WS2812B stroom meting komt niet overeen met verwachte waarde

Hallo allen,

Dit is mijn eerste forum post dus weet niet of deze discussie goed geplaatst is.

Maar nu mijn vraag. Ik ben bezig met trapverlichting die ik aan wil sturen met een esp8266 (nodemcu). Het gaat om 210 leds over 14 trap tredes. De strips worden op elke trap trede 25 cm (15 leds) lang.

Nu ben ik aan het kijken wat voor voeding ik nodig heb voor de boel veilig te kunnen aansluiten. En had ik gelezen dat elke led 60mA aan stroom trekt dit is natuurlijk op 100%. Dit wordt het in mijn geval niet omdat dit te veel licht zal gaan geven. Nu heb eens de stroom gemeten van een trap trede dit zou hoe ik begrijp uit moeten komen op ongeveer 0,75A (15x0,05A). Maar echter komt deze bij niet in de buurt van deze waarde. Meetwaarde: 0,11A op de gewenste kleur en helderheid.

Nu ben ik sterk aan het twijfelen of ik meet verkeerd of mijn meter heeft een onnoemelijke afwijking maar lijkt me aan een kant sterk dat dit zo groot is.

Mijn meter zit namelijk tussen de VU pin en de 5v draad van de strip. De VU pin is de pin die rechtstreeks 5v geeft vanaf de voeding.

Multimeter: Holex 9917

Als iemand tips heeft of iets dat ik verkeerd doe hoor ik het graag.

Groet,

Larey

Het lijkt mij niet heel gek.

Maar vermits deze leds PWM gebruiken is kan men eventueel vrij precies tussen 0% en 100% aansturing interpoleren wat de verwachte stroom is.

Het is bij experimenteren wel praktisch als de voeding voldoende stroom kan leveren. Als bij een tikfout in de code waardoor de stroom te hoog oploopt de boel bij opstarten onmiddelijk crashed kan het lastig zijn om er iets anders in te schieten.
Ik heb dat probleem ooit gehad bij een ingebouwd spelletje met deze leds dat uit USB gevoed werd.

Haal je 0,75A uit de ESP? Die is alleszins niet gemaakt om zoveel leds aan te sturen. Reken worst case op 60mA x 210 = 12,6A. Een Meanwell RS-75-5 is daar geschikt voor. Voed de strips rechtstreeks uit de RS-75-5. Als de ESP uit dezelfde voeding wordt gevoed, dan hoef je van ESP naar de ledstrip alleen een data draad te sturen.

[Bericht gewijzigd door buckfast_beekeeper op (32%)]

een trap trede dit zou hoe ik begrijp uit moeten komen op ongeveer 0,75A (15x0,05A).

Weet je zeker dat inderdaad alle leds parallel staan?
Vaak staan leds in serie, zodat de totale stroom hetzelfde is als de stroom door 1 led. (Wel neemt dan de benodigde spanning natuurlijk toe met het aantal leds.)

Leds staan sowieso parallel. Datasheet

VDD = 5V.

Op 10 november 2022 10:59:13 schreef buckfast_beekeeper:
Haal je 0,75A uit de ESP? Die is alleszins niet gemaakt om zoveel leds aan te sturen. Reken worst case op 60mA x 210 = 12,6A. Een Meanwell RS-75-5 is daar geschikt voor. Voed de strips rechtstreeks uit de RS-75-5. Als de ESP uit dezelfde voeding wordt gevoed, dan hoef je van ESP naar de ledstrip alleen een data draad te sturen.

Op dit moment gebruik ik gewoon even de pin van de ESP. Maar als het goed is zou het voor de ESP niets uitmaken omdat die een rechtstreekse pin is die vanaf de voeding komt. Maar sluit het dadelijk wel aan met een aparte draad vanaf de voeding.

Als voeding gebruik ik nu een 5v 2A. Ik wou met dit experiment kijken wat mijn stroom waarde gaat zijn met de gewenste kleur en helderheid voor een traptrede. Deze gaat ook vast gedefinieerd worden dus een andere kleur of helderheid gaat niet gebruikt kunnen worden. Maar omdat de meting zo laag uitviel ben ik gewoon het uiterste gaan zoeken van de voeding. En kan op een 2A voeding alle 210 leds laten branden en dan kom ik ergens rond de 0.36A uit. Dus vind het maar vreemd aan een kant van wat ik lees op internet en wat ik zelf meet.

60mA gaat uit van 0xFFFFFF en helderheid 100%. Als de kleur afwijkt van wit en de helderheid wijkt af van 100% dan zal de stroom inderdaad wijzigen. Bij rood 0xFF0000 of rood aan 100% heb je maar 20mA per led. Ga je dan voor een helderheid 50% of 0x7F dan gebruikt de led maar 10mA. Alles is gewoon afhankelijk van kleur en helderheid.

Een multimeter is niet het beste meetinstrument om dit soort pwm signalen te beoordelen... (op zijn minst krijg je onbetrouwbare waarden)

Ja ik had ergens deze week een lijst gevonden van iemand die alle kleuren op een bepaalde helderheid had gemeten maar vind deze helaas niet meer.

Maar dat is ook normaal dat bij een bepaalde kleur en helderheid de amperage veranderd. Maar denk dat ik gewoon de boel aansluit en vanaf daar ga kijken wat het doet.

Wat raden jullie aan deze op een aparte groep aansluiten of is dat niet nodig ? Deze verlichting zal alleen aan gaan op het moment dat er iemand de trap op/afloopt en gaat daarna weer uit. Dus dit zal zeer kort zijn telkens dat deze lampen aan gaan.

Op 10 november 2022 13:22:15 schreef Arco:
Een multimeter is niet het beste meetinstrument om dit soort pwm signalen te beoordelen... (op zijn minst krijg je onbetrouwbare waarden)

Welk meetinstrument raad jij aan voor deze toepassingen ?

Je kunt een elcootje over de meterpolen proberen, dat geeft een meer gemiddelde uitslag...

@arco: Dat hoort niets uit te maken: De "dual slope" meetmethode van multimeters geeft inherent de gemiddelde waarde over de hele meetcyclus van ongeveer 0.3 sec. (of, nou goed dan, de helft daarvan).

@Larey, Ik heb zojuist vanmiddag het datasheet opgezocht van een echte WS2812 (kale led, zonder strip). Daar staat in: "12mA per led". Dus totaal maar 36mA voor alle leds op full blast. Tot vanmiddag rekende ik ook met die 20mA hoor!!

Ik heb ook "fake" WS2812 leds gekocht (van een ander merk dan "worldsemi"). Dat zijn degenen die ik heb gemonteerd op m'n protoypes. Doen het prima. Daar staat in het datasheet: 9mA per led. Dus totaal maar 27mA. Omdat die ledstrips meestal van de goedkoopste spullen die ze konden krijgen gemaakt zijn zullen ze wel de 2x goedkopere "van een andere fabrikant" exemplaren genomen hebben.

Ik zou de boel even op "full blast" testen. Kijken of je meting dan een beetje klopt. Dan pas kijken waar je op uitkomt bij de "gewenste waarde".

Ik neem aan dat je dit zou willen controleren om een voeding te kunnen begroten: Hoe groot moet die voeding zijn? Dat ZOU je kunnen mikken op: we gaan toch niet meer dan 50% van de leds vragen. Maar ik zou toch echt gaan voor "leds op 100% kan ie in princiepe aan, liefst net met wat marge". Iets minder marge dan je normaal zou begroten, maar dat ie wel "even" op full blast kan voor als je over een paar jaar vergeten bent dat je er een "kan maar tot de helft" voeding er in had gezet.

@rew: waar in de worldsemi datasheet staat er hoeveel de leds verbruiken? Golflengte mcd en spanning voor elke led kan ik vinden. Meer dan ±1µA voor Input current kan ik niet vinden.

@rew Bedankt voor je reactie. Ik ben meteen gaan meten hieruit blijkt dat je verhaal klopt. Meting komt ongeveer overeen schommelt een klein beetje maar ligt denk ik aan de ESP.

Een voeding met marge ga ik zeker nemen voor die paar euro extra.

@buckfest_beekeeper ik vind de datasheet ook een beetje onduidelijk met de waardes die erin staan.

Op 10 november 2022 16:45:35 schreef buckfast_beekeeper:
@rew: waar in de worldsemi datasheet staat er hoeveel de leds verbruiken? Golflengte mcd en spanning voor elke led kan ik vinden. Meer dan ±1µA voor Input current kan ik niet vinden.

http://www.world-semi.com/DownLoadFile/108
(ik hoop dat die ook werkt buiten de site. anders moet je hier langsgaan).

(Worldsemi was zo'n typisch chinees bedrijf met 1) beetje brak datasheet en 2) de instelling: We maken het de concurrenten te makkelijk als ze zomaar het datasheet kunnen downloaden. Als je een shitload van die dingen koopt, /dan/ geven we je natuurlijk het datasheet! Adafruit had ooit zo'n shitload gekocht en het datasheet online gezet. Sindsdien is het datasheet kennelijk ge-update. Zoals je ziet heb ik in de officiele gezocht op "mA", daar vond ik in die van Adafruit deze tabel niet.)

Oke duidelijk, dan zitten de webshops nog met verkeerde informatie die ze door geven aan de klant. Want waar ik ze gekocht heb zeggen ze hele strip van 300 leds trekt 18A. Dus ze gaan nog uit van 60mA 1 ledje.

Daarom dat ik het niet snapte want mijn meting viel lager uit dus begon aan men eigen te twijfelen.

Op 11 november 2022 11:45:39 schreef Larey:
Oke duidelijk, dan zitten de webshops nog met verkeerde informatie die ze door geven aan de klant. Want waar ik ze gekocht heb zeggen ze hele strip van 300 leds trekt 18A. Dus ze gaan nog uit van 60mA 1 ledje.

Daarom dat ik het niet snapte want mijn meting viel lager uit dus begon aan men eigen te twijfelen.

Wat voor soort ledstrip gebruik je ?
(plaats eens een link naar de datasheet)

Ik gebruik hier een APA 102 en die neemt bij wit licht en maximale intensiteit 3x20 mA = 60 mA op.
Dus een 'RGB led' neemt max 60 mA op, bij 210 leds is dat 210 x 0,06A = 12,6 A

Dus de waarde die de website aangeeft klopt denk ik wel.

Op 12 november 2022 14:52:24 schreef picturemaker:
[...]

Wat voor soort ledstrip gebruik je ?
(plaats eens een link naar de datasheet)

Ik gebruik hier een APA 102 en die neemt bij wit licht en maximale intensiteit per led 3x20 mA = 60 mA op.

Dus de waarde die de website aangeeft klopt denk ik wel.

Ik gebruik de WS2812b strip. Hieronder vind je de link naar de datasheet.

https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/WS2812B.pdf

ben ook aan het experimenteren met een ring van leds (60) die per led geadresseerd kunnen worden. Ik stuur het aan met een ESP32 / ESPhome.

Met de multimeter meet ik de stroom van de leds, de current-probe meet de vorm.

multimeter 424mA (RMS)
scope 430mA (AC+DC RMS) 100mA/div

De scope laat zien dat er een "ruislevel is van ca 200mA tt.

Het plaatsen van een elko (2200uF) direct over de DC aansluiting van de ledring maakt het allemaal een stuk rustiger.

Het advies is om altijd een elko te plaatsen om de ruis weg te nemen, deze ruis bevat HF componenten en de (lange) aansluit-draden voor de ledring werken als antenne, het zal de betrouwbaarheid van je ledsysteeem ten goede komen.

Ik heb kennelijk verkeerd gezocht, want in het adafruit datasheet staat gewoon dezelfde tabel en daar staat 20mA. Ik heb ook een WS2812 versie gevonden die mikt op 5mA, speciaal voor mobiele devices.

Als Vishay een SI2300 mosfet uitbrengt, en de chinezen gaan hem clonen... Sommige hebben genoeg vertrouwen in zichzelf dat ze hem HX2300 of AP2300 noemen. Maar andere noemen hem gewoon "si2300". Vandaar dat je de fabrikant moet specificeren als je precies wilt weten wat je krijgt.

Hetzelfde geldt voor de WS2812 leds. Die worden nu ook nagemaakt en de clones heten (vaker dan bij die mosfet) gewoon WS2812. Ook zijn er dus varianten die minder stroom trekken. Het rekening houden met 60mA per led is wel netjes, maar dat er in de praktijk wat minder is dat geeft wat marge.

Wat er op zo'n strip zit, dat weet je niet. Zelfs als ze er een clone op hebben gezet kunnen ze met recht "ws2812" zeggen, mits die clonefabriek z'n led ook WS2812 heeft genoemd.

Oke ja ik merk dat mijn multimeters niet echt betrouwbaar zijn heb 2 multimeters hier liggen maar geven elk een andere waarde aan. Deze liggen ook niet echt bij elkaar in de buurt dus weet ook niet welke nu betrouwbaar is. Heb voor nu een meanwell LRS-75-5 14A besteld voor de zekerheid voordat ik mijn 3a voeding eruit blaas. Maar denk dat 14 ampere ook te groot is voor mijn toepassing. Want wil het zo maken dat de ledstrips mee bewegen met de persoon. Dus zal steeds 1 strip te gelijk aan gaan.

Dus denk dat ik de boel morgen even meeneem naar het werk dan kan ik eventueel ook een scope meting doen en meten met een rms meter. Wordt toch eens tijd om "fatsoenlijk" meet apparatuur aan te schaffen. Aangezien ik dit steeds begin te doen.

@Peter_dtn mijn verlichting gaat ook draaien op esphome, ben je ook een home assistant gebruiker ?

[Bericht gewijzigd door Larey op (20%)]

Op 12 november 2022 16:06:04 schreef Larey:
[...]

Ik gebruik de WS2812b strip. Hieronder vind je de link naar de datasheet.

https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/WS2812B.pdf

Vreemd dat die datasheet niet aangeeft wat de opgenomen stroom per led is.

In deze link staat die waarde voor de WS2812B wel aangegeven https://www.kiwi-electronics.com/nl/ws2812b-5050-rgb-led-met-geintegre…

Dus dan zou dat bij jouw ledstrip ook zo moeten zijn.

Een multimeter van Fluke geeft wel de juiste waarde aan....

Bij 101 leds op een PCB heb ik 4x 1000µ/16V geplaatst. Je weet dat alle leds gelijktijdig omschakelen, in mijn geval van rood naar wit, en dus plots allemaal meer stroom nodig hebben.

@Peter_dtn mijn verlichting gaat ook draaien op esphome, ben je ook een home assistant gebruiker ?

Ja ik gebruik het al een tijdje en heb het onder Debian op een oude `mac-mini draaien.

Werkt uit de kunst..

Op 13 november 2022 16:19:43 schreef picturemaker:
[...]

Vreemd dat die datasheet niet aangeeft wat de opgenomen stroom per led is.

Jawel, er is een tabelletje met "20mA" voor zowel rood, groen en blauw. Dat in het adafruit datasheet. En poef! Its gone! Het staat tegenwoordig in het datasheet, ik heb er vanochtend 1 gezien waar 20mA stond, en ik dacht dat het 't gelinkte datasheet van adafruit was, maar daar staat het dus niet in. Of in ieder geval nu 13 nov 21:30 kan ik het daar weer niet in vinden.