Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik WS2812B mit 3.3V ansteuern


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von Dominik Z. (dommynik)


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Hey,
wisst ihr aus Erfahrung, ob der LED-Pixel WS2812B mit 3.3V (Daten) und 
5V (Versorgung) angesteuert werden kann? Warte sehnsüchtig auf die LEDs, 
und dachte mir, dass ich mit dem C2000-Launchpad über SPI (clk @ 2.4MHz, 
0 codiert als 1 0 0, 1 codiert als 1 1 0) die Kommunikation betreibe - 
bleibt das Problem mit den 3.3V. Einfache Logikgatter fehlen mir zur 
Pegelwandlung, deshalb die Idee mit dem direkten ansteuern.

Sobald ich Fortschritte gemacht habe, werde ich mich mal an der Wiki 
wenn möglich austoben, und für die Launchpads von TI kleine Anleitungen 
für die WS2812B schreiben :)

Grüße

von 4toTakoe (Gast)


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das Datenblatt sagt nein.

http://www.mikrocontroller.net/part/WS2812

VinH = 0,7*Vdd...also mindestens 3,5V für High-Pegel.

von Maxx (Gast)


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Funktioniert nicht.

> 0.7*Vcc -> >3.5V für Vih

von benwilliam (Gast)


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ok bei den WS2812B weis ich es nicht genau
bei den WS2811 mache ich das mit dem STM32F4 Discoery board und es 
funtkioniert ohne probleme :)

von Dominik Z. (dommynik)


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Hab das Datenblatt auch schon durchstudiert... Hätte ja sein können, 
dass es in der Praxis dann doch anders aussieht... Dann bleibt mir wohl 
nichts anderes übrig als ein Pegelwandler

von Michael .. (gismi)


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Das ganze habe ich auch schon versucht mit dem WS2812. Gibt nur Ärger 
und undefinierte Zustände.
Mit einem kleinem FET und einem Pullup auf 5V (glaube 47k waren es) lief 
dan alles stabil.

von Dominik Z. (dommynik)


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Gut, FETs habe ich hier grad keine, werde ich wohl irgendwo besorgen 
müssen. Danke!
Die LEDs kommen am Freitag soweit ich weiß, dann kann ich das mit dem 
3.3V mal ausprobieren.

von Ra (Gast)


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Michael .. schrieb:
> Mit einem kleinem FET und einem Pullup auf 5V (glaube 47k waren es) lief
> dan alles stabil.

Welchen FET hast du genutzt?

Ich versuche das gerade (Ausgangssignal muss invertiert werden) an 
WS2812B mit einem BSS123 und bei 1k werden die Pulse erkennbar (durch 
10k wird viel zu langsam entladen), aber es funktioniert immer noch 
nicht.
Besser klappt es, wenn ich das 3.3 V Signal direkt anlege.
Sobald die Versorgungsspannung der LEDs unter 5 V fällt, flackern die 
LEDs. Bei 5.1 V flackert nur die erste LED.

TIMING!
Beitrag "Re: WS2812 und WS2812b Qualitätsprobleme!"
Ich nutzte "ws2811_hs.asm" für MSP430 von Kevin Timmerman.
Mit verlängertem 1 Puls ist das Flackern weg und sie laufen sogar bei 
3.3 V stabil.
Offenbar hängt der interne Oszillator von der Betriebsspannung ab.

von Rene K. (xdraconix)


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Ich nutze auch ein STM32... Steuer die Daten mit 3V3 an, völlig 
Problemlos. Im Grunde muss ja bloß die erste LED das "aushalten", die 
restlichen werden ja von der vorherigen WS mit 5V angesteuert.

von Markus M. (adrock)


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Meine Erfahrung mit 3,3V Daten (auch STM32) ist, dass es funktioniert 
sofern die Leitung zwischen Controller und LEDs nicht allzu lang ist. 
Das wäre mir allerdings zu unsicher.

Ehe ich später Probleme bekomme, würde ich die paar Cent für ein Gatter, 
oder auch nur einen Transistor, investieren.

: Bearbeitet durch User
von aSma>> (Gast)


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Ein stink normaler Pullup <1.8k an 5V reicht aus.

von DraconiX (Gast)


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aSma>> schrieb:
> Ein stink normaler Pullup <1.8k an 5V reicht aus.

???

von Günter H. (gnter_h534)


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aSma>> schrieb:

> Ein stink normaler Pullup <1.8k an 5V reicht aus.

Zusätzlich; Den entsprechenden Ausgang des STM32 auf Open-Drain 
umstellen.

von aSma>> (Gast)


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Es geht auch push pull. Wenn der Ausgang nicht 5V tolerant ist, dann 
sollte man das Datenblatt aufsuchen, um den min. pull up Widerstand 
nicht zu unterschreiten.

von Normal so (Gast)


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Ok, ist ein alter Threads,
Aber falls über diesen jemand stolpert, es gibt auch einen einfachen 
Hack.

"Cheating At 5V WS2812 Control To Use 3.3V Data | Hackaday" 
https://hackaday.com/2017/01/20/cheating-at-5v-ws2812-control-to-use-a-3-3v-data-line/

von Falk B. (falk)


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Normal so schrieb:
> Ok, ist ein alter Threads,
> Aber falls über diesen jemand stolpert, es gibt auch einen einfachen
> Hack.

Murks^3. Das machen nicht mal die Russen so. Wenn schon tricksen, dann 
clever! Siehe Anhang! DAMIT bekommt man ~700mV mehr High Pegel und damit 
deutlich mehr Abstand zu den offiziellen 3,5V.

von Falk B. (falk)


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aSma>> schrieb:
> Es geht auch push pull.

Nö. Denn ein Push-Pull Ausgang begrenzt die Spannung auf VCC, denn die 
Ausgangs-MOSFETs sind in beide Richtungen leitfähig.

von Wolfgang (Gast)


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Normal so schrieb:
> Ok, ist ein alter Threads,
> Aber falls über diesen jemand stolpert, es gibt auch einen einfachen
> Hack.

Der Thread ist acht Jahre alt. Inzwischen hat sich einiges geändert, 
u.a. die WS2812B Revision.
Der minimale H-Pegel am Dateneingang beträgt laut Datenblatt 2.7V und 
man kann sie ohne irgendwelche Tricksereien mit 3.3V-Logik ansteuern.
Erstmal gilt es also festzustellen, um welche Chip Revision es sich 
handelt.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Wolfgang schrieb:
> Der minimale H-Pegel am Dateneingang beträgt laut Datenblatt 2.7V und
> man kann sie ohne irgendwelche Tricksereien mit 3.3V-Logik ansteuern.

Ja, nur leider sind viele Lichterketten noch mit der vorherigen Version 
des Chips bestückt. Wenn sich neben jedem LED Chip ein kleiner 
Kondensator befindet, hat man wahrscheinlich die alte Version.

Mein Schaltungsvorschlag mit einem Transistor in Basis-Schaltung ist auf 
Seite 83: 
http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/Einstieg%20in%20die%20Elektronik%20mit%20Mikrocontrollern%20-%20Band%202.pdf#page=83

: Bearbeitet durch User
von Christina A. (christina_a)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Wolfgang schrieb:
>> Der minimale H-Pegel am Dateneingang beträgt laut Datenblatt 2.7V und
>> man kann sie ohne irgendwelche Tricksereien mit 3.3V-Logik ansteuern.
>
> Ja, nur leider sind viele Lichterketten noch mit der vorherigen Version
> des Chips bestückt. Wenn sich neben jedem LED Chip ein kleiner
> Kondensator befindet, hat man wahrscheinlich die alte Version.
>
> Mein Schaltungsvorschlag mit einem Transistor in Basis-Schaltung ist auf
> Seite 83:
> 
http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/Einstieg%20in%20die%20Elektronik%20mit%20Mikrocontrollern%20-%20Band%202.pdf#page=83

Ahh perfekt...

Bin durch google schon auf die ESP Sachen von dir gestossen.. Haben mir 
sehr sehr sehr geholfen meine ESPs zu flashen...

Dann wird das wohl auch zu 100% funktionieren, oder? Dann übernehme ich 
das mal einfach... 1zu 1

von Christina A. (christina_a)


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Wolfgang schrieb:
> Der Thread ist acht Jahre alt. Inzwischen hat sich einiges geändert,
> u.a. die WS2812B Revision.
> Der minimale H-Pegel am Dateneingang beträgt laut Datenblatt 2.7V und
> man kann sie ohne irgendwelche Tricksereien mit 3.3V-Logik ansteuern.
> Erstmal gilt es also festzustellen, um welche Chip Revision es sich
> handelt.

Die alte.. ich habe vor Jahren davon tausende bei Alibaba gekauft.. 
jetzt ist es ja schon aliexpress.. da ich mit 3v3 probleme habe, und 5v 
nicht... wird es die alte version sein...

und ich schmeisse die rund 15k LEDs ja nicht weg

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Christina A. schrieb:
> Dann wird das wohl auch zu 100% funktionieren, oder?

Bei mir funktioniert es, aber ich habe ehrlich gesagt keine konkrete 
Anwendung für diese Lichterketten. Ist bei mir nur eine Spielerei auf 
dem tisch gewesen.

Das Thema wurde hier allerdings schon öfters diskutiert. Ich habe da 
gesammelte Erfahrungswerte anderer zusammen geführt.

von Joachim B. (jar)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ich habe da
> gesammelte Erfahrungswerte anderer zusammen geführt.

und zitiert oder nur geguttenbergt oder gegiffeyt?

von dummschwaetzer (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Wolfgang schrieb:
>> Der minimale H-Pegel am Dateneingang beträgt laut Datenblatt 2.7V und
>> man kann sie ohne irgendwelche Tricksereien mit 3.3V-Logik ansteuern.

Ich finde da nur Datenblätter mit den 0,7*VCC.
Hast du da mal einen Link für das Datenblatt mit den 2,7V?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Joachim B. schrieb:
> und zitiert oder nur geguttenbergt oder gegiffeyt?

Ich heiße Frings. Das ist alles nur gefringst, ejo ejo.

https://www.domradio.de/themen/erzbistum-koeln/2016-11-29/vor-70-jahren-gestattete-der-koelner-kardinal-das-fringsen

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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dummschwaetzer schrieb:
> Hast du da mal einen Link für das Datenblatt mit den 2,7V?

Ist doch oben in einem Anhang!
Beitrag "Re: WS2812B mit 3.3V ansteuern"

Außerdem findet man es mit Google indem ganz dumm nach "ws2812 v5 
datasheet" sucht. Gleich das erste Ergebnis. Man muss nur wissen, dass 
es die Version 5 ist.

: Bearbeitet durch User
von dummschwaetzer (Gast)


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Danke, aber da ist immer noch 0,7*VCC als Schwellwert.
Das kann mit 2,7V funktionieren, muß aber nicht!

von H. H. (hhinz)


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dummschwaetzer schrieb:
> Danke, aber da ist immer noch 0,7*VCC als Schwellwert.

Nein.


> Das kann mit 2,7V funktionieren, muß aber nicht!

Das muss!

von DoS (Gast)


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Bei mir laufen die WS2812 mit 3,3V Signalen und 5V Versorgung. Ich habe 
den Arduino Due und den Teensy 4.1 im Einsatz. Es mag sein, dass das 
außerhalb der Spec ist, aber die Spec sind ja "Garantiewerte". Die Kabel 
sind aber kurz.

von MaWin (Gast)


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DoS schrieb:
> Bei mir laufen die WS2812 mit 3,3V Signalen und 5V Versorgung. Ich
> habe den Arduino Due und den Teensy 4.1 im Einsatz. Es mag sein, dass
> das außerhalb der Spec ist, aber die Spec sind ja "Garantiewerte". Die
> Kabel sind aber kurz.

Du gehst also bei rot über eine Fussgängerampel und empfiehlst das auch 
Anderen.

Das Datenblatt sagt klar: es muss nicht funktionieren. Schaltungen die 
mal (ja nach Exemplar, Wochentag  oder Betriebsspannung) funktionieren 
und mal nicht sind ja immer ein Quell der Freude.

Da wird Elektronik doch gleich viel menschlicher. Aber sicher gehörst 
GERADE DU zu den Menschen, die bei gekaufter Elektronik eine 
Zufallsfunktion nicht akzeptieren würden.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Update für die Transistorschaltung.

Im Prinzip funktioniert die Zeichnung die ich weiter oben fotografiert 
habe. Allerdings hat mir das Ergebnis auf dem Ozilloskop nicht gefallen. 
Die angehängte Schaltung produziert erheblich bessere steigende Flanken.

Falls jemand die Transistorschaltung nachbauen möchte, dann bitte nach 
diesem neuen Plan hier. Als Transistor eignet sich jeder kleine NPN, zum 
Beispiel auch der BC548.

R4 soll Reflexionen in langen Leitungen reduzieren. Bei kurzen Leitungen 
kann er entfallen.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (hhinz)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Falls jemand die Transistorschaltung nachbauen möchte, dann bitte nach
> diesem neuen Plan hier.

Da fehlt noch ein kleiner Kondensator von der Basis nach GND! Und statt 
10kOhm besser 18kOhm.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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H. H. schrieb:
> Und statt 10kOhm besser 18kOhm.

Nee, ich habe das vorhin ausprobiert. Mit 10 kΩ sieht das Ausgangssignal 
perfekt aus, nämlich so:
1
     _________        _________
2
    |         |      |         |
3
    |         |      |         |
4
    |         |      |         | 
5
    |         |      |         |
6
    |         |      |         |
7
____|         |______|         |______

Wenn ich die Spannung an der Basis wie von dir empfohlen weiter erhöhe 
bekomme ich am Ausgang so eine komische Treppe:
1
         _____            _____
2
        |     |          |     |
3
     ___|     |       ___|     |
4
    |         |      |         | 
5
    |         |      |         |
6
    |         |      |         |
7
____|         |______|         |______

Das war auch das Problem meiner ursprünglichen Schaltung. Offenbar 
schaltet der Transistor nicht schnell genug ab. Wobei der Effekt beim 
BC337 etwas stärker ausgeprägt ist, als beim BC548.

Die erste Stufe war zwar schon knapp über 3,5V aber so gefiel mir das 
trotzdem nicht.

Ich denke den Kondensator kann man weg lassen weil schon auf der 
Lichterkette einer zwischen VCC und GND ist. Nur die neuen Lichterketten 
mit Version 5 haben (teilweise) keine Kondensatoren, aber die brauchen 
ja auch keinen Pegelwandler.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (hhinz)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ich denke den Kondensator kann man weg lassen weil schon auf der
> Lichterkette einer zwischen VCC und GND ist.

Nein, du hast dessen Funktion wohl nicht verstanden. Da reichen so 
100pF.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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H. H. schrieb:
> Nein, du hast dessen Funktion wohl nicht verstanden. Da reichen so
> 100pF.

Kann gut sein. Erkläre mal.

von Wolfgang (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Wenn ich die Spannung an der Basis wie von dir empfohlen weiter erhöhe
> bekomme ich am Ausgang so eine komische Treppe:

Wenn du die 100p einbaust, ist die Treppe weg und die Ausgangspulse 
werden etwa genauso lang, wie die Eingangspulse - da hat H.H. völlig 
Recht.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Wolfgang schrieb:
> Wenn du die 100p einbaust, ist die Treppe weg

Ah gut zu wissen.

Nun sind da aber doch schon eine Menge Bauteile zusammen gekommen. Da 
frage ich mich, ob diese handelsüblichen I²C Pegelwandler mit MOSFET 
nicht die bessere Wahl sind.

Ich habe leider keinen, sonst hätte ich es ausprobiert.

von Lötlackl *. (pappnase) Benutzerseite


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Ich werfe mal folgende Modifikation in den Raum.
Nachteil: Der L-Pegel erreicht nur noch 0,4V.

von Wolfgang (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Nun sind da aber doch schon eine Menge Bauteile zusammen gekommen.

Der Aufwand relativiert sich, wenn mehr als ein Dutzend WS2812 dran 
hängt ;-)

von Wolfgang (Gast)


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Lötlackl *. schrieb:
> Nachteil: Der L-Pegel erreicht nur noch 0,4V.

... und die fallenden Flanken kannst du vergessen.

von H. H. (hhinz)


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Lötlackl *. schrieb:
> Ich werfe mal folgende Modifikation in den Raum.
> Nachteil: Der L-Pegel erreicht nur noch 0,4V.

Und die Diode ist bei der Basisschaltung überflüssig.

von H. H. (hhinz)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Nein, du hast dessen Funktion wohl nicht verstanden. Da reichen so
>> 100pF.
>
> Kann gut sein. Erkläre mal.

Basisschaltung!

von Andre (Gast)


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Kann man äußerlich einen Unterschied zwischen WS2812b und WS2812b-V5 
erkennen? Oder muss man den Angaben der Händler vertrauen?
Gibt es Möglichkeiten zu testen, welche Version man hat?

von DoS (Gast)


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MaWin schrieb:
> DoS schrieb:
>
>> Bei mir laufen die WS2812 mit 3,3V Signalen und 5V Versorgung. Ich
>> habe den Arduino Due und den Teensy 4.1 im Einsatz. Es mag sein, dass
>> das außerhalb der Spec ist, aber die Spec sind ja "Garantiewerte". Die
>> Kabel sind aber kurz.
>
> Du gehst also bei rot über eine Fussgängerampel und empfiehlst das auch
> Anderen.
> Das Datenblatt sagt klar: es muss nicht funktionieren. Schaltungen die
> mal (ja nach Exemplar, Wochentag  oder Betriebsspannung) funktionieren
> und mal nicht sind ja immer ein Quell der Freude.
> Da wird Elektronik doch gleich viel menschlicher. Aber sicher gehörst
> GERADE DU zu den Menschen, die bei gekaufter Elektronik eine
> Zufallsfunktion nicht akzeptieren würden.

Schuldig im Sinne der Anklage Euer Ehren :-)

Wer ganz sicher gehen will, nimmt einen Teensy LC, der hat einen 
Pegelwandler an einem Pin, genau für die WS2812.
Wenn ich ein Produkt kaufe, besteht eine große Chance, dass es meinen 
Qualitätsanforderungen in Elektronik, Software oder auch Mechanik nicht 
entspricht.
Und jetzt? Wenn meine "Lightshow" einmal nicht funktionieren sollte, 
melde ich mich.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Nun mit Kondensator. Ist definitiv viel besser.

von Zefix (Gast)


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Dominik Z. schrieb:
> Hab das Datenblatt auch schon durchstudiert... Hätte ja sein
> können,
> dass es in der Praxis dann doch anders aussieht...

Tut es, aber das ist ziemlich ungünstig, weil das dann zum Glücksspiel 
wird. Das ist Kategorie "4h Fehlersuchspass" und "kuck mal, wenn ich den 
Mixer verwende werden die LED bunt".

Ich würd ein 74LVC1G17 überlegen, weil es gleichzeitig noch ein anderes 
Problem löst: Wenn die Versorgung der LED aus ist, der µC aber läuft, 
dann fließt viel Strom über die Datenleitung.
Nicht so toll. Die LVC-Serie hält das aus, damit ist das sauber.

von Zefix (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Nun mit Kondensator. Ist definitiv viel besser.

Bestimmt, aber die WS2812 haben ein ziemlich hartes Timing. Sicher, dass 
das mit einem BIP noch hinkommt?
Es GIBT schnelle BIP, aber...

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Zefix schrieb:
> Sicher, dass das mit einem BIP noch hinkommt?

Ja, funktioniert. Gemein ist, das das Timing mehrfach verändert wurde. 
In dem PDF habe ich geschrieben, mit welchem Zeiten es an allen Chip 
Versionen funktionieren sollte.

: Bearbeitet durch User
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Zefix schrieb:
> weil es gleichzeitig noch ein anderes
> Problem löst: Wenn die Versorgung der LED aus ist, der µC aber läuft,
> dann fließt viel Strom über die Datenleitung.
> Nicht so toll. Die LVC-Serie hält das aus, damit ist das sauber.

Dieses "Problem" löst die Transistorschaltung ebenfalls.

Schön dass man den 74LVC1G17 inzwischen als Privatkunde beim 
Einzelhändler kaufen kann.

: Bearbeitet durch User
von Zefix (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Dieses "Problem" löst die Transistorschaltung ebenfalls.

Das "" ist keine gute Idee.

Ich kenne einen Fall, wo das sehr teuer war, weil ein gewissen 
Entwickler bei UART_TX aus das "Problem" vergessen hat. Hat dann in der 
Folge komische "Softwareprobleme" verursacht, bei denen man lange Zeit 
benötigt hat sie zu lokalisieren.
Arbeitszeit im Wert von tausenden Euros für ein "", und die Hardware im 
Feld musste auch ausgetauscht werden. Bei hunderten Kunden. Zum Glück 
ist das schnell aufgefallen.

Und darum ist ein hemdsärmliges "" nicht gut, und schlechte Praktiken 
sollte man sich gar nicht erst angewöhnen.
Mindestens ein Serienwiderstand MUSS sein.

von Joachim B. (jar)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Update für die Transistorschaltung.

wo hast du denn den 50 Ohm geklaut?
Warum geht 56 Ohm E12 Reihe nicht oder 51 Ohm aus einer E24 oder besser 
bis E192 Reihe?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Ich habe "Problem" in Anführungsstriche geschrieben, weil es kein 
Problem ist, wenn man daran denkt und die Schaltung richtig aufbaut.

Das mindestens ein Widerstand zwischen Lichterkette und Mikrocontroller 
gehört, hat sich sogar in der Arduino Welt herum gesprochen.

: Bearbeitet durch User
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Joachim B. schrieb:
> wo hast du denn den 50 Ohm geklaut?

Die stehen da wie gesagt nur als grober Anhaltswert. Man soll den Wert 
passend zur Leitung und dem Ausgangswiderstand des Mikrocontrollers 
wählen.

von HildeK (Gast)


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Zefix schrieb:
> Stefan ⛄ F. schrieb:
>> Nun mit Kondensator. Ist definitiv viel besser.
>
> Bestimmt, aber die WS2812 haben ein ziemlich hartes Timing. Sicher, dass
> das mit einem BIP noch hinkommt?

Ja, sicher. Der Kondensator hält in der Basisschaltung die Basis ruhig. 
An der schnellen Schaltzeit ändert sich da nichts. Die Funktion wird 
tatsächlich dadurch besser.

von Joachim B. (jar)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Joachim B. schrieb:
>> wo hast du denn den 50 Ohm geklaut?
>
> Die stehen da wie gesagt nur als grober Anhaltswert.

und da hätte es kein 56 Ohm als grober Anhaltswert getan?

Ich denke du schreibst für die Unerfahrenden das die einen Leitfaden 
bekommen, da macht sich eine 50 Ohm Nennung doch ungünstig!

dann noch

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Man soll den Wert
> passend zur Leitung und dem Ausgangswiderstand des Mikrocontrollers
> wählen.

das macht es nicht besser!

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Wie hoch ist eigentlich der Ausgangswiderstand eines typischen AVR bei 
3,3 V? Ich habe dazu keine Infos gefunden.

Mit einer einfachen DC Messung kann man das vermutlich nicht heraus 
finden, oder doch?

von Joachim B. (jar)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Mit einer einfachen DC Messung kann man das vermutlich nicht heraus
> finden, oder doch?

hast du als Elektroniker nie gelernt den Ri zu ermitteln?
Bist du wirklich Elektroniker wie du immer behauptest?

U0 messen
U mit I < Iabgebrannt messen (also nach Datenblatt für einen Pin am AVR 
<20mA)

Damit hast du doch (U0-Ulast)/I = Ri

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Joachim B. schrieb:
> hast du als Elektroniker nie gelernt den Ri zu ermitteln?

Die von dir genannte Methode kenne ich, aber ich fürchte dass es nicht 
so einfach ist. Denn der Ausgang ist nicht ein simpler Widerstand und 
bei hohen Frequenzen sieht die Sache vermutlich doch noch etwas anders 
aus, als bei statischen Spannungen.

Sink @3V: 0,6V / 18mA = 33Ω
Source @3V: (3,3V - 2,3V) / 18mA = 55Ω

Das sind schon zwei unterschiedliche Werte, wie rechne ich damit die 
Serien-Terminierung aus?

: Bearbeitet durch User
von HildeK (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Das sind schon zwei unterschiedliche Werte, wie rechne ich damit die
> Serien-Terminierung aus?

Dann bestimme das doch einfach so:
- schließe eine (etwas längere) Leitung bekannten Wellenwiderstands an 
den Ausgang an
- Pulse auf den Ausgang geben, die Frequenzabhängigkeit ist durch die 
Flankensteilheit gegeben; die Pulsperiode ist egal. Also nicht von der 
Signalfrequenz abhängig!
- Mit einem (schnellen) Skope am Ende der Leitung die Pulse messen und 
den Serienwiderstand variieren. Da wo das Signal die beste Rechteckform 
hat, keine Treppen und keine Überschwinger, da bist du auf dem richtigen 
Wert.

Ich nehme normalerweise irgendwas um die 30Ω zur Serienterminierung. 
Einmal, bei einem sehr schnellen und kräftigen Taktverteiler, waren 36Ω 
der bessere Wert. Ich vermute mal, du wirst wenig Unterschiede sehen 
zwischen 24Ω und 36Ω. Das ist erfahrungsgemäß recht unkritisch, aber 
eben um ein vielfaches besser als ohne Serien-R.

von Wolfgang (Gast)


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Zefix schrieb:
> Stefan ⛄ F. schrieb:
>> Nun mit Kondensator. Ist definitiv viel besser.
> Bestimmt, aber die WS2812 haben ein ziemlich hartes Timing.

Nicht so hart, dass es durch die 4ns Abweichung in der Pulslänge 
durcheinander gebracht wird. Hast du dir den Einfluss des Kondensators 
überhaupt mal angesehen?

> Sicher, dass das mit einem BIP noch hinkommt?

Was auch immer du mit BIP meinst?
https://de.wikipedia.org/wiki/BIP_(Begriffskl%C3%A4rung)

von Wolfgang (Gast)



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Wolfgang schrieb:
> Pegelwandler_3V3-5V.png

Die obige Simulation war mit dem anscheinen fehlerhaften LTSpice Modell 
vom BC547B gerechnet.
s.a. Beitrag "Re: 3V3 to 5V LevelShifter"

Mit dem BC847B entspricht das Signal eher dem Oszi-Bild von Stefan.
Hier also noch mal beide Varianten direkt nebeneinander

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Wenn ich die Spannung an der Basis wie von dir empfohlen weiter erhöhe
> bekomme ich am Ausgang so eine komische Treppe:

von Joachim B. (jar)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Joachim B. schrieb:
>> hast du als Elektroniker nie gelernt den Ri zu ermitteln?
>
> Die von dir genannte Methode kenne ich, aber ich fürchte dass es nicht
> so einfach ist

und ich befürchte du verwechselst Widerstand mit Impedanz weil:

Stefan ⛄ F. schrieb:
> bei hohen Frequenzen

was interessiert die Frequenz wenn du nach Innenwiderstand fragst und 
nicht nach Innenimpedanz?

: Bearbeitet durch User
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


Angehängte Dateien:

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Gut, ich meinte die Impedanz. War doch in dem Zusammenhang klar, oder?

Noch was anderes:

Ich glaube durch den Kondensator C1 ist der Widerstand R4 nun auch bei 
kurzen Leitungen nötig, damit der Ausgang des Mikrocontrollers nicht 
überlastet wird. Sehe ich das richtig?

Falls ja, wäre das ein weiteres Argument für den 74LVC1G17.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ich glaube durch den Kondensator C1 ist der Widerstand R4 nun auch bei
> kurzen Leitungen nötig, damit der Ausgang des Mikrocontrollers nicht
> überlastet wird.

Du könntest den Wert des Kondensator auf 1/10 verkleinern, ohne dass die 
Pulsform Schaden nimmt - eher im Gegenteil.

von Wolfgang (Gast)


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p.s.
Wenn es um die statische Ausgangslast geht, muss man den Wert von R3 
hinterfrage, vorausgesetzt die kapazitive Last am Ausgang lässt eine 
Vergrößerung zu.

von H. H. (hhinz)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> ch glaube durch den Kondensator C1 ist der Widerstand R4 nun auch bei
> kurzen Leitungen nötig, damit der Ausgang des Mikrocontrollers nicht
> überlastet wird. Sehe ich das richtig?

Solange das nur ein paar 100pF sind, macht das gar nichts. Einen kleinen 
MOSFET würdest du doch auch ohne Gatewiderstand dran hängen.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)



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Wolfgang schrieb:
> Du könntest den Wert des Kondensator auf 1/10 verkleinern, ohne dass die
> Pulsform Schaden nimmt - eher im Gegenteil.

Wenn ich einen BC847B nehme, komme ich mit 100pF sicher aus. Für den 
BC337 würde ich 220pF als minimum nehmen. Siehe angehängte Bilder.

Aber 100pF ohne Serien-Widerstand sind immer noch eine recht hohe Last 
für den Mikrocontroller, denke ich. Oder nicht?

: Bearbeitet durch User
von Joachim B. (jar)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Oder nicht?

eher oder nicht wo ist denn der Kondensator am µC?

Stefan ⛄ F. schrieb:
> ich meinte die Impedanz

warum schreibst du das dann nicht?
sollen wir immer raten was gemeint ist?

von Philipp K. (philipp_k59)


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Oder man macht sich das ganz einfach.. siehe Bild

von Marco H. (damarco)


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Logik Gatter sind für solche Geschichten immer die erste Wahl... 
74LVC1G17 oder was ähnliches zählt dazu ;)...

von Joachim B. (jar)


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Philipp K. schrieb:
> Oder man macht sich das ganz einfach.. siehe Bild

finde die Verdrahtung nun nicht einfach, warum nicht die Pins nutzen die 
eh beieinander liegen?

Auf Lochraster einfach C 100nF an VCC Pin14 und nach VDD Pin7 nicht 
vergessen, sowie die Versorgungsspannung zu verdrahten

viel Aufwand wenn ein Transistor TO92 FET und 2 R0204/0207 reicht(en) 
oder ein NPN in Basisschaltng mit R&C

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Joachim B. schrieb:
> finde die Verdrahtung nun nicht einfach, warum nicht die Pins nutzen die
> eh beieinander liegen?

Wozu überhaupt so viele Gatter?
Nur um die zu beschäftigen? Eins reicht, um den Pegel anzupassen, wenn 
man in die Invertierung per SW wieder aufhebt - sonst zwei.
Damit man sich um die anderen Gatter nicht kümmern muss, gibt es z.B. 
den 74HCT2G04

von Jan F. (fenki)


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Hab jetzt nicht alles gelesen - bin aber mal über den da gestolpert:
https://hackaday.com/2017/01/20/cheating-at-5v-ws2812-control-to-use-a-3-3v-data-line/

Verlierst eine WS2812 - is aber einfach und scheint zu funktionieren.
Nur mal so als alternative Idee...

von Joachim B. (jar)


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Wolfgang schrieb:
> Wozu überhaupt so viele Gatter?

fragte ich mich auch, das musste ich nur einmal bauen um den PI/0 Takt 
zur VIA65C22 dem PC1500 anzupassen als delay

: Bearbeitet durch User
von Philipp K. (philipp_k59)


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Joachim B. schrieb:
> finde die Verdrahtung nun nicht einfach, warum nicht die Pins nutzen die
> eh beieinander liegen?

das war nur ein Beispiel als Tipp.. das kann man halten wie ein 
Dachdecker.

Ich hatte das nur mal auf nem WE mit Bauteilen aus der Kiste zusammen 
gestrickt und 1Layer geätzt.

von MaWin (Gast)


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Jan F. schrieb:
> Verlierst eine WS2812 - is aber einfach und scheint zu funktionieren

Warum muss man immer 'hacks' bauen, geht das nicht ordentlich ?

Ein WS2812 ist teurer als ein 74HCT1G50 und braucht mehr Platz, noch 
billiger ist ein BC547 mit 2 Widerständen aber das ist für manche hier 
ja schon zu viel Arbeit beim Zusammenlöten.

von H. H. (hhinz)


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MaWin schrieb:
> Jan F. schrieb:
>> Verlierst eine WS2812 - is aber einfach und scheint zu funktionieren
>
> Warum muss man immer 'hacks' bauen, geht das nicht ordentlich ?
>
> Ein WS2812 ist teurer als ein 74HCT1G50 und braucht mehr Platz, noch
> billiger ist ein BC547 mit 2 Widerständen aber das ist für manche hier
> ja schon zu viel Arbeit beim Zusammenlöten.

Es geht doch nicht um Serienproduktion. Bei Basteleien nimmt man eben 
was gerade zur Hand ist.

von HildeK (Gast)


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Jan F. schrieb:
> Verlierst eine WS2812

Warum 'verlieren'? Lass die erste einfach im Band, trenne die 
VCC-Leitung auf, spendiere der Trennstellen die Diode und speise erst an 
der zweiten LED die VCC ein.
Die erste wird trotzdem leuchten und höchstwahrscheinlich mit kaum 
sichtbar verminderter Helligkeit.
Das ist jedenfalls für den Heimgebrauch sinnvoller, als eine extra 
Bestellung mit Versandkosten von einem noch so billigen LCT1G17 oder 
HCT1G50 (von dem meine bevorzugte Suchmaschine keinerlei Links parat hat 
und den 1G17 gibt es gerade mal bei Mouser mit 20€ Versandkosten).
Die Diode hat man eh rumliegen - ich jedenfalls.

von HildeK (Gast)


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HildeK schrieb:
> LCT1G17

Sorry, mit dem Typo finde ich natürlich nichts ...
den LVC1G17 gibt es schon häufiger - sogar bei Reichelt.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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HildeK schrieb:
> und den 1G17 gibt es gerade mal bei Mouser mit 20€ Versandkosten

Reichelt hat den 74LVC1G17 für 17 Cent im Programm.

Bei Aliexpress bekommt du 20 Stück für 3 Euro incl. Versandkosten. 
Einzelne Schmitt Trigger kann man ja auch sonst oft gut brauchen. 
Deswegen ist das ein Artikel den man sich gut auf Vorrat legen kann, 
finde ich.

: Bearbeitet durch User
von Jan F. (fenki)


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MaWin schrieb:
> Jan F. schrieb:
>> Verlierst eine WS2812 - is aber einfach und scheint zu funktionieren
>
> Warum muss man immer 'hacks' bauen, geht das nicht ordentlich ?


Ist ja nur ne Alternative.
Eine WS hängt im Strip - den Rest nimmt man was man grad so hat ohne 
Versandkosten und Wartezeiten. Ich zwinge niemanden, es so zu machen ;-)

von Andreas B. (bitverdreher)


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Jetzt muß ich mich doch mal hier dranhängen. Gerade bin ich auch dabei, 
eine WS2812 Kette mit 3,3V anzusteuern.
Schaltung wie von Stefan am 11.12. gepostet, aber mit 100pF Kondensator 
und einem BC550C.
Die Kurvenform sieht allerdings übel aus. Unschön ist auch der 
Basisoffset von ca. 0.6V. Kann das wirklich nur am Transistor liegen?

von Forist (Gast)


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Andreas B. schrieb:
> BC550B.bmp

Was meinst du, warum in den Hinweisen steht:
"Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!
...
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder GIF-Format hochladen"?

> Schaltung wie von Stefan am 11.12. gepostet

Einfach markieren und auf "Markierten Text zitieren" klicken. Das spart 
anderen Lesern viel Sucherei.
Welche von den vieren meinst du?

von Andreas B. (bitverdreher)


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Forist schrieb:
> Welche von den vieren meinst du?

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Gut, ich meinte die Impedanz. War doch in dem Zusammenhang klar, oder?

Den meinte ich. Jetzt mußt Du aber trotzdem hochblättern und suchen. 
Hilft also nicht viel.
Also dann im Anhang. Links geht es zum WS2812. Unten kommen das Signal 
vom uC.

Mit der bmp hast Du Recht. Das Rigol macht halt ein bmp. Ich hätte es 
vorher umwandeln können.

von Joachim B. (jar)


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Andreas B. schrieb:
> Also dann im Anhang. Links geht es zum WS2812. Unten kommen das Signal
> vom uC.

grundlegende Schaltplanregeln verletzt

wir sind doch in D und nicht in China!

Wir lesen von links nach rechts und von oben nach unten!

links rein rechts raus!

Gab es Gründe alles umzustellen?

von Andreas B. (bitverdreher)


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Joachim B. schrieb:
> Gab es Gründe alles umzustellen?

Das ist der Teil eines Schaltplans.

von Joachim B. (jar)


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OK, der 100p ist mir auch unklar!
https://rn-wissen.de/wiki/index.php?title=Datei:Pegelwandler.png

Andreas B. schrieb:
> Die Kurvenform sieht allerdings übel aus.

wundert mich nicht, ich würde den 100pF wenn überhaupt parallel zum R31 
legen um den Impuls steiler zu machen oder weglassen.

p-spice ist eine Simulation die auch mal irrt oder falsche Annahmen hat!

Egal du kannst ja mit dem 100pF spielen, ja nein, größer kleiner, ganz 
weg.

Andreas B. schrieb:
> Unschön ist auch der
> Basisoffset von ca. 0.6V.

Spannungsteiler falsch dimensioniert oder total verschaltet!
Ein Bipolarer Transistor sollte eine Uce in Sättigung von 0,1V haben.
Deine 0,6V meinen was?
Ube von 0,6V ist doch richtig und erwartet.

Bist du sicher Basis Emitter Collector richtig identifiziert hast?
Es scheint als wenn du als Bitverdreher so mit HW auf dem Kriegsfuss 
stehst wie ich mit SW.

: Bearbeitet durch User
von Andreas B. (bitverdreher)


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Joachim B. schrieb:
> wundert mich nicht, ich würde den 100pF wenn überhaupt parallel zum R31
> legen um den Impuls steiler zu machen oder weglassen.
Ich bin halt nach den Aussagen in diesem Thread gegangen.

Joachim B. schrieb:
> Ube von 0,6V ist doch richtig und erwartet.
In der Basisschaltung geht es doch eher um Uec.
> Deine 0,6V meinen was?
Eben Uec. Die Grundlinie liegt bei 0.6V.

Joachim B. schrieb:
> Bist du sicher Basis Emitter Collector richtig identifiziert hast?
Da bin ich sicher. Extra nochmal ins DB geschaut ob der auch wirklich 
die EBC Anordnung hat.

Ich glaube, ich werde das jetzt doch erst mal auf ein Steckbrett 
aufbauen und mal etwas mit den Werten spielen. Ich hätte jetzt nicht 
gedacht, daß so eine simple Schaltung diese Probleme macht.

von Joachim B. (jar)


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Andreas B. schrieb:
> Da bin ich sicher. Extra nochmal ins DB geschaut ob der auch wirklich
> die EBC Anordnung hat.

ähm Botton view oder Top view, auch da hat mich ein falsch bedrucktes DB 
schon mal 20 HV Transistoren gekostet. Man glaub kaum das solche Fehler 
möglich sind. Man zweifelt eher an sich selbst!

https://www.ebay.de/itm/383724284871

oder selber bauen für Oszi mit Klingeltrafo
Beitrag "Halbleitertester Komponententester"
http://www.afug-info.de/Schaltungen-Eigenbau/Komponententester/img/Komponententester-Schaltplan.jpg
http://www.afug-info.de/Schaltungen-Eigenbau/Komponententester/

: Bearbeitet durch User
von Andreas B. (bitverdreher)


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Joachim B. schrieb:
> ähm Botton view oder Top view,

Die EBC Anordnung ist immer bottom View. Aber sicherheitshalber habe ich 
es nochmal mit dem Multimeter gestestet. Beta ist >400.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Die 0,6V vom LOW Pegel sind mit dieser Schaltung unvermeidbar.

Die Flanken der Pegelwechsel scheinen mir nicht optimal zu sein. Ich 
würde gerne mal mehr Details auf der X-Achse sehen (z.B. 200ns statt 
500ns pro Kästchen).

Hast du den 47Ω Widerstand am Falschen Ende der Leitung platziert? Er 
gehört an den Ausgang des ESP, dann kommt die lange Leitung, und dann 
der Pegelwandler. Wenn du keine lange Leitung hast, brauchst du den 
Widerstand auch nicht (und seine negativen Seiteneffekte).

: Bearbeitet durch User
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Joachim B. schrieb:
> wundert mich nicht, ich würde den 100pF wenn überhaupt parallel zum R31
> legen um den Impuls steiler zu machen oder weglassen.

R31 sollte zusammen mit dem Ausgangswiderstand als Serien-Terminierung 
zur Leitung dienen. Ein Kondensator parallel dazu würde kontraproduktiv 
wirken.

Der Kondensator muss schon dort hin, wo er ist. Ohne diesen wirken sich 
die Kapazitäten innerhalb des Transistor zu stark auf die Signalflanken 
aus. Dann bekommst du ein Treppenförmiges Ausgangssignal. Das wurde ab 
dort diskutiert: 
Beitrag "Re: WS2812B mit 3.3V ansteuern"

Joachim B. schrieb:
> OK, der 100p ist mir auch unklar!
> https://rn-wissen.de/wiki/index.php?title=Datei:Pegelwandler.png

Ich war von dem Treppen-Effekt auch überrascht.

: Bearbeitet durch User
von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Die Flanken der Pegelwechsel scheinen mir nicht optimal zu sein. Ich
> würde gerne mal mehr Details auf der X-Achse sehen (z.B. 200ns statt
> 500ns pro Kästchen).

Und darüber das zugrunde liegende Eingangssignal (am Emitter).

von Andreas B. (bitverdreher)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Die 0,6V vom LOW Pegel sind mit dieser Schaltung unvermeidbar.

Jain, ich habe festgestellt, dass durch den niedrigen Eingangswiderstand 
dieser Schaltung der uC (uebrigens ein LPC1114) es nicht mehr schafft, 
richtig auf GND zu ziehen. Das ist die Hauptursache fuer die 0.6V.
Es sind hier kurze Leitungen.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Und darüber das zugrunde liegende Eingangssignal (am Emitter).

Das sieht gut aus (abgesehen von den angehobenen GND) wird aber schon 
etwas verschleift. Ich kann es morgen mal posten (jetzt ist es hier 
schon 23h in JP).
Irgendwie scheint mir aber die Basisschaltung fuer diesen Zweck 
suboptimal zu sein. Ich denke es ist besser, eine regulaere 
Emitterschaltung zu verwenden und zu invertieren.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Andreas B. schrieb:
> Irgendwie scheint mir aber die Basisschaltung fuer diesen Zweck
> suboptimal zu sein. Ich denke es ist besser, eine regulaere
> Emitterschaltung zu verwenden und zu invertieren.

Probiere es aus und berichte von den Ergebnissen.

von Joachim B. (jar)


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Andreas B. schrieb:
> Irgendwie scheint mir aber die Basisschaltung fuer diesen Zweck
> suboptimal zu sein.

nimm einen FET BS138/BS170 und gut ist!

von Andreas B. (bitverdreher)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Probiere es aus und berichte von den Ergebnissen.

Das sieht absolut übel aus. ;-)
Mit der Basisschaltumng kann man zwischen guten Pegel oder 
Flankensteilheit wählen (zumindest beim BC550). Beides zusammen geht 
nicht.

Joachim B. schrieb:
> nimm einen FET BS138/BS170 und gut ist!

Da dachte ich auch schon dran, aber da ich jetzt scheinbar doch Teile 
bestellen muß, mache ich es gleich richtig und bestelle einen Satz 
74LVC1G17.
Das ist mir dann doch etwas zu viel Gefrickel. Für so Dinge wie I2C mag 
das ja reichen, aber für das Timing der WS2812 ist mir das dann doch zu 
grenzwertig.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Andreas B. schrieb:
> Das sieht absolut übel aus. ;-)
> Mit der Basisschaltumng kann man zwischen guten Pegel oder
> Flankensteilheit wählen (zumindest beim BC550). Beides zusammen geht
> nicht.

Das kam auch bei meinen Experimenten heraus. Für diesen Anwendungsfall 
ist und bleibt es eine Notlösung.

: Bearbeitet durch User
von Andreas B. (bitverdreher)


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Nachtrag: Die 74LVC1G17 sind mittlerweile da und eingesetzt.
Resultat: Kein Vergleich zu diesem Transistorgemurkse. Die Anstiegsrate 
ist auf jeden Fall kleiner als die des uCs.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Für diesen Anwendungsfall
> ist und bleibt es eine Notlösung.

So groß kann die Not gar nicht sein. ;-)

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