Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik WS2811: RGB-Ausgänge parallel schalten, um auf 50mA Ausgangsstrom zu kommen?


von Ralph K. (rosti_mcn)


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Hallo,

hat schon mal jemand die 3 Farbausgänge eines WS2811 parallel 
geschaltet, um damit eine einzelne 50mA-LED zu treiben?

Ich denke ja das sollte problemlos gehen. Aber um mein Gewissen zu 
beruhigen und dabei etwas zu lernen: gäbe es rein theoretisch irgendeine 
(sinnvolle) Schaltungsrealisierung des IC, so dass die 3 
Strombegrenzungen nicht voneinander unabhängig sind?

PS: Wünsche allen ein gesundes 2024!

von Harald K. (kirnbichler)


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Du weißt, daß das Ding eine PWM verwendet? Also müssten alle drei Kanäle 
exakt synchron betrieben werden; hast Du mal mit einem Oszilloskop 
geprüft, wie die Phasenlage der drei PWM-Signale aussieht?

von Ralph K. (rosti_mcn)


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Ja das ist mir schon klar. Genau deshalb frage ich ja hier.

Wenn die Ausgänge analoge Konstantstromquellen sind, sollte das 
Parallelschalten nach meinem Verständnis problemlos funktionieren.

Sind es aber schlichte Open Collector-Ausgänge und die Begrenzung auf 
die nominellen 18.5mA pro Ausgang werden lediglich als Effektivwert 
erreicht, indem die maximale PWM-Einschaltdauer kontrolliert kleiner als 
100% gehalten wird, sähe die Sache anders aus.

Ich hatte die Hoffnung, dass sich das hier schon mal jemand im Detail 
angeschaut hat, auch wenn die Suche nichts in der Richtung ergab. Im 
Notfall kann ich das auch selbst mal messen, würde im Moment aber leider 
nicht dazu kommen :/

von Gerald B. (gerald_b)


Angehängte Dateien:

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Suche mal nach WS2811 Powerpixel schematic. Baue aber sicherheitshalber 
das Fundstück vorher auf Lochraster oder Bredboard auf. Nur zur 
Sicherheit, ob das ein "Maker", oder einer der Ahnung hat, 
veröffentlicht hat.
Die von mir für den WS2811 gefundene Schaltung funktionierte bei WS2814 
(aufgebohrte Variante mit 4 Kanälen) nämlich nicht. Nach etwas 
Experimentieren kam ich dann auf Auskopplung mit pnp Transistoren. In 
meinem Fall steuere ich getaktete KSQs an. Prinzipiell steht dir nach 
der Auskopplung aber alles offen. Einfacher Vorwiderstand, analoge 2 
pol. KSQ, analoge KSQ "zu Fuß" aufgebaut...
Ich habe mal meine Lösung für die WS2814 angehängt, vielleicht kannst 
davon was für deine Belange entnehmen.

von Rainer W. (rawi)


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Gerald B. schrieb:
> Power_WS2814.gif

Hast du selber einmal versucht, auf diesem Bild IRGENDETWAS zu 
entziffern?

von Ron-Hardy G. (ron-hardy)


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Rainer W. schrieb:
> Gerald B. schrieb:
>> Power_WS2814.gif
>
> Hast du selber einmal versucht, auf diesem Bild IRGENDETWAS zu
> entziffern?
Der war gut und richtig. +1

von Jörg R. (solar77)


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Gerald B. schrieb:
> Ich habe mal meine Lösung für die WS2814 angehängt, vielleicht kannst
> davon was für deine Belange entnehmen.

Gibt es das auch in klein, blass und unscharf?

: Bearbeitet durch User
Beitrag #7577564 wurde vom Autor gelöscht.
von Gerald B. (gerald_b)


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Wie man in den Wald hineinruft...
Ich habe ea auch nochmal als png in größer auf dem Rechner, aber die 
Lust verloren, es nach dem Shitstorm hochzuladen.
Mal sehen, ob die, die am Lautesten meckern, auch was Konstruktives 
beizutragen haben.

von J. T. (chaoskind)


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Gerald B. schrieb:
> Wie man in den Wald hineinruft...

Rainer W. schrieb:
> Hast du selber einmal versucht, auf diesem Bild IRGENDETWAS zu
> entziffern?

Normalerweise mag ich solche Antworten ja auch überhaupt nicht, und 
wollte schon etwas entsprechendes sagen, klickte dann aber doch mal aufs 
Bild. Das Bild ist schon arg klein geworden, da ist Rainers Antwort 
durchaus als angemessene Kritik zu sehen.

von Ralph K. (rosti_mcn)


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Manno, musste das Gemetzel hier jetzt sein? Seid doch bitte maximal 
freundlich zueinander ;)

Zum Thema: klar kann man die Ausgänge als Logiksignale nutzen und 
beispielsweise eine Konstantstromquelle aus zwei Transistoren 
dranhängen, um damit jede x-beliebige LED zu erleuchten.

Meine Frage zielt aber konkret darauf ab, ob man sich das für den 
Spezialfall If(LED)=50mA, also Pi x Daumen gleich 3*18.5mA, auch einfach 
sparen kann ;)

von Jörg R. (solar77)


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Ralph K. schrieb:
> Ich hatte die Hoffnung, dass sich das hier schon mal jemand im Detail
> angeschaut hat, auch wenn die Suche nichts in der Richtung ergab. Im
> Notfall kann ich das auch selbst mal messen, würde im Moment aber leider
> nicht dazu kommen :/

Weshalb sollte das schon jemand versucht haben? Der WS2811 wird zur 
Ansteuerung von 3 LEDs verwendet, oder einer RGB-LED. Letztere gibt es 
in verschiedenen Bauformen, z.B. 5050. Dafür reicht der Strom den er je 
Kanal liefert.

Wenn ich LEDs mit höherem Strombedarf verwende kommt halt ein anderer 
Chip zum Einsatz, oder eine andere Art der Ansteuerung.

Geht es Dir darum zu wissen ob es geht, oder gibt es eine konkrete 
Anwendung? Soll dann nur eine LED angesteuert werden, oder mehrere?


Gerald B. schrieb:
> Wie man in den Wald hineinruft...
> Ich habe ea auch nochmal als png in größer auf dem Rechner, aber die
> Lust verloren, es nach dem Shitstorm hochzuladen.

Shitstorm..im ernst?

Du postest einen Fliegenschiss und wunderst Dich über die Reaktionen?
Hast Du dir mal angesehen was Du da gepostet hast?

: Bearbeitet durch User
von Obelix X. (obelix)


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Gerald B. schrieb:
> Ich habe ea auch nochmal als png in größer auf dem Rechner, aber die
> Lust verloren, es nach dem Shitstorm hochzuladen.

Och, jetzt ist der kleine Gerald eingeschnappt. Eine Runde Mitleid 
bitte.

von HaJo (hajohausb)


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Gerald B. schrieb:
> Ich habe ea auch nochmal als png in größer auf dem Rechner, aber die
> Lust verloren, es nach dem Shitstorm hochzuladen.

So kann man „ist nicht wichtig, ich werde es schon selbst hinbekommen“ 
natürlich auch ausdrücken.

von Ralph K. (rosti_mcn)


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Jörg R. schrieb:
> Geht es Dir darum zu wissen ob es geht, oder gibt es eine konkrete
> Anwendung? Soll dann nur eine LED angesteuert werden, oder mehrere?

Beides.
Praktisch überlege ich gerade, mit was für einer Art Beleuchtung ich ein 
Modellflugzeug ausstatte. Der Controller des Modells unterstützt halt 
von Haus aus das WS28xx-Protokoll. Und ich habe da ein paar passende LED 
Filamente (die sind einfarbig) rumliegen, die mit 50mA akzeptabel hell 
sind. Da lag es nahe, an den WS2811 zu denken.

von Ralph K. (rosti_mcn)


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Für alle Nicht-Modellflieger:

An Rumpf, Tragflächen und Leitwerken werden LEDs so verteilt, dass der 
Pilot bei schlechter Sicht (Nacht, Nebel, große Entfernung) die Fluglage 
des Modells in der Luft besser erkennen kann.
Das erreicht man zum einen durch verschiedene Farben (links ggü. rechts, 
unten ggü. oben, vorn ggü. hinten), aber auch durch geeignete Folgen von 
Licht-"Blitzen".

Es ergibt sich also die Aufgabe, eine Anzahl LEDs unabhängig voneinander 
mit mäßiger zeitlicher Auflösung (1/10s) ein- und ausschalten zu können.
RGB-LEDs braucht man dafür in der Regel nicht, weil die Farbe durch die 
Montageposition jeder LED festgelegt ist.

Wichtig ist am Ende auch, dass die ganze Geschichte so wenig wie möglich 
wiegt. Da muss man dann halt abwägen, ob punktförmige LEDs (weil leicht) 
für die Sichtbarkeit ausreichen, oder ob COBs/Filamente/Glow Wire 
notwendig sind. Hat alles seine vor und Nachteile.

von Obelix X. (obelix)


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Habe ich mal im Netz gefunden, scheint nur nicht aktuell zu sein.

https://martinsuniverse.de/?Bastelprojekte___RC-Luchs

von Ron-Hardy G. (ron-hardy)


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laut denen hier sollte das gehen:
https://hackaday.io/project/8308-ws2811-power-dac/details
oder halt WS2801, kann 3x50mA

von Jens K. (jensky)


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Ralph K. schrieb:
> Ja das ist mir schon klar. Genau deshalb frage ich ja hier.

Du sollst hier aber nicht fragen sondern selber messen und dann hier 
berichten, damit wir dir sagen können das wir es dir hätten sagen 
können.

von Ralph K. (rosti_mcn)


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Jens K. schrieb:
> Du sollst hier aber nicht fragen sondern selber messen und dann hier
> berichten, damit wir dir sagen können das wir es dir hätten sagen
> können.

:D :D :D

Wäre schon längst erledigt, wenn ich nicht gerade wegen eines 
anstehenden Umzugs Hardware-Entzug hätte ;) :P

von Markus M. (adrock)


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Ron-Hardy G. schrieb:
> laut denen hier sollte das gehen:
> https://hackaday.io/project/8308-ws2811-power-dac/details
> oder halt WS2801, kann 3x50mA

Der referenzierte Artikel beschreibt den Einsatz eines P-Mosfets für 
diesen Zweck, erwähnt aber auch gleich die Probleme mit ungleichen 
Flanken für ein/aus. Hängt aber auch von der Betriebsspannung ab. Die 
wurde ja - Salamitaktik sei dank - noch nichtmal erwähnt.

Um es wirklich zu wissen, müsste man sich die Ausgangssignale des WS2811 
auf dem Oszi anschauen ob sie phasengleich sind. Ich würde denken ja, 
aber man weiß ja nie...

von Ralph K. (rosti_mcn)


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@Obelix X.

Danke dir. Das ist sicher für den einen oder anderen Modellbauer 
interessant, hier zur konkreten Frage aber leider nicht weiterführend.

von Ron-Hardy G. (ron-hardy)


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Markus M. schrieb:
> aber man weiß ja nie...

ebenst.

von Ralph K. (rosti_mcn)


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Markus M. schrieb:
> Hängt aber auch von der Betriebsspannung ab. Die
> wurde ja - Salamitaktik sei dank - noch nichtmal erwähnt.

Nix von Salami-Taktik meinerseits. Mich interessiert nur die Antwort auf 
die eingangs gestellte Frage. Dafür ist alles andere drumherum egal.

> Um es wirklich zu wissen, müsste man sich die Ausgangssignale des WS2811
> auf dem Oszi anschauen ob sie phasengleich sind.

Phasengleich ist weder hinreichend noch notwendig. Bei der 
40kHz-PWM-Frequenz eines WS2811 integriert die LED ja quasi den Strom 
über die Zeit. Der entscheidende Punkt ist, wie die sogenannten 
"Konstantstrom-Ausgänge" chip-intern realisiert wurden.

Na ich sehe schon, ich werde wohl die Antwort erst haben, wenn ich nach 
meinem Umzug das Ganze selbst gemessen habe.

von Markus M. (adrock)


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Ralph K. schrieb:
> Markus M. schrieb:
>> Um es wirklich zu wissen, müsste man sich die Ausgangssignale des WS2811
>> auf dem Oszi anschauen ob sie phasengleich sind.
>
> Phasengleich ist weder hinreichend noch notwendig. Bei der
> 40kHz-PWM-Frequenz eines WS2811 integriert die LED ja quasi den Strom

Wie kommst Du auf 40Khz? Nach meiner Info ist die Frequenz weit 
niedriger, nämlich 2KHz. Okay, aber ich verstehe den Punkt, da die 
Helligkeit linear zum Strom ist und das Auge das Integrieren übernimmt 
:-)

> über die Zeit. Der entscheidende Punkt ist, wie die sogenannten
> "Konstantstrom-Ausgänge" chip-intern realisiert wurden.

Naja, zur Not könnte man noch jeweils eine Diode dazwischen schalten 
(Kathode in Richtung des WS2811) um jegliche Wechselwirkungen 
auszuschließen.

von Ron-Hardy G. (ron-hardy)


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Ralph K. schrieb:
> Na ich sehe schon, ich werde wohl die Antwort erst haben, wenn ich nach
> meinem Umzug das Ganze selbst gemessen habe.

Ich wundere mich nur daß das noch niemand gemessen hat.

von Ralph K. (rosti_mcn)


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Markus M. schrieb:
> Wie kommst Du auf 40Khz? Nach meiner Info ist die Frequenz weit
> niedriger, nämlich 2KHz. Okay, aber ich verstehe den Punkt, da die
> Helligkeit linear zum Strom ist und das Auge das Integrieren übernimmt
> :-)

Asche auf mein Haupt - nehme die 40kHz zurück. Fehler war zwischen den 
Ohren :-o

Und ja, selbstverständlich integriert das Auge die Helligkeit und nicht 
die LED, aber immerhin geht die zeitliche Glättung der 
Wärmeverlustleistung auf's Konto der LED :D :P

von Ralph K. (rosti_mcn)


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Ron-Hardy G. schrieb:
> Ich wundere mich nur daß das noch niemand gemessen hat.

So isses. Dachte mir: das hat doch bestimmt schon mal jemand gemacht...
Wird wohl auch so sein, nur derjenige liest hier gerade nicht mit :/

von Rainer W. (rawi)


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Ralph K. schrieb:
> Bei der 40kHz-PWM-Frequenz eines WS2811 integriert die LED ja quasi den
> Strom über die Zeit.

Dann würde die LED immer heller werden, weil negative Ströme nicht 
durchkommen.
scnr

Die LED integriert gar nicht. Der einzige, der den Mittelwert sieht, ist 
der Beobachter.

Zumindest der WS2812B verwendet eine PWM-Frequenz von um die 400Hz.
Bei der WS2811 steht im Datenblatt auf S.1 "more than 2KHz", aber es ist 
natürlich etwas unfair, dort nachzugucken.
https://www.tme.eu/Document/26d574b43ad9ddaffa4d5bcd140ec145/WS2811.pdf

Wer es genauer wissen möchte, wird wohl jedes Exemplar unter den 
verschiedenen Betriebsbedingungen nachmessen müssen ;-)

: Bearbeitet durch User
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