Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Differnz-Signal für WS2812B


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von Wolfram F. (mega-hz)


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Hallo, ein Bekannter von mir hat 3 WS2812B Stripes a 300 LEDs im 
Partykeller verbaut.
Der Controller ist allerdings räumlich bedingt ca. 6-7m entfernt.
Da dieser nur 3.3V Pegel am Datenausgang hat, hab ich es mit nem Pullup 
direkt am Stripe versucht, es tauchen aber dennoch Störungen auf, 
wahrscheinlich durch irgendwelche Netzleitungen die neben dem Datenkabel 
(CAT5) liegen.

Daher möchte ich das TTL Signal mit einem IC in ein Differenz-Signal 
umwandeln und am LED Stripe wieder auf TTL zurück.

Welches IC würdet Ihr dafür nehemen?

EDIT: und gleich noch eine Frage:
es gibt diese WS2811/2 LEDs ja auch in konventioneller Bauform,
10mm und 5mm dm,
hat jemand die schon im 3mm Gehäuse gesehen?

Gruß,
Wolfram.

: Bearbeitet durch User
von Μαtthias W. (matthias) Benutzerseite


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Hi

irgendeinen RS485 Transceiver.

Gruß
Matthias

von yesitsme (Gast)


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Led-genial hat Leitungstreiber im Angebot, die differentiell sind, aber 
keine Ahnung, ob die mit 3.3V gehen.

von Falk B. (falk)


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@Wolfram Fischer (mega-hz)

>Der Controller ist allerdings räumlich bedingt ca. 6-7m entfernt.

>Daher möchte ich das TTL Signal mit einem IC in ein Differenz-Signal
>umwandeln und am LED Stripe wieder auf TTL zurück.

Kann man machen, ist aber wahrscheinlich nicht nötig.
Bei der Länge kommt das Thema Wellenwiderstand ins Spiel. Du 
brauchst eine Serienterminierung. Schalte ca. 33-100 Ohm in Reihe nah an 
den Ausgang des Senders, das sollte reichen.

Ich hoffe, das ihr ein verdrilltes Paar für Daten und Signal in eurem 
CAT5 Kabel genommen habt. Für die Stromversorgung braucht ihr so oder so 
deutlich dickere Kabel.

Beitrag "Re: Frage zu IR-Remote+LED-Strips an AVR"

Außerdem solltet ihr den Schirm vom Netzwerkkabel am Sender und 
LED-Streifen an GND anschließen.

: Bearbeitet durch User
von Mark W. (kram) Benutzerseite


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Wenn Du sie mit SPI ansteuerst, dann kannst Du auch den LTC6820 nehmen.
APA102 gibt es in 2x2mm, hat aber im Gegensatz zu den WS2812B zwei 
Ansteuerleitungen, Daten und Takt. Geht aber auch mit SPI.

von Wolfram F. (mega-hz)


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Falk B. schrieb:
> @Wolfram Fischer (mega-hz)
>
>>Der Controller ist allerdings räumlich bedingt ca. 6-7m entfernt.
>
>>Daher möchte ich das TTL Signal mit einem IC in ein Differenz-Signal
>>umwandeln und am LED Stripe wieder auf TTL zurück.
>
> Kann man machen, ist aber wahrscheinlich nicht nötig.
> Bei der Länge kommt das Thema Wellenwiderstand ins Spiel. Du
> brauchst eine Serienterminierung. Schalte ca. 33-100 Ohm in Reihe nah an
> den Ausgang des Senders, das sollte reichen.
ok, das probieren wir mal.

> Ich hoffe, das ihr ein verdrilltes Paar für Daten und Signal in eurem
> CAT5 Kabel genommen habt. Für die Stromversorgung braucht ihr so oder so
> deutlich dickere Kabel.
ja, so ist es angeklemmt, die Stromversorgung ist direkt an den Stripes 
mit 2.5mm2 und 2x 5V/15A Netzteilen.

> Außerdem solltet ihr den Schirm vom Netzwerkkabel am Sender und
> LED-Streifen an GND anschließen.
ist auch so.

danke, mal schauen obs besser wird.

von Wolfram F. (mega-hz)


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Mark W. schrieb:

> APA102 gibt es in 2x2mm, hat aber im Gegensatz zu den WS2812B zwei
2x2mm geht nicht, es sollte ein standart 3mm dm Gehäuse in THT sein.

von Mark W. (kram) Benutzerseite


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Wolfram F. schrieb:
> Mark W. schrieb:
>
>> APA102 gibt es in 2x2mm, hat aber im Gegensatz zu den WS2812B zwei
> 2x2mm geht nicht, es sollte ein standart 3mm dm Gehäuse in THT sein.
In 3mm sind sie mir nicht bekannt, und schon gar nicht bedrahtet. Ich 
dachte es sollte nur kleiner werden.

von Wolfram F. (mega-hz)


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: Bearbeitet durch User
von Mark W. (kram) Benutzerseite


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Wolfram F. schrieb:
> sie sollten, falls es sie gibt, in ein LED Loch eines DigiTasters...
> 
https://www.reichelt.de/Eingabetaster-Digitast-/DTL-2-SW/3/index.html?ACTION=3&GROUPID=7589&ARTICLE=7248
Verstehe. Dann nimm halt eine normale RGB LED fuer den Taster. Die haben 
dann auch 4 Beinchen und es gibt sie flach oder mit runden Koepfen.

von Falk B. (falk)


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Hier mal ein paar Messungen an 10x WS2812B, natürlich HF-gerecht mit 
einer Massefeder.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Oszilloskop#Tastk.C3.B6pfe_richtig_benutzen

Zuerst die Messung des DOUT Signals ohne Last. Astrein, aber auch 
VERDAMMT schnell, die Anstiegszeit liegt bei 3,7ns! Das hätte ich nicht 
so gebaut, Ausgänge mit begrenzter Anstiegsgeschwindigkeit mit 
vielleicht 10-50ns wären vollkommen ausreichend und besser.

Danach wurde der 10er Streifen halbiert und 5m Ethernetkabel CAT5E 
dazwischen geschaltet. GND/DATA liefen über ein verdrilltes Paar, VCC 
ging über ein 2. Paar Leitungen des Kabels, wobei diese parallel 
geschaltet waren.

Als 2. Messung an DIN an der Empfänger-LED. Das Signal ist überraschend 
gut, nur eine kleine Stufe und kleiner Überschwinger! Die LEDs leuchten 
ohne Fehler. Bei 5m Leitung und 3,5ns Anstiegszeit ist man mitten im 
Thema Wellenwiderstand. Aber wenigstens hier haben die Entwickler 
des ICs mitgedacht, sie haben ihm eine interne Serienterminierung von 
ca. 100 Ohm verpaßt. Damit bleibt das Signal auch auf langen Kabel sehr 
gut, es gibt kaum Störungen durch Reflektionen.

Als 3. Messung am Kabeleingang, welches am Ausgang der 5. LED 
angeschlossen ist, welche das Kabel treibt. Hier sieht man die 
klassische Treppenstufe in der Spannung bei Verwendung von 
Serienterminierung. Diese Treppenstufe kann man auf Zwischenstellen im 
Kabel auch messen. Je weiter man ans Kabelende kommt, umso kürzer wird 
sie, um am Ende fast ganz zu verschwinden. Das zeigt auch, warum man 
Serienterminierung NICHT für eine Taktleitung mit mehreren Abgängen 
verwenden darf, denn dann sehen die Empfänger in Kabelmitte eine recht 
lange Zeit den halben Digitalpegel, der verdammt nah an der 
Schaltschwelle liegt. Durch eingekoppelte Störungen können diese 
Takteingänge dann mehrfach schalten, was zu Fehlern führt.

Die Treppenstufe dauert ca. 50ns, macht 10ns/m für Hin+Rücklauf des 
Signals bzw. 5ns/m. Paßt.

Ergo. Wenn man diese LEDs über lange Leitungen ansteuern will, sollte 
man seinem Digitalausgang auch eine Serienterminierung verpassen, um auf 
den Wellenwiderstand des Kabels zu kommen. Wer zu faul ist, nutzt eine 
zusätzliche LED als Treiber mit bereits eingebauter Serienterminierung.

von Falk B. (falk)


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Anmerkung. Die Messung wurde mit einem LeCroy Wavejet 314A (100MHz) + 
Tastkopf LeCroy PP010 (200MHz) gemacht. Die angezeigten 3,7ns sind 
nahezu fast nur die Anstiegszeit des Oszilloskops! D.h. die LED-Treiber 
selber sind DEUTLICH schneller, wahrscheinlich unter 1ns Anstiegszeit! 
Das ist Irrsinn und aus Sicht des Designs mehr als fragwürdig. So 
schnelle Ausgänge machen hier nur unnötig Ärger und bringen keinen 
Gewinn.

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