Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LED Streifen SK6812 mit ESP8266 flackern bei Animationen


von Peter T. (peter_t312)


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Hallo Leute,

ich habe bei einem Kumpel 5 SK6812 RGBW LED-Streifen je 5 m installiert. 
Diese habe ich mit einem ESP8266 Mini und einem Taster angesteuert. Wenn 
ich den Taster drücke, fahren die LED-Streifen hoch (also es leuchten 
nacheinander alle LEDs auf, bis der Streifen komplett gefüllt ist). Bei 
langem Drücken werden die LEDs gedimmt, etc.
Das hat alles super funktioniert.

Jetzt wollte ich noch Animationen hinzufügen. Da diese bei jedem 
Streifen etwas unterschiedlich sein sollen und der eine ESP schon so an 
seine Grenzen kam, hat jeder Streifen seinen eigenen ESP bekommen. Die 
ESPs habe ich auf eine Platine gelötet und die Streifen angeschlossen. 
Die beiden 300W-Netzteile (etwas überdimensioniert, aber lieber mehr als 
zu wenig) habe ich, wie bei der ersten Version, so gelassen. GND von 
beiden Netzteilen und ESPs sind verbunden. Die LED-Streifen wurden von 
vorne und hinten mit Strom eingespeist.

Jetzt zu meinem Problem.
Wenn ich jetzt einen ESP und den dazugehörigen Streifen starte, klappt 
alles wunderbar. Bei zweien auch. Wenn ich jedoch drei oder alle fünf 
starte, fangen die Streifen manchmal und in unregelmäßigen Abständen an 
zu flackern. Bei einer festen Farbeinstellung passiert nichts, nur bei 
Animationen. Sogar beim Hochfahren der LEDs fängt es jetzt an zu 
flackern, obwohl das die gleiche Animation ist wie bei der ersten 
Version mit nur einem ESP. Die Farbe bei der Animation ist weiß, also 
nur die weiße LED von dem RGBW-Streifen. Also fließen dabei auch keine 
"großen" Ströme.

Ich habe zu Hause die Platine nochmal mit anderen LED-Streifen getestet 
und nur mit einem 20W-Netzteil. Da funktionierte alles. Deswegen habe 
ich diesen Fehler auch erst bei der Installation bei meinem Freund 
bemerkt.
Ich habe es auch schon mit nur einem Netzteil probiert, selbes Problem.
Wenn ich alle fünf Streifen an nur einen ESP anschließe, funktioniert 
alles.

Ich weiß einfach nicht mehr weiter und brauche eure Hilfe.
Vielen Dank für eure Antworten.

: Bearbeitet durch User
von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Ich wuerde mal nach dem Ausschlussverfahren vorgehen:
Es liegt sicher nicht daran, dass du viel zu viele Abblock-Cs verbaut 
hast.

Gruss
WK

von Helmut -. (dc3yc)


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Sind alle Massen miteinander verbunden? Laut 5V_plus_minus.png nicht.

von Peter T. (peter_t312)


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Ja, das habe ich vergessen.

von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


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Peter T. schrieb:
> Ja, das habe ich vergessen.

Vergessen... in der Zeichnung oder in der Realität?

von Peter T. (peter_t312)


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Ich habe es in der Zeichnung vergessen. In der Realität sind alle Massen 
verbunden außer der N von der Netzspannung.

von Εrnst B. (ernst)


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Wie sind die Steuer/Daten-leitungen verlegt und angeschlossen?
Flackert es auch, wenn 4 der ESPs statisch Farbe zeigen (ohne ständige 
Updates der LEDs, d.H. ohne Datenverkehr auf der Datenverindung) und nur 
einer eine Animation abspielt?

von Peter T. (peter_t312)


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Εrnst B. schrieb:
> Wie sind die Steuer/Daten-leitungen verlegt und angeschlossen?

Über eine J-Y(ST)Y 2x2x0,8 ungefähr einen halben Meter Leitungslänge 
zischen ESP und erster LED. Über die Adern sind Plus, Minus und die 
Daten angeschlossen. Jeder Streifen hat seine eigene Leitung.

> Flackert es auch, wenn 4 der ESPs statisch Farbe zeigen (ohne ständige
> Updates der LEDs, d.H. ohne Datenverkehr auf der Datenverindung) und nur
> einer eine Animation abspielt?

Habe ich nicht getestet.

von Jürgen (temp1234)


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Häufig hilft bei den LED Strips ein kleiner Serienwiderstand in der 
Datenleitung. Probier einfach mal ein paar Werte zwischen 10 und 200 Ohm 
durch.

von Gerald B. (gerald_b)


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Ein halber Meter Leitungslänge ist schon grenzwertig viel. Der ESP 
liefert 3,3V Logiksignale an seinen Ausgängen, da er ja nur 3,3V 
Versorgungsspannung hat. Die SK6812 arbeitet mit 5V und will auch 5V 
Logikpegel für einen stabilen Betrieb sehen.
Ohne Levelshifter und mit 50 cm Datenleitung brauchst du dich nicht 
wundern, das es ist, wie es ist. Und mit Levelshifter meine ich nicht 
die Lösung mit Transistor, womit man I2C hinfrickeln kann.
Hier brauchst du zum Einen Geschwindigkeit und zum Anderen Leistung, um 
die Leitung (Leitungskapazität) zu treiben.
Low LSR Elkos an Stripe Anfang und Ende (Richtwert 1000µ) zur Pufferung 
der Versorgungsspannung sind ebenfalls empfehlenswert.
Erst wenn du Pufferelkos und Levelshifter eingebaut hast, sehen wir 
weiter. Alles andere ist Lotterie

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Insgesamt hört sich das hier nach einem Potentialproblem/Masseproblem 
an.
Das erinnert mich an den Beitrag "WS2812b flackern / 3600 LED Matrix"

Lies mal den mal durch, da wurden auch alle Fehler gemacht, die man 
machen kann.

von Peter T. (peter_t312)


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Danke für die vielen und schnellen Antworten.

Trotzdem verstehe ich nicht, warum es bei 2 Streifen funktioniert und 
erst ab 3 Streifen die Probleme auftauchen bzw. warum es, wenn ich alle 
Streifen auf einen ESP lege, funktioniert.

Es dürfte doch dann generell nicht funktionieren, wenn ich das richtig 
verstehe?

von Björn S. (bjrn_s869)


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Peter T. schrieb:
> Es dürfte doch dann generell nicht funktionieren, wenn ich das richtig
> verstehe?

Nein.

Ganz wichtig, wenn man die Spezifikationen nicht einhält:
Es kann funktionieren, muss aber nicht unter allen Umständen.

von Gerald B. (gerald_b)


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Peter T. schrieb:
> Trotzdem verstehe ich nicht, warum es bei 2 Streifen funktioniert und
> erst ab 3 Streifen die Probleme auftauchen bzw. warum es, wenn ich alle
> Streifen auf einen ESP lege, funktioniert.

Zum Einen haben sowohl die Streifen, als auch die ESPs 
Fertigungstoleranzen, der Eine liefert 10 Millivolt mehr am Ausgang, die 
1. LED braucht ist vielleicht mit ein paar mV weniger...
Zum Anderen habe ich auch eine Art Aufschaukeln bei Testaufbauten 
beobachten können, wo erst wenige LEDs mit falschen Farben flackerten 
und das dann immer mehr wurden, bis schließlich alles flackerte.
Bei Lastwechseln springt die 5V Versorgung, dadurch machen dann noch 
mehr LEDs bei der Datenübermittlung Fehler usw.
Pufferelkos und Kabel mit genügend Querschnitt für die 
Spannungsversorgung wirken dem entgegen.

von Peter T. (peter_t312)


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Ok,
ich würde also jetzt 5 Kondensatoren kaufen und diese and die Streifen 
parallelklemmen. Welche Kapazitäten würde ihr empfehlen?

Ich hätte jetzt an ELKO, 1000µF, 6,3V gedacht.

: Bearbeitet durch User
von Εrnst B. (ernst)


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Gerald B. schrieb:
> Ohne Levelshifter und mit 50 cm Datenleitung brauchst du dich nicht
> wundern, das es ist, wie es ist.


Pegelwandler gibt's als SOT23-Krümel, sogar zwei-Kanalig...

Wobei der 74LVC2G17 im Schaltplan nicht 100%ig über alle 
Temperaturbereiche passt, war damals der Lieferbarkeit bei JLCPCB zum 
Bestücken geschuldet.

von Gerald B. (gerald_b)


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Bei 5 Meter ist es keinesfalls zuviel, auch an beiden Enden eien Elko zu 
setzen. Je nachdem, wieviele LEDs p. Meter verarbeitet sind, kann man 
ruhig auch nochmal in der Mitte einspeisen. Zumal, wenn man die 
Spannunsversorgungskabel eh parallel zum anderen Ende mitführt.
6,3V Spannungsfestigkeit kann man nehmen, 10V ist, was Langlebigkeit 
betrifft, die bessere Wahl.
Wobei hier sich der Ripple in Grenzen halten dürfte, darum sind hier 
ausnahmsweise auch 6,3V Ausführungen noch okay. In einem Schaltnetzteil 
sieht das ganz anders aus, da wären 6,3V Versionen für mich ein NoGo.
Achte auf low ESR, am besten Polymer-Elkos.
Ansonsten Markenware und keine Knallfrösche.

von Jürgen (temp1234)


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Εrnst B. schrieb:
> Pegelwandler gibt's als SOT23-Krümel, sogar zwei-Kanalig...

Ja, und auch die haben die Serienwiderstände am Ausgang.

von Gerald B. (gerald_b)


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Jürgen L. schrieb:
> Εrnst B. schrieb:
>> Pegelwandler gibt's als SOT23-Krümel, sogar zwei-Kanalig...
>
> Ja, und auch die haben die Serienwiderstände am Ausgang.

Bei 22 Ohm gehe ich eher von einer Strombegrenzung im Kurzschlussfall 
aus. Als Abschlusswiderstand / Leitungsterminierung ist eher rund das 5 
Fache davon üblich,  und das dann gegen Masse.

von Stefan F. (Gast)


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Schau dir mal meinen Artikel zum Thema an: 
http://stefanfrings.de/ws2812/index.html

Da wird aus die Problematik mit der Stromversorgung und Leitungsführung 
eingegangen, sowie auf die Widerstände in der Datenleitung.

Die SK6812 brauchen mehr als 3,4 V Signal, dein ESP liefert aber maximal 
3,3 V. Also gleiche Problematik wie bei den älteren WS2812. Auch darauf 
gehe ich in dem Artikel ein.

von Jürgen (temp1234)


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Gerald B. schrieb:
> Bei 22 Ohm gehe ich eher von einer Strombegrenzung im Kurzschlussfall
> aus. Als Abschlusswiderstand / Leitungsterminierung ist eher rund das 5
> Fache davon üblich,  und das dann gegen Masse.

Warum ist es immer nur so schwer einfach mal etwas zu Glauben was andere 
berichten die genau dieselbe Problematik durch haben und von ihren 
Erfahrungen berichten?
Passt das nicht in dein Weltbild?

von Gerald B. (gerald_b)


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Jürgen L. schrieb:
> Warum ist es immer nur so schwer einfach mal etwas zu Glauben was andere
> berichten die genau dieselbe Problematik durch haben und von ihren
> Erfahrungen berichten?
> Passt das nicht in dein Weltbild?

Jawoll, Herr Oberlehrer!
...du hast Recht, und ich meine Ruhe

von Sebastian W. (wangnick)


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Peter T. schrieb:
> Trotzdem verstehe ich nicht, warum es bei 2 Streifen funktioniert und
> erst ab 3 Streifen die Probleme auftauchen bzw. warum es, wenn ich alle
> Streifen auf einen ESP lege, funktioniert.

Bei den Strömen, die bei dir fließen, führen die Kabelwiderstände zu 
Spannungsabfällen. 300 weiße LEDs bedeuten eben trotzdem schon 3A pro 
Ende. Der Dateneingang der ersten LED ist aber immer auf den GND-Pegel 
an dieser LED bezogen. Du solltest also GND jedes ESP mit genau dem 
GND-Pegel der von diesem ESP gesteuerten LED versorgen, und zwar über 
eine separate Leitung vom Anfang des entsprechenden Streifens zurück zum 
ESP. Und da der ESP selbst auch bis zu 500mA verbraucht, sollte auch 
diese Leitung nicht zu dünn und nicht zu lang sein. Stefan hat das in 
seinem Artikel zum Thema noch schöner aufgedröselt.

Die Pegelwandlung ist dann noch ein separates Thema.

LG, Sebastian

: Bearbeitet durch User
von Peter T. (peter_t312)


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Hallo an alle,

erst einmal vielen Dank für all die Tipps und Antworten. Ich hätte nicht 
gedacht, dass das so schnell geht.

Ich habe jetzt bei jedem Datenausgang der ESPs einen 220-Ohm-Widerstand 
in Reihe gelötet, und seitdem funktioniert es. Die anderen Tipps lasse 
ich trotzdem nicht außer Acht und werde besonders bei weiteren Projekten 
daran denken. Durch eure Beiträge bin ich wieder ein Stück schlauer 
geworden und dafür bin ich sehr dankbar.

Mit freundlichen Grüßen
Peter

von Jürgen (temp1234)


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Gerald B. schrieb:
> Jawoll, Herr Oberlehrer!
> ...du hast Recht, und ich meine Ruhe

Wie du siehst war dein gesamter Beitrag zur Lösung des Problems gleich 
Null.
Was hat das Anbieten einer Erfahrungslösung mit Oberlehrer zu tun? Es 
wäre sicher Interessant auch zu verstehen warum der Serienwiderstand 
hilft, wenn dann aber Messen und Berichten. Raten und Dummschwatzen kann 
jeder.

Peter T. schrieb:
> Ich habe jetzt bei jedem Datenausgang der ESPs einen 220-Ohm-Widerstand
> in Reihe gelötet, und seitdem funktioniert es.

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