Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik WS2812b im Dauerbetrieb / Stripe richtig abschalten


von Martin K. (m_artin)


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Hallo,

ich bastle gerade an einem 10m langen RGB-Stripe mit WS2812b Chip für 
den Wintergarten meiner Eltern. Der Stripe wird über eine Web-App auf 
einen Raspberry Pi Zero gesteuert, der als Server im lokalen Netzwerk 
eingerichtet ist.

Die Frage, die ich mir nun stelle, ist, ob es im Dauerbetrieb schädlich 
sein könnte, permanent - also auch dann, wenn die LED "ausgeschaltet" 
sind - eine Spannung am Stripe anliegen zu haben und deswegen besser 
noch ein Relais eingesetzt werden sollte. Mit "ausgeschaltet" meine ich, 
dass einfach alle Chips das Signal erhalten, kein Licht zu emittieren.
Auf diese Weise schalte ich momentan den Stripe aus. Ich bin mir aber 
nicht sicher, ob das auf Dauer ein frühzeitiges Ableben der Chips 
veranlassen kann.

Ich bin gespannt auf eure Meinungen!

: Verschoben durch User
von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


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Martin K. schrieb:
> Auf diese Weise schalte ich momentan den Stripe aus. Ich bin mir aber
> nicht sicher, ob das auf Dauer ein frühzeitiges Ableben der Chips
> veranlassen kann.

 Warum sollte es ?

 Wer schaltet schon die Spannung ab ?
 Wir haben unzählige Stripes mit WS2812 eingebaut, fernbedienbar und
 bei keinem ist die Möglichkeit vorgesehen, Spannung abzuschalten.

 Netzteil kann natürlich abgeschaltet werden, aber dann wird auch
 die Spannungsversorgung der CPU abgeschaltet, wozu das ?

von Jim Beam (Gast)


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Frühzeitiges Sterben eher nicht, aber 2 Punkte sollten schon beachtet 
werden:

1) Vorwiderstand (~470R) in die Datenleitung, zumindest zwischen 
Controller und 1. Led.

2) Der Ruhestrom der Dinger bei "alle-Led-aus" ist schon ein Faktor, der 
sich bei Strips natürlich summiert.
Miss den doch mal probehalber...

von Martin K. (m_artin)


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Ok, vielen Dank für die Antworten.

Der Ruhestrom bei 10m beträgt bei mir knappe 0,3 A. Hält sich also im 
Rahmen und ich werde auf ein Relais verzichten! ;)

von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


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Martin K. schrieb:
> Der Ruhestrom bei 10m beträgt bei mir knappe 0,3 A. Hält sich also im
> Rahmen und ich werde auf ein Relais verzichten! ;)

 Für 600 ICs ist das nicht zu viel, oder ?

von Jim Beam (Gast)


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Martin K. schrieb:
> Der Ruhestrom bei 10m beträgt bei mir knappe 0,3 A.

Immerhin sind das @5V schon 1.5Watt, nur auf der 
LED-Gleichspannungsseite.
Dazu kommen die Verluste des Netzteils und der Leerlauf des Controllers, 
der dann ja wohl auch nicht abgeschaltet wird.

Auch wenn die Strips nur die Hälfte der Zeit im Standby sind,
kommen schon einige Kilowattstunden im Jahr zusammen, alleine durch den 
Off-Zustand...

Mir pers. wäre das nicht egal, muss aber natürlich jeder selbst 
beurteilen.

von Joachim B. (jar)


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Martin K. schrieb:
> Hallo,
>
> ich bastle gerade an einem 10m langen RGB-Stripe mit WS2812b Chip für
> den Wintergarten meiner Eltern.
> Ich bin gespannt auf eure Meinungen!

Klasse Angabe wo es 30/60/144 LEDs/m gibt.

Also beträgt die Anzahl der LEDs unbekannterweise zwischen 300 LEDs und 
1440 LEDs.

Die maximale Stromaufnahme schwankt also zwischen 18A und 86A bei 5V.

Abgesehen davon das das weder der Stripe im Stück leisten kann kann ich 
mir auch nicht vorstellen wie man die nötigen Kabelquerschnitte an dem 
Stripe befestigt.

Wenn überhaupt, segmetweise 5V per eigenen stepdown hinzufügen.

Für meine wordclock24h mit 393 LEDs habe ich alle 36 LEDs eingespeist 
mit eigenen stepdown aus 24V.

: Bearbeitet durch User
von Martin K. (m_artin)


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Marc V. schrieb:
> Für 600 ICs ist das nicht zu viel, oder ?

sorry, hatte die Anzahl der LED vergessen zu erwähnen: Es sind 300 LED.


Jim Beam schrieb:
> Immerhin sind das @5V schon 1.5Watt, nur auf der
> LED-Gleichspannungsseite.
> Dazu kommen die Verluste des Netzteils und der Leerlauf des Controllers,
> der dann ja wohl auch nicht abgeschaltet wird.

Du hast schon Recht. Ich habe das Ganze auch mal nachgerechnet und bin 
bei pi mal Daumen 80%igem Wirkungsgrad des Netzteils auf etwa 16-20 kW/h 
pro Jahr gekommen. Also etwa 5 Euro.. Dafür kann ich auf zusätzliche 
Bauteile verzichten und auch den Code vereinfachen - das ist es mir wert 
aber das ist sicher Geschmacksache.


Joachim B. schrieb:
> Klasse Angabe wo es 30/60/144 LEDs/m gibt.
>
> Also beträgt die Anzahl der LEDs unbekannterweise zwischen 300 LEDs und
> 1440 LEDs.
>
> Die maximale Stromaufnahme schwankt also zwischen 18A und 86A bei 5V.
>
> Abgesehen davon das das weder der Stripe im Stück leisten kann kann ich
> mir auch nicht vorstellen wie man die nötigen Kabelquerschnitte an dem
> Stripe befestigt.
>
> Wenn überhaupt, segmetweise 5V per eigenen stepdown hinzufügen.
>
> Für meine wordclock24h mit 393 LEDs habe ich alle 36 LEDs eingespeist
> mit eigenen stepdown aus 24V.

Joachim, dein Beitrag macht mich ratlos. Klar hast du Recht, dass ich 
eine Angabe nicht erwähnt habe aber die war für meine Ausgangsfrage ohne 
Bedeutung. Den restlichen Beitrag kann ich aber weder in Hinsicht auf 
den Bezug noch auf den Inhalt nachvollziehen. Ich kann dir nur sagen, 
dass ich ein Netzteil mit 5V Output betreibe und alle 5m einspeise. Der 
Kabelquerschnitt macht da kein Problem.

von Joachim B. (jar)


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Martin K. schrieb:
> sorry, hatte die Anzahl der LED vergessen zu erwähnen: Es sind 300 LED.
> Joachim, dass ich
> eine Angabe nicht erwähnt habe aber die war für meine Ausgangsfrage ohne
> Bedeutung.

echt jetzt?

Martin K. schrieb:
> Ich bin gespannt auf eure Meinungen!

> den Bezug noch auf den Inhalt nachvollziehen. Ich kann dir nur sagen,
> dass ich ein Netzteil mit 5V Output betreibe und alle 5m einspeise. Der
> Kabelquerschnitt macht da kein Problem.

150 LEDs auf 5m bedeutet 9A

kein Problem?
woher weisst du das, Spannungen auf dem Stripe gemessen bei 
spitzenweiss?

klar das der Chip bis 3,5V funktioniert, auch das man 10% Weniger Licht 
kaum bemerkt, definiere "kein Problem"

Wenn irgendwann deine Schaltung spinnt wirst du im dunkeln rumstochern 
ohne Wissen.

von Martin K. (m_artin)


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Joachim B. schrieb:
> definiere "kein Problem"

Ich stelle mir vielmehr die Frage, was dein Problem ist. Sorry, aber 
deine Attitüde finde ich ganz scheußlich.

Meine Frage wurde von Marc und Jim Beam beantwortet, vielen Dank noch 
mal. Deine Äußerungen haben nichts zur Beantwortung beigetragen.

Das war mein erster Thread in diesem Forum und ich hoffe, dass gereizte 
Beiträge wie die von dir, Joachim, eine Ausnahme sind.

: Bearbeitet durch User
von Joachim B. (jar)


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Martin K. schrieb:
> Deine Äußerungen haben nichts zur Beantwortung beigetragen.

OK ich dachte ich könnte was beitragen da ich weiss wieviel 
Spannungsabfall auf dem Stripe stattfindet, aber da du genau dazu keine 
Informationen brauchst tut es mir Leid deinen Thread gestört zu haben.

Martin K. schrieb:
> ich bastle gerade an einem 10m langen RGB-Stripe mit WS2812b Chip

Es hatte sich nur so uninformiert gelesen, manche Menschen sind ja froh 
zusätzliche Infos zu bekommen zu denen sie vorher keine Gedanken hatten.

Hier gilt wohl eher, verwirre nicht mit zuviel Infos :)

: Bearbeitet durch User
von Johnny B. (johnnyb)


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Martin K. schrieb:
> Joachim B. schrieb:
>> definiere "kein Problem"
>
> Ich stelle mir vielmehr die Frage, was dein Problem ist. Sorry, aber
> deine Attitüde finde ich ganz scheußlich.

Ne, also Joachim hat schon recht. Bei Weiss mit maximaler Helligkeit 
hast Du 20mA * 3 (RGB) * 300 = 18A. Bei 5V Versorgungsspannung ist das 
wirklich rel. schwierig bereitzustellen über eine Distanz von 10m und 
bedeutet einen immensen Kabelquerschnitt.
Wenn Du nicht die maximale Helligkeit benötigst, dann ist es natürlich 
nicht mehr so kritisch.

: Bearbeitet durch User
von Martin K. (m_artin)


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Johnny B. schrieb:
> Martin K. schrieb:
> Joachim B. schrieb:
> definiere "kein Problem"
>
> Ich stelle mir vielmehr die Frage, was dein Problem ist. Sorry, aber
> deine Attitüde finde ich ganz scheußlich.
>
> Ne, also Joachim hat schon recht. Bei Weiss mit maximaler Helligkeit
> hast Du 20mA * 3 (RGB) * 300 = 18A. Bei 5V Versorgungsspannung ist das
> wirklich rel. schwierig bereitzustellen über eine Distanz von 10m und
> bedeutet einen immensen Kabelquerschnitt.
> Wenn Du nicht die maximale Helligkeit benötigst, dann ist es natürlich
> nicht mehr so kritisch.

Ok, dann klärt mich bitte auf, inwiefern das für meine Frage, ob ich ein 
Relais verbauen sollte oder nicht, von Relevanz ist...

von Timmo H. (masterfx)


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Bei 10m würde ich in bei 5m nochmal 5V einspeisen.
Und wenn du Strom sparen willst schaltest den Strip nochmal über nen 
Mosfet komplett ab.
Wobei ich auch nur  250uA bei 60 LEDs Messe

: Bearbeitet durch User
von Marc V. (Firma: Vescomp) (logarithmus)


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Johnny B. schrieb:
> Wenn Du nicht die maximale Helligkeit benötigst, dann ist es natürlich
> nicht mehr so kritisch.

 Weiss mit 2812 RGB ist alles andere als angenehm und natürlich.
 Bleibt normalerweise also max. 40mA * 300 ergibt 12A.

 Normales Kabel mit 2 x 2,5mm² sollte reichen.
 Du musst dann aber an beiden Enden und jeweils in 2 Meter Abstand noch
 einspeisen, aber das müsste dann mehr als ausreichend sein.

 Nicht die Kabel sind das Problem, die Stripe ist es - 12A von Anfang
 bis Ende durch die Stripe geht ganz einfach nicht.

von Swen (Gast)


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Hallo,
mit der Frage nach dem "Komplett"-Abschalten beschäftige ich mich auch 
gerade.
Mein UseCase sind 4 WS2812-Stripes a 2 Meter/Stripe a 30 LEDs/Meter = 
240 LED's.  Mit was für einem Mosfet schaltet man das dann ab? Ich sehe 
bei den Typbezeichnungen ehrlich gesagt nicht durch! Der Mosfet würde 
zwischen dem "Minus" des Stripes und Masse kommen.
Viele Grüße derweil

von Alex D. (daum)


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Swen schrieb:
> Mit was für einem Mosfet schaltet man das dann ab? Ich sehe
> bei den Typbezeichnungen ehrlich gesagt nicht durch! Der Mosfet würde
> zwischen dem "Minus" des Stripes und Masse kommen.

Wenn der Mosfet zwischen Minus und GND kommt, brauchst du einen n-Kanal 
MOSFET.
Der sollte einen RDSon haben, der klein genug ist, dass die 
Verlustleistung nicht zu groß wird und den Strom, der durch den Strip 
fließt, aushalten können.

Außerdem schaust du am besten, dass der Mosfet ein "Logic level Mosfet" 
ist, diese kann man mit einem µC Ausgang ohne Probleme Schalten.

von HildeK (Gast)


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Swen schrieb:
> Der Mosfet würde
> zwischen dem "Minus" des Stripes und Masse kommen.

Willst du das Steuerteil auch abschalten?
Wenn nicht: überlege mal, was der Ruhepegel der WS2812-Ansteuerung ist 
und wie das mit dem am GND geschalteten Stripe harmoniert ...

von Swen (Gast)


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Nein, das Netzteil möchte ich nicht abschalten... es muss den Arduino 
weiter versorgen der die Bewegungsmelder beobachtet. Der Theorie nach 
fließen da 0,06A * 240 LEDs = 14,4 A. Könnt ihr mir konkret eine 
Typbezeichnung nennen?
... ich bin Informatiker, da kennt man ein wenig Theorie aber die 
Bauteile stammen aus der Praxis ... oioioi :-)

von HildeK (Gast)


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Swen schrieb:
> Nein, das Netzteil möchte ich nicht abschalten...

Was macht dein Pin für die WS2812-Daten, wenn du nichts sendest? Ist er 
auf HIGH oder LOW?
Bei meiner WS2812-Implementierung ist DIN in der der Pause auf LOW und 
dann ist es nicht gut, dem Stripe die Masse wegzuschalten.
Daher würde ich eher einen pMOS als HIGH-Side-Schalter nehmen und dem 
Stripe die 5V wegschalten.
Kann aber bei dir anders sein ...
Wenn nicht: suche einen pMOSFET, der den Strom kann und bei höchstens 
4.5V eine Definition für den RDS_on hat. Und der wenigstens 15A IDS hat.
Z.B. der IRF9310 geht gerade so, oder du nimmst 2 oder 4 kleinere und 
schaltest die Stränge einzeln oder als Paar. Dann reicht einer mit max 
8A bzw. 4A aus. Z.B. der IRF7328 mit 2 Stück im SO-8-Gehäuse.
Es bleibt noch die Frage, mit welchem Logikpegel du schalten willst ...

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