Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik ESP32 und 240Stück WS2812B


von Daniel O. (daniel_o)



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Hallo zusammen. Für einen Kollegen möchte ich ein Leuchtschild mit 
seinem Namen anfertigen. Dafür habe ich um die 240 adressierbare LEDs, 
WS2812B, entlang der Buchstaben angeordnet.

Die Steuerung soll ein ESP32-Modul übernehmen, Interaktion damit über 
den Webserver oder alternativ die Touch-Funktion.


Zum Hinweis: Die Jumper zum nachträglichen Wählen der GPIOs habe ich mir 
durch einige Fehler der Vergangenheit angewöhnt. ^^
Die Rückseite der Platine wollte ich als große Massefläche und die 
Vorderseite als VCC-Fläche gestalten, damit der Spannungsfall für die 
LEDs gering bleibt.

Findet sich ein Denkfehler in meiner Schaltung?

von Dieter S. (hotsystems)


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Daniel O. schrieb:
> Findet sich ein Denkfehler in meiner Schaltung?

Warum muss die Versorgung der Leds überhaupt über die Platine geführt 
werden ?

Ah...ok, du verwendest keinen Stripe.
Alles einzelne Leds auf der Platine ?

: Bearbeitet durch User
von Daniel O. (daniel_o)


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Dieter S. schrieb:
> Daniel O. schrieb:
>> Findet sich ein Denkfehler in meiner Schaltung?
>
> Warum muss die Versorgung der Leds überhaupt über die Platine geführt
> werden ?

Ich hoffe, ich verstehe die Frage richtig. Also es ist eine 40cm x 
20cm-Platine und darauf befinden sich die LEDs aufgelötet. Daher sind 
auch die 5V mit auf der Platine geführt. Es ist kein separater 
LED-Stripe oder Ahnliches. Eher ein Leuchtschild. War das deine Frage?

von Dieter S. (hotsystems)


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Ja das war der Punkt.
Hatte ich noch nachträglich angemerkt.

Es fehlen aber noch Abblockkondensatoren an den Leds.

von Teo D. (teoderix)


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Dieter S. schrieb:
> Es fehlen aber noch Abblockkondensatoren an den Leds.

Kommt auf die Version der LEDs an. Bei der Letzten, V6, ist der 
integriert.


PS: Ink. voller 3,3V Unterstützung, 2khz PWM und sagenhaften 270µs bis 
Reset :)
http://world-semi.com/web/userfiles/productfile/WS2812B-2020-V6_V1.0_EN.pdf

: Bearbeitet durch User
von Daniel O. (daniel_o)


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Sollte ich ältere Versionen (AliExpress) nutzen, die eigentlich einen 
Abblockkondensator bräuchten, sollte der nicht überflüssig werden, bei 
"Zuleitungen" in Form von großen Leiterbahnflächen?

von Jörg R. (solar77)


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Daniel O. schrieb:
> Sollte ich ältere Versionen (AliExpress) nutzen, die eigentlich
> einen Abblockkondensator bräuchten, sollte der nicht überflüssig werden,
> bei "Zuleitungen" in Form von großen Leiterbahnflächen?

Nein.

von Norbert (der_norbert)


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Daniel O. schrieb:
> sollte der nicht überflüssig werden,

Da liegen dann gleich mehrere Größenordnungen dazwischen.

von Daniel O. (daniel_o)


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Okay, dann werde ich die neuen V6 bestellen. Die Beschaltung des 
Pegelwandlers passt auch? Manche sagen, unbenutze Eingänge auf High, 
andere sagen auf Low legen.

von Jörg R. (solar77)


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Daniel O. schrieb:
> Okay, dann werde ich die neuen V6 bestellen. Die Beschaltung des
> Pegelwandlers passt auch? Manche sagen, unbenutze Eingänge auf High,
> andere sagen auf Low legen.

Wenn ich das Datenblatt richtig deute brauchst du bei den V6 keinen 
Pegelwandler, High-level input voltage VIH 0.55VDD, also ca. 2,8V bei 5V 
Versorgung der LEDs.

von Frank K. (fchk)


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Daniel O. schrieb:
> Okay, dann werde ich die neuen V6 bestellen. Die Beschaltung des
> Pegelwandlers passt auch? Manche sagen, unbenutze Eingänge auf High,
> andere sagen auf Low legen.

Du nimmst einfach einen, der genau einen Kanal hat. Eine gute 
Universalempfehlung ist 74LVC1T45. Der hat zwei VCCs, für jede Seite 
einen, und jede Seite kann irgendwas zwischen 1.65V und 5.5V sein. 
Natürlich gehört an jeden VCC einmal 100n.

fchk

von Rainer W. (rawi)


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Frank K. schrieb:
> Du nimmst einfach einen, der genau einen Kanal hat.

Traust du dem Datenblatt der LED-Controller nicht?
Auch die V5 war schon 3.3V kompatibel.
Da stand im DB: "High Voltage Input V_IH min 2.7V". Das sollte ein ESP 
bei vernünftiger 3.3V Versorgung doch sicher liefern, oder?

Gürtel und Hosenträger ...

Daniel O. schrieb:
> Screenshot_2025-12-23_165744.png
Die Kondensatorbank auf der 5V Schiene scheint etwas heftig. Der Strom 
soll doch vom Netzteil kommen. Die große Kapazität wäre VOR dem 
Spannungsregler sinnvoll, um die Welligkeit direkt hinter dem 
Gleichrichter so weit zu reduzieren, dass der Regler immer genug Luft 
hat. Am Ausgang sorgt die Kondensatorbank, je nach Art des Netzteils für 
heftigen Einschaltstrom und nur der ESP hat eine Möglichkeit, Welligkeit 
auszuregeln.
Erfordert und verträgt das Netzteil eine derart hohe kapazitive Last?

Für wen ist der einsame 100nF Kondensator (C4)?
Abblockkondensatoren gehören DIREKT an den Verbraucher. Ihre Aufgabe ist 
es, das dI/dt auf der Versorgungsleitung klein zu halten, d.h. schnelle 
Schwankungen in der Stromaufnahme des Verbrauchers von der 
Versorgungsleitung fern zu halten und dadurch Induktionsspannungen klein 
zu halten, die zu einer instabilen Spannung führen würden.

: Bearbeitet durch User
von Teo D. (teoderix)


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Rainer W. schrieb:
> Für wen ist der einsame 100nF Kondensator (C4)?
> Abblockkondensatoren gehören DIREKT an den Verbraucher.

Das so zu Zeichnen ist Standard und mM. ein guter Stil.

von Rainer W. (rawi)


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Teo D. schrieb:
> Das so zu Zeichnen ist Standard und mM. ein guter Stil.

Das beantwortet nicht die Frage und guter Stil ist es in so einer 
Schaltung mit unterschiedlichen Anforderung ganz bestimmt nicht, 
spätestens wenn da ein Layouter dran sitzt, der den dann blind irgendwo 
zwischen die Elkos packt - ja, so etwas ist nicht aus der Luft 
gegriffen.
Der ESP besitzt eigene auf dem Modul, bei 74HCT125 ist er direkt bei U1 
eingezeichnet (überflüssigerweise sogar zwei [1], C6 und C7) und 240 
WS2812B wirst du mit einem einzigen wohl kaum sinnvoll abdecken können.
[1] https://youtu.be/y4REmZlE7Jg?t=1556

von Εrnst B. (ernst)


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Nur so als Idee: Fastled, Wled & Co verwenden auf dem ESP32 (S3) die 
I2S-Hardware, um den Bitstream für die WS2812 zu erzeugen, mit DMA.

Die I2S-Hardware kann das auf mehreren Pins gleichzeitig, d.H. du kannst 
mehrere Stränge (unabhängig voneinander) gleichzeitig befeuern, d.H. 
"mehr FPS".

je nachdem was der gewünschte Effekt nachher sein soll, würde ich den 
LED-Strang zwei- oder vierteilen (dann kannst du auch alle Gatter im 
74125 verwenden), und mir mal anschauen, welche GPIOs sich zum 
Hardware/DMA-unterstützten Ansteuern eignen.

von Ob S. (Firma: 1984now) (observer)


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Εrnst B. schrieb:

> Die I2S-Hardware kann das auf mehreren Pins gleichzeitig, d.H. du kannst
> mehrere Stränge (unabhängig voneinander) gleichzeitig befeuern, d.H.
> "mehr FPS".

Wozu, bei nur 240 LEDs? Da schafft man mit einem Strang schon deutlich 
über 120Hz Framerate.

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