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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Komisches Verhalten mit esp8266 und WS2812B LED


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Autor: frolo (Gast)
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Huhu in die Runde ...

Ich habe vor, einen WS2812B Streifen mit 55 LED's per ESP8266-12 
unterwegs zu steuern ... dafür gibt es ja Libraries zu genüge. Die 
laborische Schaltung zuhause klappt auch schon soweit ... praktisch habe 
ich jetzt auch schon eine Weile rumgespielt und mir ist aber 
aufgefallen, dass nach einigen Minuten die Schaltung immer instabiler 
wird. Der ESP wird über den VIN mit 5V gespeist, die WS2812B eben auch 
... die 5V kommen derzeit aus so einem Breadboard Power Netzteil, dieses 
bekommt seinen Saft über eine Powerbank über USB ... leider steht auf 
dem Breadboard Power Netzteil nix drauf, aber es ist eigentlich 
identisch vom aussehen wie dieses hier

https://www.amazon.de/Neuftech-Breadboard-Netzteil-Power-Steckbrett/dp/B00NW4S7H4

Auf dem ESP läuft eine Weboberfläche, mit der man die LEDs steuert. 
Stellt man hier alle auf voll weiß, ist plötzlich die Verbindung zum 
Server weg und nichts geht mehr ... das spricht ja eigentlich sehr 
dafür, dass der Strom wohl nicht ausreicht.

Ohne die Kenndaten von dem Power Supply Ding zu kennen, würde ich mal 
darauf tippen, dass der Flaschenhals hier liegt?

Da dies nur ein experimenteller Aufbau ist, würde ich gern wissen, ob 
mein Problem durch den Einsatz von 2 Packs a 3x1,5V AA Batterien (2x4,5V 
Parallel) und ohne diese komische Power Supply Brücke 
höchstwahrscheinlich behoben wäre?

Kann man denn so etwas trotzdem per Power Bank mobil betreiben, wenn man 
kein Breadboard Power Supply dazwischenschaltet? Falls ja, wie komm ich 
denn von USB auf einen normalen Draht (Adapter?)?

Ich habe nämlich auch mal den ESP nochmal extra per USB gespeist und 
siehe da, alles läuft ... trotzdem fühlt es sich nicht gut an irgendwie, 
da der ESP ja eigentlich am wenigstens Strom zieht und man so ja gefühlt 
zumindest trotzdem am absoluten gerade noch funktionierenden Limit 
arbeitet ...

Ich habe ausgerechnet, dass es so alles in allem maximal 3,5A ziehen 
dürfte, die Powerbank müsste also groß genug sein. Wie kann ich das 
lösen? Einen Stützkondensator von 1000my habe ich auch schon zwischen 5v 
und GND gesetzt, bringt leider keine Verbesserung ...


Grüße

Autor: F. F. (foldi)
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frolo schrieb:
> Der ESP wird über den VIN mit 5V gespeist,

Dann ist er wohl kaputt.

Autor: frolo (Gast)
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F. F. schrieb:
> frolo schrieb:
>> Der ESP wird über den VIN mit 5V gespeist,
>
> Dann ist er wohl kaputt.

Und wie kommst du zu der Annahme?

Autor: Joachim B. (jar)
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frolo schrieb:
>> Dann ist er wohl kaputt.
>
> Und wie kommst du zu der Annahme?

wenn das Board keinen Regler hat, aber das verschweigst du ja, der ESP 
kann nur 3,3V

Autor: frolo (Gast)
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Okay. Ich habe vergessen zu erwähnen, dass der ESP auf einem NodeMCU 
entwicklungsboard sitzt ... VIN können hier mWn. 5-12 V betragen

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

welche Powerbank liefert 3,5A und hält bei schnellen Laständerungen ihre 
5V stabil?
Meine üblichen hier können das nicht.
Dein "Powernetzteil" findest Du hier:
https://opencircuit.shop/Product/10179/Breadboard-Power-Supply
incl. Schaltplan und Beschreibung.
Maximal 700mA, USB-Buchse ist nur als Ausgang gedacht.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: frolo (Gast)
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Michael U. schrieb:
> Maximal 700mA, USB-Buchse ist nur als Ausgang gedacht.

Ui ... dann wundert mich gar nichts mehr ... ein Wunder, dass das Ding 
dann überhaupt so lange mitgemacht hat! Also brauche ich ne stabile, 
transportable 5V Spannungsversorgung mit genügend Ausgangsstrom.

Michael U. schrieb:
> welche Powerbank liefert 3,5A und hält bei schnellen Laständerungen ihre

Auf der Powerbank steht das zumindest hinten drauf ... aber vermutlich 
stimmt das wohl so nicht ...

Ich werde mir heute bei Conrad mal zwei Batteriefächer für jeweils 3AA 
Batterien holen und die beiden dann in Reihe schalten ... da hab ich 
gleich mal noch ne Frage

Es gibt Batteriefächer für 3 Batterien (3 x 1,5V = 4,5V) und die 4er für 
die Akkus (4 x 1,2V = 4,8V) ... gibt es irgend ne Möglichkeit, dass ich 
zum Beispiel direkt den 4er nehme und später trotzdem mit Batterien 
irgendwie 5V rausbekomme? Akkus sind ja immer schön, sofern man welche 
mithat und sie geladen sind, aber manchmal hat man ja die Situation, bei 
der man einfach in den Laden geht und sich ein Pack Batterien kauft ... 
6V sind definitiv zu viel für den WS2812 ... gibt es so eine Art 
"Fake"-Batterie, die man statt der vierten fehlenden Batterie einsetzen 
kann? Alufolie wirkt mir doch ein bisschen zu sehr gefrickelt xD

Grüße

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

vergiß das ganze mit Batterien oder Akkus in AA.
Wie lange soll das leuchten?
Ein passener Akku 2S LiIo (18650 minimal) mit einem 5A Stepdown auf die 
5V könnte gehen. Zumindest für 1-2 Stunden wenn die LEDs nicht dauern 
Voll weiß machen.
Vorsicht: die üblichen 5A China-StepDown schaffen das nicht zuverlässig.

https://www.amazon.de/s/ref=nb_sb_noss?__mk_de_DE=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&url=search-alias%3Dlighting&field-keywords=B00HV4EPG8

https://www.amazon.de/s/ref=nb_sb_noss?__mk_de_DE=%C3%85M%C3%85%C5%BD%C3%95%C3%91&url=search-alias%3Dlighting&field-keywords=B078KS9LBV

Sowas in der Art könnte Sinn machen, das sind jetzt aber nur 
Beispiele...

Außerdem brauchst Du dann noch ein passendes Ladegerät für den Akku.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: frolo (Gast)
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Michael U. schrieb:
> Wie lange soll das leuchten?

Volles weiß eigentlich eher selten und wenn dann nur kurz ... ich möchte 
damit keine Party beleuchten, sondern ein bisschen Lichtmalerei fürs 
Fotografieren betreiben ...

Autor: frolo (Gast)
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Mal angenommen so eine Alkali Batterie liefert typischerweise 2000mAh 
... man klemmt 3 in Reihe und dann 2 von diesen PAcks parallel ... dann 
hat man doch insgesamt 4000mAh (?) ... mein Setup braucht bei vollem 
Weiß zwischen 3,5 und 4 A ... das bedeutet, man könnte dieses Ding eine 
ganze Stunde lang voll Weiß leuchten lassen? Oder eben eine der drei 
Grundfarben 3 Stunden ca? Oder liege ich da falsch? angesichts der 
Tatsache, dass die Dinger wohl sowieso häufiger aus als an sind (eher am 
Blinken als am durchgehenden leuchten), wäre mir das sogar ausreichend 
...

Autor: Joachim B. (jar)
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als Fotograf habe ich immer mehrere Sätze Eneloop für Blitz dabei, 
deswegen habe ich als USB Versorgung zum Handynachladen eine kleine Box 
gebaut mit 8-10 Mignon AA Halter, einen besseren Schaltregler Recom, TI 
bis 1,5A und eine USB A buchse, deswegen wären Mignon Alkaline auch 
nicht so das Problem, selbst 10x 1,7V(volle Alkaline) mit 17V überlasten 
keinen der DC/DC Wandler.

Das war noch vor den Powerbanks.

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

frolo schrieb:
> Oder eben eine der drei
> Grundfarben 3 Stunden ca? Oder liege ich da falsch?

es hindert Dich niemand, daß zu testen.
Die Kapazität von Akkus und Primärzellen wird bei einem bestimmten 
Entladestrom angegeben, bei Akkus oft 1/10 C, also 200mA bei 2000mAh.
Bei Primärzellen verschieden, sagt das Datenblatt des Herstellers.
Allgemein reduziert sich die Kapazität bei höheren Entladeströmen, um 
wieviel sagt der Hersteller im Datenblatt.

Dazu kommt der steigende Innenwiderstand speziell bei Primärzellen, die 
Spannung bricht also mehr ein wenn sie leerer werden. Das stört dann 
letztlich die WS2812B und auch den ESP8266. Der ESP läuft zwar bis rund 
2,6V noch stabil, allerdings mag er schnelle Spannungseinbrüche zusammen 
mit den Spitzenströmen von 350mA bei WLAN-Betrieb garnicht, er stürzt 
dann gern ab.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: Wolfgang (Gast)
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Michael U. schrieb:
> Dazu kommt der steigende Innenwiderstand speziell bei Primärzellen, die
> Spannung bricht also mehr ein wenn sie leerer werden. Das stört dann
> letztlich die WS2812B und auch den ESP8266. Der ESP läuft zwar bis rund
> 2,6V noch stabil, allerdings mag er schnelle Spannungseinbrüche zusammen
> mit den Spitzenströmen von 350mA bei WLAN-Betrieb garnicht, er stürzt
> dann gern ab.

Man könnte meinen, der Pufferkondensator wäre noch nicht erfunden. Gar 
noch mit einer Schottky Diode, um damit nicht auch die LEDs zu 
versorgen, könnte soetwas ganz nützlich sein, um Spitzen im Strombedarf 
- und die sind beim ESP8266 nur einige Millisekunden lang - abzupuffern.

Autor: frolo (Gast)
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Gesagt, getan! Habe es nun probiert ... 2x3 serielle Batterien parallel 
geschalten.
Ich habe jetzt einen 1000myF Kondensator parallel zur Stromquelle des 
Baterriepacks geschalten und einen 400Ohm Widerstand vor dem Data-In des 
WS2812B gemacht ... läuft soweit super!
Habe die 55 LED's bei Vollweiß ca 45Minuten inklusive WLAN des ESP's 
betreiben können. Danach resetet der ESP8266 das erste mal und will mit 
diesen Batterien nicht mehr starten. Eine frische Batterie hat gemessen 
unter Last 1,4V, die "leeren" ca 1V ... ich werde jetzt mal noch 
versuchen, den ESP (der ja auf einem Entwicklungsboard sitzt) per USB 
mit meiner 16Ah Powerbank zu betreiben und in einem getrennten 
Stromkreis die LED's mit dem Batteriepack .. rein theoretisch müsste ich 
so noch länger kommen, da die WS2812B auch mit weniger Spannung nicht so 
empfindlich reagiert, wie es der ESP leider tut ...

Ich muss ja dann die Massen beider Stromkreise zusammenlegen ... ist das 
eine gute Idee oder eher nicht? Aus diversen anderen Schaltungen aus dem 
Netz macht man das ja häufig .. bei zwei mobilen Stromquellen 
unterschiedlicher Art bin ich mir aber nicht mehr so sicher, ob das 
nicht in die Hose geht ...

Grüße

Autor: Wolfgang (Gast)
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frolo schrieb:
> Ich muss ja dann die Massen beider Stromkreise zusammenlegen ... ist das
> eine gute Idee oder eher nicht?

Guck dir mal deine Schaltung an. An den LEDs hast du einen 
Masseanschluss, deine Datenleitung braucht einen Massebezug und deine 
LEDs brauchen ein Masse zur LED-Versorgung. Fällt dir für diese drei 
Massepunkte eine andere Lösung ein, als sie elektrisch zu verbunden? Sie 
in der Luft hängen zu lassen, wird jedenfalls bestimmt nicht 
funktionieren ;-)

Autor: frolo (Gast)
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Ja, in der Luft hängen lassen wird schwierig, das ist klar^^das würden 
sie ja aber gar nicht ... sie würden nur an jeweils getrennten Massen 
hängen ... die WS2812 an der Baterriepack-Masse und der ESP an der 
Powerbank-Masse ... aber ich schätze einfach mal, dass die LED's wie 
wild drauf losblinken werden, weil die Spannung für das Data-in aus der 
Powerbank kommt, über die LED's abfällt un dann aber zur Batterie-Pack 
Masse abgeleitet wird ... schon alleine deswegen muss man sie wohl 
miteinander verbinden ...

Autor: Wolfgang (Gast)
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frolo schrieb:
> ... sie würden nur an jeweils getrennten Massen
> hängen ...
Es heißt Stromkreis, weil der Strom im Kreis fließen könnten muss, 
also vom "+"-Pol der Batterie, durch die Schaltung zum "-"-Pol der 
Batterie. Gleiches gilt für die Power Bank. Wenn der Strom vom "+"-Pol 
der Batterie in den "-"-Pol der Power Bank fließt, würde sich die 
Powerbank kräftig gegenüber der Batterie aufladen. Wie stellst du dir 
das vor?

Autor: frolo (Gast)
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Okay, wir waren damit gestern mal unterwegs und irgendwie läuft es nicht 
ganz rund ... grundsätzlich geht alles beim start, so wie man aber ein 
paar mal in der Weboberfläche des ESP's rumtippt, bricht alles zusammen 
... das WLAN ist weg und man muss den ESP neu starten. Grundsätzlich 
schein der ESP aber noch irgendwas zu machen, denn der aktuell 
eingestellte Lichtmodus (blinken zum Beispiel) läuft einfach weiter ...

Ich habe wie bereits geschrieben den ESP-8266-12 Nodemcu vom Battery 
Pack getrennt und extra an eine 13Ah 5v USB Powerbank gesteckt, so dass 
der ESP unabhängig von der Batterie arbeiten kann ...

Das Schaltbild habe ich auch mal noch angehangen.


Weiss jemand wo ich noch suchen kann?

Autor: Michael U. (amiga)
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Hallo,

frolo schrieb:
> Weiss jemand wo ich noch suchen kann?

bei Deiner Software? Bei deren Verhalten bei instabiler WLAN-Verbindung?
Du hast bisher nichts dazu gesagt, was ihr da wie mit dem Webserver 
macht.
Von wo wird der Webserver genutzt? Läuft der ESP als AP oder Station?
Es gibt da durchaus Fallstricke wenn der ESP den Client verliert einen 
sauberen Reconnect im Programm einzurichten.

Gruß aus Berlin
Michael

Autor: frolo (Gast)
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Oh, stimmt ... dazu habe ich noch gar nichts gesagt^^

Also auf dem ESP läuft im Prinzip 1:1 das Webserver Beispiel der 
WS2812FX ... hier zu finden:

https://github.com/kitesurfer1404/WS2812FX/tree/master/examples/esp8266_webinterface

Das einzige was ich modifiziert habe ist die "wifi_setup()" methode ... 
hier habe ich statt des Client-Modus (WIFI_STA) den AP Modus (WIFI_AP) 
programmiert ... habe dafür ne eigene SSID und eigenes Passwort vergeben 
...

Ich kann auch gern noch den Quellcode posten, wenn ich wieder in meiner 
"Werkstatt" bin.

Der Webserver wird dann über ein Smartphone per Weboberfläche gesteuert.

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