kabellänge von 10cm angeschlossen und es dann zurückgeführt.
Es war stabil.

Die eigentliche Kabellänge der ersten Leiste ist etwa 1,5m.

Ich habe auch ein Universalnetzteil getestet, dass ich noch gefunden habe.
Dabei ist mir aufgefallen, das es komplett stabil läuft, wenn ich es etwas abgedunkelt auf 4,5V laufen lasse.
Leider liefert das Netzteil nur 1A und ich bräuchte maximal 7,8A, weshalb ich teste mit maximaler Helligkeit ausgelassen habe.
Wenn ich dieses Netzteil auf 5V einstelle (5,03V gemessen), tritt das gleiche Problem wie mit dem eigentlichen Netzteil auf.

Als mögliche Ursachen für das Flackern ab der 2. LEDLeiste habe ich:

  • zu langes/dünnes Kabel von Box zum ersten LEDstreifen hin und zurück.
  • zu instabiles Netzteil
  • zu instabile Datenübertragung vom ProMini bzw. schwammiger Quarz o.ä.

Kann mir jemand dieses Verhalten erklären und sagen, wie ich Abhilfe schaffen kann?
Ich bin zur Zeit am Bestimmungsort, weshalb ich leider weder meine anderen Arduinos, noch mein gutes Netzteil von zuhause griffbereit habe.

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Das kann vieles sein. Ohne detaillierte Bilder wird das nichts.

Wobei aber zu sagen ist, dass die Datenleitung zwischen den ICs nicht zu lang sein sollten. Das wird hier schon das erste Probleme sein. Habe die Erfahrung gemacht, das bereits 30cm Kabel zu lang sein kann.

Das Netzteil sollte für den Strom ausgelegt sein. Es zu versuchen mit einem Billignetzteil, was vermutlich nicht einmal den Strom liefern kann, ist grob fahrlässig -> Mögliche Brandgefahr.

Die Ledstreifen sollten alle 30 Leds erneut vom Netzteil gespeist werden.

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hi,

wie sieht es mit der verbindung von DOut des ersten stripes zurück zur box aus? wie lang ist es gesamt von der letzten led des ersten zum anfang des zweiten stripe?
sollten das mehr als 100cm sein, kann es da zu problemen kommen. abhilfe wären einzelne 2812er etwa alle 60-70cm. dort werden die signale immer wieder verstärkt. im sketch schaltest Du die dann blind, werden also immer nur mit 0,0,0 dunkelgehalten...

gruß stefan

EDIT: aha, bei stefan waren also schon 30cm zuviel. bei mir ging's bei einem meter ohne problem. ich hatte aber keine dünnen elektronik-käbelchen, sondern solche von einer auto-verkabelung (gibt jede menge abfälle am arbeitsplatz...).

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Wie speist Du die Versorgungsspannung ein?
Nur am Anfang oder alle 0,5m?
Grüße Uwe

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Ihr habt ja gestern Abend noch direkt geantwortet ihr Nachteulen ^^

Also das Netzteil ist für 10A ausgelegt und sollte daher von der Leistung her ausreichen.
Die LEDstreifen sind 30LEDs/m.

Es wird am Anfang einmal eingespeist. Die erste Leiste ist quasi von der 2. Leiste komplett abgetrennt und hat 28 LEDs.

Die zweite Leiste hat erneut am Anfang eine Verbindung zur Versorgungsspannung und nach 67 LEDs der zweiten Leiste ist noch eine Verbindung zum Netzteil. Hinter dieser Verbindung kommen noch 35 LEDs.

Es wird also an 3 Punkten Spannung eingespeist.
Zuhause hatte ich den kompletten 5m Streifen mit 150 LEDs stabil getestet mit einer Spannungsversorgung am Anfang und am Ende.

Das Kabel von der ersten Leiste zurück zur box ist etwa 1,30m
An der Box hatte ich dann wieder direkt eine LED angeschlossen (zum Testen).
Ich finde es vor allem eben merkwürdig, dass es (so meine ich das in Erinnerung zu haben) mit einem Nano klappte und auch bei 4,5V stabil läuft.

Der Kabelquerschnitt könnte aber ein weiteres Problem darstellen.
Verwendet wurde nämlich dieses hier.

Es ist dennoch merkwürdig.
Von der Box zur 2. Leiste ist das Kabel länger als zur ersten Leiste.
Wenn ich die erste Leiste durch ein LED direkt an der Box ersetze und das DOut zurück führe funktioniert auch alles sauber. Andersrum, wenn ich nur die erste Leiste leuchten lasse und an der Box eine LED habe, dann flackert die eine LED an der Box.

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hi,

wenn ich das richtig verstehe, ist die ursache doch die von uns beschriebene:

Wenn ich die erste Leiste durch ein LED direkt an der Box ersetze und das DOut zurück führe funktioniert auch alles sauber. Andersrum, wenn ich nur die erste Leiste leuchten lasse und an der Box eine LED habe, dann flackert die eine LED an der Box.

wenn Du leiste 1 durch eine LED ersetzt, dann gehst Du eben nicht 1,3 meter zurück, leiste 2 flackert deswegen nicht.
wenn Du leiste 1 dranhängen hast, flackert 2, egal ob eine oder viele LEDs.

es geht um die länge zwischen DOut einer beliebigen LED zu DIn der nächsten. von DOut von leiste 1 hast Du 1,3 meter plus verbindung zwischen den steckern plus kabellänge zwischen stecker 2 und DIn von leiste 2. das wird zuviel sein.

hänge einen halben meter nach DOut von leiste 1 eine einzelne 2812er rein, einen halben meter weiter noch eine einzelne. damit hast Du zwischen 2 LEDs nie mehr als 50cm. bei dünnen kabeln mach es noch enger...

gruß stefan

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Ich habe keine LEDs mehr übrig. Generell ist mein Baukasten gerade etwas begrenzt, weil ich eben nicht zuhause bin.

Ich habe aber zu LED leiste 1 mal AWG 20 kabel gezogen und nun läuft es viel stabiler.
Der Grund warum ich vorher verwundert war ist, dass das kabel von box zur leiste 2 etwa so lang ist, wie zur leiste 1.

Das einzige was jetzt noch instabil läuft ist beim RgenbogenEffekt (fade durch alle Farben).
Einzelne LEDs "blitzen" dann mal auf bzw. flackern teilweise und unregelmäßig.

Ich hab momentan keine Zeit mehr, daran zu basteln, würde aber gerne wissen was ihr meint, woran das liegt, damit ich es das nächste mal korrigieren kann.

Momentan wird Leiste 1 komplett über AWG 20 kabel versorgt. (28LEDs)

Leiste 2 bekommt dieses dünne Kabel am Anfang, dass ich bei der ersten Leiste ersetzt habe.
Leiste 2 hat insgesamt 102 LEDs.
Nach LED 67 wird erneut, allerdings hier mit AWG 20 kabel eingespeist.

Ich werde also das Kabel am Anfang von Leiste 2 durch AWG 20 ersetzen.
Habt ihr noch andere Ideen, was das teilweise flackern einzelner LEDs hervorrufen könnte?

Dann kann ich das nächste mal gleich genug mitnehmen um mehrere Fehlerquellen auszuschließen.

Ich danke euch!

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Mit AWG20 kann man in der EU/DE recht wenig anfangen. Das ist ein Amy Standard, der hier höchstens noch auf Flachbandkabeln zu finden ist. Was für ein Typ hat das Kabel? Ich gehe mal davon aus, dass es nichts anderes ist als flexible Stegleitungen. Gerade bei solchen Bussystemen solltest du für die Datenleitung ein geschirmtes Kabel nehmen. Das Aufblitzen wird von einem Überspechen auf die Leitung zu stande kommen.

Du kannst versuchen, an jeder Stelle, wo du neu einspeist, einen Kondensator zu setzen. einige 100µF.

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Bei dem AWG 20 Kabel handelt es sich um ein solches hier.

Das Kabel ist also wie von dir richtig vermutet nicht geschirmt.
Was für Kabel verwendet man denn üblicherweise für LEDs, das einen großen Querschnitt hat und zusätzlich geschirmt ist?

Was meinst du mit "Übersprechen"?
Induktionsströme?

Momentan habe ich nur an der DC-Buchse, bei der das Netzteil in die Box geht einen 600µF ElKo.
Sollten weitere ElKos erfolgversprechend sein, werde ich das nächste mal auch nen Set Kondensatoren mitnehmen.

Falls es in die Box passt, werde ich vielleicht auch das ProMini gegen ein Nano tauschen.
Irgendwie kam es mit in dem kurzen Test so vor, als ob das Nano stabiler laufen würde, als das ProMini... vielleicht kann jemand diese These ja bestätigen?

Ich bin jedenfalls schon mal froh, dass es jetzt ganz ok funktioniert.
Falls jemand noch allgemein Ideen oder einen Link zu einem top Kabel (mindestens 4 adrig) liefern kann, dann immer her damit :wink:

Liebe Grüße!

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Stolze Kabelpreise für Chinesische Ware.

Also für solche Anwendungszweckel würde ich, wenn möglich auf geschirmte Steuerleitungen (flexibel) zurückgreifen.

Da müsstest du dann mal bei deutschen Händlern schauen nach LiYCY 3 x 0.5mm². Ggf. je nach Strom auf mehr. Benötigte Werte kannst du aus einem Tabellenbuch oder ggf. im Netz suchen.

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Die Versorgungspannung braucht keine Abschirmung.

Der NANO bringt keinen Vorteil gegenüber dem Pro Mini in Punkto Stabilität. Vorausgesetzt es sind orginale und keine billigst-Nachbauten bei denen Zweifel an der Qualität der Halbleiter besetehen, weil sie einfach zu billig sind.

Grüße Uwe

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Das Kabel ist auf jeden Fall für das nächste Projekt gemerkt :wink:

Ich schreibe jetzt erst, weil ich weiß woran es lag:

  1. Die Kabelquerschnitte waren zu klein.
  2. Das Netzteil hat unbelastet eine zu hohe Spannung.

Ich habe jetzt die Kabel alle auf AWG20 Kabel umgeändert und die LEDs laufen bei großer Helligkeit absolut stabil.
Sobald es dunkler wird kommt leichtes Discofeeling auf.
Es ist zwar nur leicht, aber es wäre schöner, wenn das komplett stabil wäre.

Im unbelasteten Fall habe ich etwa 5,43V.
Bei großen Helligkeiten sind es etwa 5,09V.

Das Netzteil ist soweit geschlossen und auch nicht verstellbar.
Gibt es die Möglichkeit die Spannung auf einen etwas stabileren Wert um die 5V runter zu regeln/verbraten ?
Leider ist der Strom ja nicht konstant sodass ein einfacher aufbau über Widersände natürlich nicht geht.
Spannungswandler werden vermutlich die bis zu 10A nicht packen und außerdem wird die Differenz von nur 0,43V nicht ausreichen.

Irgendwelche praktisch einfach umsetzbaren und auch preislich vertretbaren Lösungsideen?

Ich danke euch! (mal wieder :smiley: )

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Nehm ein Netzteil, was eine Spannung auf konstant bei den Strömen halten kann. Das ganze kann aber auch immer noch an den zu dünnen Leitungen liegen -> Spannungsabfall.

Berechne mal den zu erwartenenden Spannungsabfall aus, so wie ich das sehe kommst du mit ~0.4V noch ganz glücklich weg. Dass das Netzteil im unbelasteten Fall (sowie vermutlich auch bei sehr schwach leuchtenden WS2812B) eine Spannung von 5,43V ausspuckt, ist schon fast wieder kritisch. Die Maximum Ratings für die Versorgungsspannung betragen 3,5V - 5,3V.

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Ich würde gerne das Netzteil etwas mehr in den unkritischen Bereich bringen.
Hast du (oder jemand anderes) eine Idee, wie ich die 0,43V (oder wenigstens 0,2V) verbraten kann?

Step-Down Schaltregler fällt vermutlich flach, weil die Spannungsdifferenz zu klein ist oder?
Spannungswandler werden dass gleiche Problem haben.
Ein Widerstand der im wenig belasteten Fall passt, wird im voll belasteten Fall (LEDs komplett weiß) einen zu großen Spannungsabfall verursachen oder verglühen...

Irgendwelche Ideen?

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Ist das Netzteil in den Toleranzen (5V)? Wenn Nein, versuch es beim Hersteller zu reklamieren, evtl. eine Nummer größer nehmen. Spannungsabfall liegt häufig an den Leitungen (Kupfer, oder doch nur verzinnte Leitungen). Des weiteren ein großer Knackpunkt ist die Zuleitung. Teste das ganze mal mit einer recht großzügig dimensionierten Leitunge. Irgwas um 1,5mm2+. Treten dann die Fehler immer noch auf?

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Hi Leon333,

Hast du (oder jemand anderes) eine Idee, wie ich die 0,43V (oder wenigstens 0,2V) verbraten kann?

Schottky Dioden haben eine Schwellenspannung von ca. 0,4 V.
Wenn du eine nimmst die den Strom kann, und ggf. auch kühlen kannst sollte es funktionieren.

Ein gutes Netzteil ist bei den Stripes wichtig, ich hatte schon den Fall das sich der Arduino aufhing und zwar immer dann wenn wenige Led's leuchten, wenn das Netzteil in Last ging weil mehr Led's leuchten keine Probleme mehr :smiling_imp:

Es gibt auch Schaltnetzteile mit einer Sensorleitung, diese wird dort angeschlossen wo du die Spannung genau sein soll.
Sinnvoll z.b. wenn lange Kabel dran sind und dicke Ströme fließen.

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Schottky Diode ist ne gute Idee...
Ich werd mich mal da einlesen.
Problem ist allerdings (falls ich eine finde die 10A packt) , dass ich relativ wenig plante habe und Kühlen nicht wirklich in Frage kommt.

Andere Idee:
Wäre es möglich das Netzteil zu öffnen (ist so ein Netzteil ähnliche wir bei Laptops) und da ggf. Nen Widerstand oder ähliches tausche um eine etwas niedrigere Spannung zu bekommen?

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Hochleistungs-Schottkydioden gibt es reichlich. Allerdings steigt da was ich so sehe die Flussspannung mit zunehmenden Strom deutlich an. Und zwar oft in den Bereich normaler Dioden. Da muss man aufpassen.

Die SB1540 wäre vielleicht eine Option:
http://diotec.com/tl_files/diotec/files/pdf/datasheets/sb1520

Gibt aber noch andere

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Also ich hab das Netzteil jetzt mal geöffnet.

Mir ist vor allem aufgefallen, dass R30 (auf der Rückseite oben rechts) nicht vorhanden ist.

Ich hab mal irgendwo gelesen, dass DC Netzteile die Ausgangsspannung nochmal zurück schleifen und vergleichen.
Dort habe ich auch gelesen, dass man die Ausgangsspannung nur durch ändern eines Widerstandes verändern kann.
Da ich gerade nicht zuhause bin, kann ich entsprechenden Link erst am Montag BZ.w Dienstag nachreichen.
Vielleicht wisst ihr aber mehr darüber.

Falls jemand etwas zu diesem Netzteil, dem fehlenden R30 bzw. den wichtigen Widerstand was sagen kann, wäre das top!
Falls ihr mehr Bilder oder bestimmte Messungen braucht, dann lasst es mich wissen...

LG
Phil

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Das Netzteilinnere macht ja einen sehr sicheren Eindruck (Ironie off). Nicht bestückte Bauteilaussparung sind meist absolut nichtssagen. Da sind dann die PCBs für mehre Varianten angefertig, oder aber es gab Anpassungen, ohne dass das Layout neu erstellt wurde. Ohne Link zum Datenblatt der Schaltung macht es keinen Sinn, über den Widerstand zu diskutieren. Bei Netzteilen aus Fernost sehe ich da eher schwarz, dass hier überhaupt etwas lesbar dokumentiert ist.