Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Hochfrequente Störungen auf der Versorgungsspannung (WS2812b-Matrix)


von Miro S. (miros)


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Hallo zusammen,

in einer Matrix aus 475 WS2812b LEDs sehe ich bei einer laufenden 
Animation relativ unspezifische hochfrequente Störungen mit einer 
Amplitude von ca. 300mV bis 400mV (siehe Anhang). Da die Schaltung 
einwandfrei funktioniert, sind sie mir erst aufgefallen, als ich 
parallel ein altes UKW-Radio in der Werkstatt betrieben habe und der 
Empfang gestört wurde.

Ich frage mich nun, ob ich mit einfachen Mitteln die Störsignale 
reduzieren kann...
Hier noch einige Eckdaten:
 - ausreichend dimensioniertes 5V Schaltnetzteil
 - in der Matrix sind neben jeder LED Abblockkondensatoren 100nF verbaut
 - in der Matrix sind 11 Elkos mit je 1000µF verbaut
 - die Stromversorgung jeder einzelnen LED ist mit großen 
Kupferquerschnitten sehr niederohmig ausgelegt

Für jeden Tipp sehr dankbar,

Miro

von georg (Gast)


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Miro S. schrieb:
> als ich
> parallel ein altes UKW-Radio in der Werkstatt betrieben habe und der
> Empfang gestört wurde.

Und wenn du die LEDs ausschaltest, ist der Empfang nicht mehr gestört?

Georg

von Miro S. (miros)


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georg schrieb:
> Miro S. schrieb:
>> als ich
>> parallel ein altes UKW-Radio in der Werkstatt betrieben habe und der
>> Empfang gestört wurde.
>
> Und wenn du die LEDs ausschaltest, ist der Empfang nicht mehr gestört?
>
> Georg
Hi Georg,

sobald ich die Animation stoppe ist Ruhe.

Miro

von Stefan F. (Gast)


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So ist das bei PWM gesteuerten Lichterketten. Aber jedes mal wenn ich 
davor warne, werde ich ausgelacht.

Du kannst das elektrisch am Ende des Kabels Filtern, ändert aber kaum 
etwas daran, dass der ganze Streifen weiterhin mit PWM läuft und 
entsprechende elektromagnetische Signale abstrahlt.

Du müsstest schon jede einzelne LED behandeln, aber das wäre finanziell 
fragwürdig.

von Miro S. (miros)


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kleine Ergänzung: Wenn ich die Animation stoppe ist die serielle 
Datenleitung vom Controller und zwischen den LEDs flach und jede LED 
behält ihren Zustand. Es handelt sich also vermutlich um eine 
Einkoppelung aus diesem Signalpfad, an dessen Leitungsführung ich 
allerdings nichts mehr zerstörungsfrei ändern kann.

Miro

von Stefan F. (Gast)


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Miro S. schrieb:
> Wenn ich die Animation stoppe ist die serielle
> Datenleitung vom Controller und zwischen den LEDs flach und jede LED
> behält ihren Zustand.

Und was ist mit der Stromversorgung? Du hattest doch gesagt, dass die 
Störung von dort käme. Die PWM läuft ja auch ohne Steuersignal weiter.

von Miro S. (miros)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> So ist das bei PWM gesteuerten Lichterketten. Aber jedes mal wenn ich
> davor warne, werde ich ausgelacht.
>
> Du kannst das elektrisch am Ende des Kabels Filtern, ändert aber kaum
> etwas daran, dass der ganze Streifen weiterhin mit PWM läuft und
> entsprechende elektromagnetische Signale abstrahlt.
>
> Du müsstest schon jede einzelne LED behandeln, aber das wäre finanziell
> fragwürdig.


Stefan,
richtig, PWM läuft nur innerhalb jeder LED für sich. Über die Strippe 
geht ein 800kHz Steuersignal, wenn der Zustand einer LED verändert wird 
- hier während der Animation.
Reine PWM-Störungen sind kaum sichtbar. Erst das Steuersignal macht das 
"Feuer"...

Miro

von Miro S. (miros)


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Um das Bild noch abzurunden: die Wandlung von RS485 auf das 
LED-Steuersignal erfolgt erst 7cm vor der ersten LED. D.h. die scharfen 
Steuersignale gibt es praktisch nur innerhalb der Matrix...

von Stefan F. (Gast)


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Miro S. schrieb:
> Erst das Steuersignal macht das "Feuer"...

Da hast du Pech, denn du kannst ja nur die Teil-Strecke zwischen µC und 
der ersten LED beeinflussen.

von Hmmm (Gast)


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Miro S. schrieb:
> Um das Bild noch abzurunden: die Wandlung von RS485 auf das
> LED-Steuersignal erfolgt erst 7cm vor der ersten LED. D.h. die scharfen
> Steuersignale gibt es praktisch nur innerhalb der Matrix...

Nimmst Du für das RS485-Signal eine Leitung mit verdrillten Adern?

Wie gross sind die Abstände zwischen den LEDs?

von Miro S. (miros)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Miro S. schrieb:
>> Erst das Steuersignal macht das "Feuer"...
>
> Da hast du Pech, denn du kannst ja nur die Teil-Strecke zwischen µC und
> der ersten LED beeinflussen.

Ja, leider.
Irgendwo hatte ich mal was mit kleinen Cs (22pF) am Signaleingang ggü. 
Masse gelesen. Von denen müsste ich dann aber vermutlich viele in der 
Matrix verbauen. Und ob es wirkt, weiß ich erst hinterher...
Miro

von Analoger (Gast)


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Stefan ⛄ F. schrieb:
> Du kannst das elektrisch am Ende des Kabels Filtern, ändert aber kaum
> etwas daran, dass der ganze Streifen weiterhin mit PWM läuft und
> entsprechende elektromagnetische Signale abstrahlt.

Das sind doch gar keine PWM, oder? Das sind doch eingeschriebene Codes? 
ODer wird da auch noch Dimmung betrieben?

Kann man die Flanken dieser PWM gfs etwas glätten? Das dürften ja rech 
leistungsstarke Treiber sind, die dann unötig ins obere MHz-Band 
strahlen?

von Miro S. (miros)


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Hmmm schrieb:
> Miro S. schrieb:
>> Um das Bild noch abzurunden: die Wandlung von RS485 auf das
>> LED-Steuersignal erfolgt erst 7cm vor der ersten LED. D.h. die scharfen
>> Steuersignale gibt es praktisch nur innerhalb der Matrix...
>
> Nimmst Du für das RS485-Signal eine Leitung mit verdrillten Adern?
>
> Wie gross sind die Abstände zwischen den LEDs?

Die RS485-Leitungen sind verdrillt und geschirmt. Schirm liegt auf 
Masse.
Die Abstände zwischen den LEDs sind unterschiedlich, da viele 
LED-Strip-Segmente mit je 1 bis 3 LEDs verkettet sind. Die 11 längsten 
Leitungen zwischen zwei Segmenten müssten so 65cm sein - also lang genug 
zum Funken.

von Hmmm (Gast)


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Miro S. schrieb:
> Die 11 längsten
> Leitungen zwischen zwei Segmenten müssten so 65cm sein - also lang genug
> zum Funken.

Da würde ich mal ansetzen. Hast Du die Möglichkeit, halbwegs 
zerstörungsfrei einzelne LEDs auszulöten, um die Kette zu unterbrechen? 
Dann könntest Du ausprobieren, ab wann die Störungen auftreten.

von Miro S. (miros)


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Analoger schrieb:
> Stefan ⛄ F. schrieb:
>> Du kannst das elektrisch am Ende des Kabels Filtern, ändert aber kaum
>> etwas daran, dass der ganze Streifen weiterhin mit PWM läuft und
>> entsprechende elektromagnetische Signale abstrahlt.
>
> Das sind doch gar keine PWM, oder? Das sind doch eingeschriebene Codes?
> ODer wird da auch noch Dimmung betrieben?
>
> Kann man die Flanken dieser PWM gfs etwas glätten? Das dürften ja rech
> leistungsstarke Treiber sind, die dann unötig ins obere MHz-Band
> strahlen?

Wie gesagt, PWM passiert bei den WS2812b intern. Das Steuersignal 
konfiguriert für die in die LED integrierten Controller nur RGB-Werte.
Die Animation nutzt natürlich das ganze Farbspektrum aus...

von Miro S. (miros)


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Hmmm schrieb:
> Miro S. schrieb:
>> Die 11 längsten
>> Leitungen zwischen zwei Segmenten müssten so 65cm sein - also lang genug
>> zum Funken.
>
> Da würde ich mal ansetzen. Hast Du die Möglichkeit, halbwegs
> zerstörungsfrei einzelne LEDs auszulöten, um die Kette zu unterbrechen?
> Dann könntest Du ausprobieren, ab wann die Störungen auftreten.

Ja, das werde ich mal probieren. Ich habe große Segmente, die ich 
sukzessive verbinden kann.

von c-hater (Gast)


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Miro S. schrieb:

>  - in der Matrix sind neben jeder LED Abblockkondensatoren 100nF verbaut

Was meinst du mit "neben"?. Zeig' mal aussagekräftige Bilder der 
Hardware. Also ggf. auch von "oben" und von "unten".

von Miro S. (miros)


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c-hater schrieb:
> Miro S. schrieb:
>
>>  - in der Matrix sind neben jeder LED Abblockkondensatoren 100nF verbaut
>
> Was meinst du mit "neben"?. Zeig' mal aussagekräftige Bilder der
> Hardware. Also ggf. auch von "oben" und von "unten".

Die Cs sind direkt neben den LEDs auf den LED-Strips verbaut. Die Strips 
haben 60 LEDs/m und ich habe sie "nur" in 1er, 2er oder 3er Segmente 
zerschnitten und verkettet...
Ein Bild liefere ich nach.

von Miro S. (miros)


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Miro S. schrieb:
> c-hater schrieb:
>> Miro S. schrieb:
>>
>>>  - in der Matrix sind neben jeder LED Abblockkondensatoren 100nF verbaut
>>
>> Was meinst du mit "neben"?. Zeig' mal aussagekräftige Bilder der
>> Hardware. Also ggf. auch von "oben" und von "unten".
>
> Die Cs sind direkt neben den LEDs auf den LED-Strips verbaut. Die Strips
> haben 60 LEDs/m und ich habe sie "nur" in 1er, 2er oder 3er Segmente
> zerschnitten und verkettet...
> Ein Bild liefere ich nach.

Nur auf den Versorgungsspannung geschaut: Gibt es eine R,L,C - 
Kombination, durch die ich die Wogen aus meiner Messung glätten kann?

von Miro S. (miros)


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So, hier könnt ihr den Drahtverhau sehen.
  * links +5V,
  * rechts GND,
  * von unten links kommend, DIN
  * nach unten rechts gehend, DOUT
  * oben quer ist DOUT der vorherigen Zeile zum DIN dieser Zeile
  * Abblock-Cs in unmittelbarer Nähe der LEDs auf dem Strip
  * Hintergrund ist eine 3mm Aluminium-Platte ohne Potenzial, die als 
Kühlfläche agiert.

Ja, das sieht wild aus und ja, das schreit nach Einkopplungen.
Nach 1500 Lötpunkten würde ich beim nächsten Mal auch ein riesiges PCB 
fertigen lassen ;-)

Wenn ich mal einen "Snubber" an der Einspeisung ausprobieren wollte, wie 
geht man für die Auslegung der Bauteile (R + C) vor?

Hat noch jemand eine Meinung zu den erwähnten kleinen Cs am DIN? Bringt 
das was oder macht das eher die Signalübertragung unzuverlässig?

Wie gesagt, funktionieren tut die Schaltung...

Miro

von Stefan F. (Gast)


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Miro S. schrieb:
> Hat noch jemand eine Meinung zu den erwähnten kleinen Cs am DIN? Bringt
> das was oder macht das eher die Signalübertragung unzuverlässig?

Ich fürchte eher das Zweite.

von R. M. (rmax)


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Miro S. schrieb:
> Hat noch jemand eine Meinung zu den erwähnten kleinen Cs am DIN? Bringt
> das was oder macht das eher die Signalübertragung unzuverlässig?

Dazu müsste erstmal klar sein, wie die Störungen eigentlich entstehen. 
Ist es wirklich ein Übersprechen von den Datenleitungen[1] auf die 
Stromversorgung oder verhalten sich die Controller in den LEDs anders, 
solange sie Daten empfangen und weitersenden und verursachen dadurch die 
Störung, evtl. in Interaktion mit der Regelung Deiner 
Spannungsversorgung?

Im zweiten Fall würden Kondensatoren an den Datenleitungen wohl wenig 
bringen und es wäre fraglich, ob man überhaupt viel dagegen tun kann.

Helfen könnte evtl., wenn Du die Stromversorgung der Module in den 
"Boxen" nicht durchschleifst, sondern den Dreier und die zwei einzelnen 
LEDs jeweils direkt an die dicken Drähte lötest. Außerdem würden 
zusätzliche Kapazitäten in den Quadraten sicher nicht schaden, evtl. 
sogar die Versorgung jedes Kastens per LC-Glied vom Versorgungs-Bus 
entkoppeln.

Zur weiteren Eingrenzung der Ursache könnte es auch helfen, mal bei 
vollem Aufbau nur Daten für einen Teil der LEDs zu schicken und zu 
schauen, ob und wie das die Störung (an verschiedenen Stellen des 
Aufbaus gemessen) verändert.

[1] Das ist ja elektrisch gesehen kein Bus, sondern es sind viele 
einzelne Leitungen jeweils von LED zu LED.

von Miro S. (miros)


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R. M. schrieb:
> Miro S. schrieb:
>> Hat noch jemand eine Meinung zu den erwähnten kleinen Cs am DIN? Bringt
>> das was oder macht das eher die Signalübertragung unzuverlässig?
>
> Dazu müsste erstmal klar sein, wie die Störungen eigentlich entstehen.
> Ist es wirklich ein Übersprechen von den Datenleitungen[1] auf die
> Stromversorgung oder verhalten sich die Controller in den LEDs anders,
> solange sie Daten empfangen und weitersenden und verursachen dadurch die
> Störung, evtl. in Interaktion mit der Regelung Deiner
> Spannungsversorgung?

Das ist eine gute Frage. Je mehr ich darüber nachdenke, umso 
wahrscheinlicher erscheint mir, dass die Controller in den LEDs das 
Problem sind. Die verhalten sich vielleicht wirklich bei der 
Signalübertragung etwas anders. Ohne diese machen die ganz konstante PWM 
auf den drei Farbkanälen...
Bedeutet "Interaktion mit der Stromversorgung", dass die 
Spannungsregelung im SNT letztlich die Wellen erzeugt?

>
> Im zweiten Fall würden Kondensatoren an den Datenleitungen wohl wenig
> bringen und es wäre fraglich, ob man überhaupt viel dagegen tun kann.
>
Die kleinen Cs habe ich an einer Zeile ausprobiert - bringt praktisch 
keinen Effekt. Das untermauert die These, dass eigentlich das Netzteil 
die Störungen verursacht. Das wäre eine gute Nachricht, denn dort habe 
ich im Gegensatz zur Matrix selbst noch Platz....
Ich werde mal ein dickes Labornetzteil als Stromversorgung anschließen 
und schauen, ob die Musik dann weg ist.

> Helfen könnte evtl., wenn Du die Stromversorgung der Module in den
> "Boxen" nicht durchschleifst, sondern den Dreier und die zwei einzelnen
> LEDs jeweils direkt an die dicken Drähte lötest. Außerdem würden
> zusätzliche Kapazitäten in den Quadraten sicher nicht schaden, evtl.
> sogar die Versorgung jedes Kastens per LC-Glied vom Versorgungs-Bus
> entkoppeln.
>
In den Zellen und in der Matrix selbst habe ich leider kaum freien 
Bauraum. Weitere Elkos habe ich probiert - bringen aber kaum einen 
sichtbaren Effekt. Wäre das LC-Glied auch in der Stromversorgung der 
ganzen Matrix sinnvoll? Wenn ja, mit welcher Induktivität?

> Zur weiteren Eingrenzung der Ursache könnte es auch helfen, mal bei
> vollem Aufbau nur Daten für einen Teil der LEDs zu schicken und zu
> schauen, ob und wie das die Störung (an verschiedenen Stellen des
> Aufbaus gemessen) verändert.
Ich habe folgendes festgestellt:
  * nur eine Zeile der Matrix für sich erzeugt auch weniger Störungen. 
Allerdings verändert sich nur die Variabilität der Störungen, es sind 
also weniger Überlagerungen, die Amplitude der Störungen bleibt aber in 
etwa gleich.
  * Messungen an verschiedenen Punkten innerhalb der Matrix zeigen: Je 
weiter entfernt ich +5V und GND kontaktiere, umso größer sind die 
Störungen. Die Messung im ersten Post habe ich über die mittlere 
Entfernung gemacht. Wenn ich direkt in einer Zelle messe, ist die 
Störamplitude ~1/3 so hoch wie im ersten Post beschrieben. Je mehr LEDs 
also "dazwischen" an der Stromversorgung hängen, umso größer sind die 
Störungen.

von Jürgen S. (starblue) Benutzerseite


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Vielleicht synchronisieren die LEDs ja ihre PWM bei der 
Datenübertragung.

Normalerweise sollte man auch Signal- und Masseleitungen parallel 
führen. Ich glaube aber nicht, dass das die Probleme erklärt (sind ja 
nur ein paar cm innerhalb einer Zelle).

von Dietrich L. (dietrichl)


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@Miso S.:
Ich hätte da noch eine Idee, um die Zusammenhänge zwischen externen und 
internen Störquellen vielleicht besser zu klären: Hängt die Störung von 
der eingestellten Helligkeit ab? Kannst du z.B. mal alle LEDs 
ausschalten, dabei die Datenübertragung dann natürlich weiterlaufen 
lassen?

von 8703 (Gast)


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Warum 800kHz? Hat das einen bestimmten Grund?

von HildeK (Gast)


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8703 schrieb:
> Warum 800kHz? Hat das einen bestimmten Grund?

Lies das Datenblatt einer WS2812.
Dort sind die Codes für High und LOW vorgeschrieben mit der Dauer von 
1.25µs. Wenn du zu langsam wirst, wird das als Reset interpretiert.

T0H 0 code ,high voltage time 0.4us ±150ns
T1H 1 code ,high voltage time 0.85us ±150ns
T0L 0 code , low voltage time 0.85us ±150ns
T1L 1 code ,low voltage time 0.4us ±150ns
RES low voltage time Above 50µs

Beitrag #6267002 wurde von einem Moderator gelöscht.
von c-hater (Gast)


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HildeK schrieb:

> Lies das Datenblatt einer WS2812.

Das kann man leider ziemlich knicken. Keine Ahnung warum in diesem DB 
die Spezifikation derart getroffen wurde. Tatsache ist, dass man SEHR 
weit davon abweichen kann, insbesondere auch bezüglich dessen, was als 
Latch/Reset interpretiert wird. Die Spezifikation ergibt in Anbetracht 
des tatsächlichen Verhaltens kaum einen Sinn.

Eine sehr brauchbare Untersuchung zum tatsächlichen Verhalten findest du 
hier:

https://wp.josh.com/2014/05/13/ws2812-neopixels-are-not-so-finicky-once-you-get-to-know-them/

Die hier gefundenen Werte habe ich durch eigene Versuche verifiziert. 
Das passt wirklich alles sehr gut. Ich selber habe das dann noch über 
die Temperatur variiert. Ja, die hat einen Einfluß. Das wird aber erst 
in Temperaturbereichen relevant, die die Dinger sowieso nicht lange 
überleben...

von Jürgen S. (starblue) Benutzerseite


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Jürgen S. schrieb:
> Vielleicht synchronisieren die LEDs ja ihre PWM bei der
> Datenübertragung.

Laut
https://wp.josh.com/2014/05/15/getting-physical-to-uncover-neopixel-pwm-secrets/
ist das nicht der Fall.

von Miro S. (miros)


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Dietrich L. schrieb:
> @Miso S.:
> Ich hätte da noch eine Idee, um die Zusammenhänge zwischen externen und
> internen Störquellen vielleicht besser zu klären: Hängt die Störung von
> der eingestellten Helligkeit ab? Kannst du z.B. mal alle LEDs
> ausschalten, dabei die Datenübertragung dann natürlich weiterlaufen
> lassen?

Hallo Dietrich,
die Datenübertragung findet nur statt, wenn eine Änderung propagiert 
wird. Wenn die Animation läuft funkt es, sonst ist es vergleichsweise 
ruhig (siehe Anhang). Die Helligkeit der LEDs spielt praktisch keine 
Rolle. Der Spannungspegel ändert sich geringfügig durch die Belastung, 
aber die Störungen behalten Ihre Amplituden.

von Miro S. (miros)


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So, ich habe jetzt für einen Versuch ein 30kg schweren Trum von 
Labornetzteil hervorgekramt, um den Effekt des eigentlich einzusetzenden 
SNTs zu isolieren. Das Bild ist eindeutig: Die Störungen sind trotzdem 
da (siehe Anhang).
Lediglich die Amplitude sinkt geringfügig. :-(

Das bedeutet meiner Meinung nach, dass es entweder eine Möglichkeit gibt 
durch einen Tiefpass die Versorgungsspannung von der HF zu entkoppeln 
oder das ich die Störungen akzeptiere muss und eben in der Nähe des 
Dings kein altes UKW-Radio betreiben kann....
¯\_(ツ)_/¯

Miro

von karl (Gast)


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ein modernes ukw geht wohl auch nicht... nette grüße karl

von R. M. (rmax)


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Miro S. schrieb:
> die Datenübertragung findet nur statt, wenn eine Änderung propagiert
> wird. Wenn die Animation läuft funkt es, sonst ist es vergleichsweise
> ruhig (siehe Anhang).

Dann musst Du sie halt für Testzwecke so umprogrammieren, dass Du auch 
statische Muster (alles aus, alles an, jeweils nur eine Farbe an, 
jeweils nur ein Teilstück an, etc.) in Dauerschleife senden kannst, um 
mehr über die Ursache der Störung zu erfahren.

Miro S. schrieb:
> Das bedeutet meiner Meinung nach, dass es entweder eine Möglichkeit gibt
> durch einen Tiefpass die Versorgungsspannung von der HF zu entkoppeln

Nachdem Du das Netzteil als Beteiligten an den Störungen ausgeschlossen 
hast, sehe ich da nicht einen einzigen Tiefpass zwischen Netzteil und 
LED-Matrix, sondern eher viele Tiefpässe überall dort, wo Du von der 
dicken Versorgungsleitung abzweigst, damit die Störungen lokal bleiben 
und nicht wieder auf die langen Leitungen zurückwirken können.

Vielleicht würde es sogar schon reichen, die Versorgungsleitungen bei 
jedem Abzweig ein paarmal durch einen Ferritkern zu ziehen, denn 
Kapazitäten sind ja bereits vorhanden.

: Bearbeitet durch User
von Miro S. (miros)


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R. M. schrieb:
> Dann musst Du sie halt für Testzwecke so umprogrammieren, dass Du auch
> statische Muster (alles aus, alles an, jeweils nur eine Farbe an,
> jeweils nur ein Teilstück an, etc.) in Dauerschleife senden kannst, um
> mehr über die Ursache der Störung zu erfahren.
Habe ich gemacht und festgestellt, dass die Effekte an praktisch jeder 
Stelle der Matrix auftreten, wenn die jeweilige LED (der Controller) 
einen neuen Farbwert übernimmt. Je mehr sich gleichzeitig ändern, umso 
größer (diverser) werden die Störungen.

> Nachdem Du das Netzteil als Beteiligten an den Störungen ausgeschlossen
> hast, sehe ich da nicht einen einzigen Tiefpass zwischen Netzteil und
> LED-Matrix, sondern eher viele Tiefpässe überall dort, wo Du von der
> dicken Versorgungsleitung abzweigst, damit die Störungen lokal bleiben
> und nicht wieder auf die langen Leitungen zurückwirken können.
Was ich dazu noch herausgefunden habe, ist dass die Störungen in der 
Schaltung mit dem Labornetzteil zwar fast gleich stark waren, aber dass 
die Rückwirkung ins Stromnetz deutlich geringer war. Vielleicht ist das 
noch ein Ansatzpunkt. Ich werde es mit einem zweistufigen Netzfilter zum 
Geräteeinbau probieren...

> Vielleicht würde es sogar schon reichen, die Versorgungsleitungen bei
> jedem Abzweig ein paarmal durch einen Ferritkern zu ziehen, denn
> Kapazitäten sind ja bereits vorhanden.
Dafür ist in dem kompakten Aufbau leider kein Platz und von den Zellen 
gibt es 121!
Bei einem neuen Entwurf wäre da vielleicht etwas mit kompakten 
Kapazitäten zu machen. Aber dann würde ich das ganze von vorn herein als 
PCB ausführen, mit besseren Möglichkeiten die Bedingungen zu 
kontrollieren.

Miro

von Miro S. (miros)


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Also, nachdem ich die Ursache der Krankheit nicht in den Griff bekommen 
konnte, habe ich jetzt wenigstens die Symptome halbwegs unter Kontrolle.

Ich habe einen zweistufigen EMI Netzfilter als fertige Baugruppe in mein 
Steuergerät integriert und reduziere somit die Störungen in anderen 
netzgebundenen Geräten erheblich. Die Abstrahlung der Matrix und der 5V 
Stromversorgungsleitungen reduzieren sich dadurch natürlich nicht.
Lokales Optimum erreicht.

Vielen Dank nochmal für die konstruktive Diskussion!
Miro

von R. M. (rmax)


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Schön, dass Du eine Verbesserung erreicht hast!

Auf die Idee, dass die Störungen über das Stromnetz von der LED-Matrix 
zum UKW-Radio gelangen, war ich gar nicht gekommen. Ich war in meinen 
Überlegungen die ganze Zeit von Funkstörungen ausgegangen. Aber 
vielleicht wirkt ja das Stromnetz auch einfach nur als erweiterte 
Antenne, bzw. jetzt eben nicht mehr. Hattest Du es denn auch mal mit 
einem batteriebetriebenen Radio getestet?

von Miro S. (miros)


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R. M. schrieb:
> Schön, dass Du eine Verbesserung erreicht hast!
>
> Auf die Idee, dass die Störungen über das Stromnetz von der LED-Matrix
> zum UKW-Radio gelangen, war ich gar nicht gekommen. Ich war in meinen
> Überlegungen die ganze Zeit von Funkstörungen ausgegangen. Aber
> vielleicht wirkt ja das Stromnetz auch einfach nur als erweiterte
> Antenne, bzw. jetzt eben nicht mehr. Hattest Du es denn auch mal mit
> einem batteriebetriebenen Radio getestet?

Auf die Idee bin ich nicht gekommen, weil ich das letzt davon vor 10 
Jahren ausgemustert habe :-(
Ich hatte überlegt, die ganze Matrix vom Netz zu entkoppeln, aber das 
ist leider an einem geeigneten Akku gescheitert.

Interessante Lektion für mich ist, dass diese WS2812b-LEDs zwar einfache 
Digitaldesigns für "bunte" Produkte ermöglichen, aber die 
Störunterdrückung einen den letzten Nerv kostet. Nebenbei dürfte das 
auch ein Kostentreiber sein, wenn zusätzliche Kapazitäten und 
Induktivitäten pro LED notwendig werden.

von R. M. (rmax)


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Ja, die Dinger stören wie die Sau. Bei uns hat es sich mal ergeben, dass 
jemand mit Hörgerät in die Nähe einer WS2812-Kette (noch ohne 'b') kam. 
Ich bin mir nicht mehr sicher, ob im Hörgerät die Telefonspule aktiv war 
oder ob es sich das auch so eingefangen hat, jedenfalls klangen die 
vielen LEDs mit ihren nicht synchronisierten PWM-Frequenzen im Hörgerät 
wie ein Stadion voller Vuvuzelas.

von Jim M. (turboj)


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Miro S. schrieb:
> So, hier könnt ihr den Drahtverhau sehen.

Irks. Das ist HF-mäßig leider eine Katastrophe...

Das Steuersignal ist ja ein Rechtecksignal, und je steiler die Flanken 
je höher die Frequenz(en).

Problem: Umschlossene Fläche.

Man beachte nicht nur den Datendraht, sondern auch den GND Rückkehrpfad. 
Je größer die umschlossene Fläche, je höher die Abstrahlung.

Abhilfe: Anderes Kabel benutzen. Für die längeren Strecken entweder RG58 
(falls man das noch rumfliegen hat, Daten innen GND außen) oder Cat5 
Netzwerkkabel (dort GND mit Daten verdrillen).

Bei den kürzeren Verbindungen hätte ich hier ein Floppy- oder IDE 
Flachbandkabel "geschlachtet" um Daten+GND (und eventuell auch + 
Spannung) dicht nebeneinander führen zu können.

Ansonsten würde auch 'n Metallgehäuse als Schirmung helfen - aber 
bedampftes leitendes Glas ist AFAIK teuer.

von Miro S. (miros)


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Jim M. schrieb:
 Man beachte nicht nur den Datendraht, sondern auch den GND 
Rückkehrpfad.
> Je größer die umschlossene Fläche, je höher die Abstrahlung.
Der Datenpfad kreuzt immer hin und zurück die Versorgungsleitungen. 
Alternativ hätte ich Versorgung und Daten immer parallel führen können, 
dann wären die Versorgungsleitungen unter den beengten Verhältnissen 
allerdings hochohmiger geworden.

> Abhilfe: Anderes Kabel benutzen. Für die längeren Strecken entweder RG58
> (falls man das noch rumfliegen hat, Daten innen GND außen) oder Cat5
> Netzwerkkabel (dort GND mit Daten verdrillen).
Längste Strippe in der Matrix ist so ca 65cm lang. Vor der ersten LED 
sitzt direkt ein RS485-Interface. Dafür nutze ich CAT6-Buchsen und 
-Patchkabel. Stromversorgung kommt parallel über 2x2,5m² für +5V und 
GND.

> Ansonsten würde auch 'n Metallgehäuse als Schirmung helfen - aber
> bedampftes leitendes Glas ist AFAIK teuer.
Rückwand ist 3mm Alu und Frontplatte ist Stahl mit Ausschnitten für den 
Lichtaustritt. Lediglich umlaufend ist das Gehäuse mit einer Tiefe von 
3,4cm aus Eiche. Solange der HF-Müll auf den Versorgungsleitungen 
landet, nützt das aber alles nichts...

Meine Vermutung ist, dass selbst ein "einfacher" LED-Streifen mit diesen 
Dingern den gleichen Störeffekt erzeugt, obwohl dort Versorgungsspannung 
und Datenleitung zusammen geführt werden. Wenn ich mal Langeweile habe, 
probiere ich es aus.

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