WS2812 mit abweichendem Timing?

Mike Gast #6266115
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Ich habe ein kleines Programm zur Ansteuerung einesFarb-LED-Streifens 
geschrieben. Das Ding stammt vom Chinesen und enthält laut Beschreibung 
LEDs vom Typ WS2812B. Ich nutze den UART eines Pic32 zur Ansteuerung. 
Der UART ist auf eine Baudrate von 4 MBaud und auf 8bit + 1 Start- und 
Stopbit eingestellt. Jeweils 5 UART-Bits erzeugen 1 bit für die WS2812B. 
Pro Byte werden daher 2 Bits für die LEDs gesendet. Der Ausgang TX des 
UARTs ist über einen Transistor als Pegelwandler und Inverter mit DIN 
der ersten LED verbunden (s. Anhang).

Nun funktioniert das Ganze prima, wenn ich den LED-Streifen das erste 
Mal beschreibe. Sende ich unmittelbar danach einen zweiten Datenstring, 
kommen die Farben durcheinander und es leuchten LEDs auf, die gar nicht 
angesteuert wurden.
Interessanterweise lässt sich das Problem lösen, wenn ich die 
Reset-Pause zwischen zwei Schreibvorgängen von 50 auf 100µs erhöhe. Ich 
dachte zunächst, dass ich mich verrechnet habe, aber Nachmessen mit dem 
Oszilloskop zeigte, dass das Timing stimmt. Es sieht so aus, als dass 
die nach der 50µs-Pause gesendeten neuen Daten an die folgenden LEDs 
weitergereicht werden anstatt von der ersten LED "geschluckt" zu werden. 
Alles spricht dafür, dass 50µs nicht als Reset-Signal ausreichen.

In der Praxis ist das nicht allzu schlimm, denn es macht wenig Sinn, 
nach 50µs gleich wieder ein neues Farbmuster zu senden.

Kann es sein, dass hier LEDs mit abweichendem Timingverhalten verbaut 
wurden?
1
#define  SYS_FREQ 48000000 // 48 MHz

2
#define DELAY_US 50       // 50 us gap delay

3
void ws2812(unsigned int* grb, unsigned int numLeds) 

4
{

5
    unsigned int timer;

6
    unsigned int i,j;

7
    unsigned int ledColor;

8
//UART codes for bit pairs 00, 01, 10, 11

9
    const unsigned char ColorCode[4] = {0xEF,0x8F,0xEC,0x8C}; 

10
  

11
    while (BusyUART1()); //wait until previous write operation has terminated

12
    while ((ReadCoreTimer()-timer) < (SYS_FREQ/2000000UL)*DELAY_US); //delay 50µs

13


14
    for (i=0;i < numLeds;i++)

15
    {

16
        ledColor = grb[i];

17
        for (j=0;j<12;j++)

18
        {

19
           ledColor &= 0x00FFFFFF; //mask out last 24 bits

20
           ledColor <<=2 ;     //shift 2 bits

21


22
           while (BusyUART1());

23
           WriteUART1(ColorCode[ledColor>>24]); //send 2 bits to LED

24
        }

25
    }

26
    timer = ReadCoreTimer(); // beginning of 50µs reset period

27
}
Angehängte Dateien:
Antwort Zitieren Bearbeiten Thread verschieben Thread sperren Anmeldepflicht aktivieren Anpinnen Thread löschen Thread mit anderem zusammenführen Beitrag melden
Guest Gast #6266140
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Wenn ich mich nicht ganz irre ist die Reste Zeit doch mindestens 50us. 
Es würde mich jetzt nicht wirklich wundern wenn die 50us nicht 
zuverlässig funktionieren. Ich hab immer 60us genommen und nie Probleme.
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
Falk B. #6266162
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Mike schrieb:

> Pro Byte werden daher 2 Bits für die LEDs gesendet. Der Ausgang TX des
> UARTs ist über einen Transistor als Pegelwandler und Inverter mit DIN
> der ersten LED verbunden (s. Anhang).

Tu dir selber einen Gefallen und nimm einen RICHTIGEN Inverter, 
irgendein Gatter der HCT Serie. Dein Pegelwandler taugt nicht viel, auch 
wenn er hier anscheinend funktioniert.

> Alles spricht dafür, dass 50µs nicht als Reset-Signal ausreichen.

Es gibt viele dieser LEDs mit sehr unterschiedlichen Reset-Zeiten, 
einige sogar UNTER 5 (FÜNF) Mikrosekunden!

> Kann es sein, dass hier LEDs mit abweichendem Timingverhalten verbaut
> wurden?

JA!
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
c-hater Gast #6266175
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Mike schrieb:

> Alles spricht dafür, dass 50µs nicht als Reset-Signal ausreichen.

Bei originalen WS28xx genügen viel weniger als 50µs für den Latch. Das 
ist eher so bei 6µs.

> Kann es sein, dass hier LEDs mit abweichendem Timingverhalten verbaut
> wurden?

Würde ich nicht völlig ausschließen wollen, aber sehr viel verdächtiger 
ist ja wohl diese schräge Inverterstufe...

Hast du die mal simuliert? Was passiert, wenn du die mal durch ein 
schnödes Logik-Gatter ersetzt?
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
Mike Gast #6266327
Lesenswert?
• ▲
▼ 
c-hater schrieb:
> ... aber sehr viel verdächtiger ist ja wohl diese schräge Inverterstufe...
Was ist daran schräg? Es handelt sich um eine normale Emitterschaltung 
mit Schottky-Clamping. Die ansteigende Flanke hat damit etwa 40ns 
Anstiegszeit, die fallende ist etwas schneller. Allerdings ist mein 
Oszilloskop (Hameg 205-3) auch nicht das schnellste. An den Ausgängen 
der LEDs sieht es aber auch nicht viel anders aus.
> Was passiert, wenn du die mal durch ein schnödes Logik-Gatter ersetzt?

Kann ich mal probieren, irgendwo in der Bastelkiste müsste noch ein 
74LS00 o.ä. rumliegen. Ich glaube aber nicht, dass da das Pröblem liegt, 
denn mit 100µs Reset passt es ja. Wenn es an den Schaltflanken läge, 
würde es zuerst an den viel kürzeren Pulsen für T0H und T1L scheitern.
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
Mike Gast #6267466
Lesenswert?
• ▲
▼ 
Teo D. schrieb:
> Mike schrieb:
>> enthält laut Beschreibung
>> LEDs vom Typ WS2812B.
>
> Welche Version?!
> Gug mal V5:
> http://www.world-semi.com/DownLoadFile/108


Danke, das passt exakt zu meinen Messungen. 500ns, obwohl innerhalb der 
Spezifikation der Standard WS2812B werden definitv nicht als T0H erkannt

Am Ausgang der Dioden ist der T0H-Puls 250ns, T1H 500ns lang. Mit 250nS 
für T0H und 750nS für T1H bin ich auf jeden Fall auf der sicheren Seite. 
Den Reset Puls werde ich mal auf 300µs erhöhen.

Schön ist auch, dass jetzt V_IHmin bei 2.7V liegt. Da müsste man 
eigentlich auf den Pegelwandler von 3.3 auf 5V verzichten können. Die 
Invertierung des UART-Ausgangs läßt sich beim PIC32 per Software 
realisieren.
Antwort Zitieren Bearbeiten Löschen Beitrag melden
Thread beobachten

Antwort schreiben

Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt. Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten, für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Formatierung
  • [c]C-Code[/c]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] – Link zu einem Artikel
  • Verweis auf einen anderen Beitrag: Rechtsklick auf dessen Beitrags-ID (#8078628), „Adresse kopieren“, in den Text einfügen

Mehr zur Formatierung

Längeren Sourcecode als Anhang, nicht in den Text. JPG nur für Fotos und Scans; Zeichnungen und Screenshots als PNG oder GIF. Siehe Bildformate.

Dein Name und deine E-Mail-Adresse

Schon registriert? Anmelden

Wird nicht angezeigt. Wir schicken dir einen Link; sobald du damit bestätigst, erscheint dein Beitrag.

Mit dem Abschicken legst du einen kostenlosen Account an und erkennst die Nutzungsbedingungen und die Datenschutzerklärung an.