Hallo Zusammen,
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... Dazu gerade eine Überlegung, das man den Laststrom(kreis) vom Steuerstrom(kreis) trennen könnte, womit der Steuerstrom zwar von der HP kommt, die Sterne jedoch ihre Spannungsversorgung für die Magnetartikel, LED's und co. Seperat bezihen können und man so innerhalb der Selbstverdrahtung nicht in Leistungsbereiche vordringt, die potenziell Gefahr für Leib und Leben darstellen. ...
Das ist nicht so einfach. Es gibt in dem Sinn keinen Steuerstrom. Das Signal vom Arduino geht nur bis zur ersten LED. Dort wird es eingelesen. Das IC in der LED nimmt die Informationen der ersten LED aus dem Datenstrom heraus und verwendet es für seine LEDs. Die folgenden Daten werden neu erzeugt und zur nächsten LED geschickt. Es sind also nicht mehr die Elektronen des Arduinos sondern ganz frische Elektronen aus der Versorgung der LED. Das ist einer der großen Vorteile dieser Ansteuerung. Dadurch können Störungen immer nur das kurze Stück zwischen zwei LEDs beeinflussen. Nach jeder LED sind die Signale wieder ganz sauber. Ein Trennung in Steuerstrom und Laststrom geht also streng genommen nicht.
Eine Trennung per Optokoppler ist keine gute Idee. Dadurch werden die Signale verschliffen. Das liegt daran, dass der Transistor im Optokoppler das Signal nur gegen Masse ziehen kann. Wenn das Signal wieder +5V sein soll dann übernimmt das ein Widerstand. Dieser PullUp Widerstand darf aber nicht so „stark“ sein sonst kann der Transistor ihn nicht gegen Masse ziehen. Die Fallenden Flanken werden also einiger Maßen sauber bleiben, die steigenden Flanken sind abgerundet weil der Widerstand „zu schwach“ ist.
Ein zweites Problem ist die Terminierung der Leitung. Dazu verwendet man bei den WS281x IC die Serien Terminierung. Das Bedeutet, dass ein 100 Ohm Widerstand auf beiden Seiten der Leitung dazu verwendet wird die Schwingungen des Signals zu dämpfen. Dieser Widerstand ist schon in den LEDs eingebaut. Durch einen Optokoppler würde die Signalform verändert was die Geschichte unzuverlässiger macht.
=> Es dürfen keine Optokoppler in die Signalleitung eingebaut werden.
Aber Eine Trennung in einzelne Stromkreise ist durchaus sinnvoll. Nur dass man nicht beide Leitungen trennt sondern nur die Plus Leitung. Damit erreicht man den gleichen Effekt. Ein Kurzschluss in einem Bereich betrifft nur diesen Bereich. Der Maximale Strom ist durch das Netzteil begrenzt. Ich empfehle die Verwendung von mehreren 2A Netzteilen und die Unterteilung in entsprechende Bereiche. Da nie alle LEDs in einem Bereich gleichzeitig mit voller Helligkeit brennen werden kann man rechnerisch mehr LEDs in einem Block zusammenfassen als die 2A erlauben. Das ist aber abhängig von der Konfiguration. Hier findet man das noch mal ausführlicher beschrieben: https://github.com/Hardi-St/MobaLedLib_D...gsanleitung.pdf
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- Ich hatte bereits in einige Gebäudemodelle LED's mit Widerständen eingebaut und für eine Versorgungsspannung von ca. 12 V dimensioniert. Diese Beleuchtungen will bzw. kann ich ohne einen erheblichen Aufwand nicht mehr ausbauen. Die WS2811-Platine kann also nicht direkt angeschlossen werden.
Wenn die LEDs einen gemeinsamen Plus Pol haben dann geht das ganz einfach. Der Plus Pol der LEDs wird an +12V angeschlossen. Der Minus Pol des 12V Netzteils und des 5V Netzteils der LEDs werden verbunden. Die bereits in den Häusern verbauten Widerstände sorgen dafür, dass der Strom nicht zu groß wird. Das WS2811 IC besitzt zwar eine eingebaute Konstantstromquelle. Diese kann aber nicht mehr Strom liefern als die LED samt Vorwiederstand zieht. Die LEDs werden also nicht heller leuchten. Die LED Spannungsquelle darf aber nicht mehr als 12V liefern sonst sind die teuren WS2811 IC’s zerstört. Es gibt auch WS2811 Module welche für 12V ausgelegt sind diese würde ich nicht empfehlen, denn sie müssen auch mit 12V versorgt werden. Intern besitzen diese Module nur einen Widerstand in der Versorgungsspannung mit dem wieder 5V erzeugt werden.
Wenn man 12V – 16V Glühbirnen mit den WS2811 ansteuern will, dann muss man die WS2812_Externder Platine einsetzen. Für ganz große Lasten kann man die Extender Platine von Ronny verwenden.
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- Die Strombegrenzung des WS2811 ist bekanntlich auf 18 mA festgelegt. Da aber meine LED mit ca. 2 mA mit maximaler Helligkeit und hochzufrieden vor sich hinleuchten, können sie die zusätzliche Energie nur in Wärme verbraten. Das halte ich für keine so gute Idee und es würde in der Summe der vorgesehenen LED zu einer nicht unerheblichen und überflüssigen Mehrbelastung der Stromversorgung führen. Ich habe noch keine Möglichkeit gefunden, die interne Strombegrenzung des IC anzupassen. Ich vermute, die Entwicklung des Bausteins geschah in einer Zeit, als die LED noch bedeutend stromhungriger und weniger effizient waren.
Der Baustein ist entwickelt worden um damit LEDs zu betreiben welche 1:1 Häuser beleuchten sollen. Darum können sie diesen hohen Strom bereitstellen. Aber dieser Strom ist auch für Low Current LEDs kein Problem. Sie leuchten dann einfach heller. Wenn man das verhindern will, dann schaltet man sie einfach nicht so lange an. Und das ist genau das was die WS2811 ICs machen. Wenn die LED mit der halben Helligkeit leuchten soll, dann schaltet man sie nur in der Hälfte der Zeit an. Das wird aber so schnell gemacht (400 Hz) das das menschliche Auge (und, ganz wichtig eine Kamera) das nicht sieht. Die ICs sind so schlau, dass sie diese Ein- und Ausschaltzeiten so verteilen das mal die eine LED an ist und mal eine Andere. Dadurch verteilt sich der Strom gleichmäßig.
Die Einschaltzeit kann man in 255 Schritten verstellen. Will man eine LED so hell leuchten lassen wie sie bei 2mA leuchtet dann setzt man die Helligkeit im Programm auf 28. Der große Vorteil dabei ist aber, dann ohne das Austauschen eines Widerstands auch schnell mal eine andere Helligkeit ausprobieren kann.
Während der Einschaltzeit fließt ein geregelter Strom von 18mA. Das hat den Vorteil dass die LED auch bei halber Helligkeit unabhängig von der Versorgungsspannung ist. Wenn diese durch andere Verbraucher schwankt regelt das IC den Strom entsprechend nach so dass die Helligkeit der LED nicht schwankt.
Man könnte die LEDs auch dadurch dunkler machen dass man einen Vorwiderstand benutzt. Aber das ist nicht gut denn dann wird die überschüssige Spannung in dem Widerstand verheizt. Dadurch wird der Wirkungsgrad verschlechtert. Außerdem kann man die LED dann nicht mehr heller machen als das durch den Widerstand bestimmt ist.
Hardi
... und helfen will er dabei auch noch. Merkt Ihr was ... er will wissen wohin ich es geworfen habe und dann fängt er heimlich an, in N zu bauen ... 
