WS2812b Schutz vor Verpolung?

    WS2812b Schutz vor Verpolung?

    Hallo liebe Leute,

    ich arbeite gerade an einem Projekt, bei welchem ich ca. 70 LEDs des Typs WS2812b miteinander verbinden möchte. diese sind jeweils ca. 50cm von einander entfernt (0,3mm² Kabelquerschnitt, ungeschirmt).
    die LEDs, die man auf einer runden Platine bekommt (siehe Bild), können mit einer temporären Verpolung scheinbar gut umgehen, während die, die in einem 8mm Gehäuse verbaut sind (ebay.de/itm/100pcs-P9823-APA10…m:m7eaBdkeRX5CrmeNNWjCcXQ) sofort sterben... Da die LEDs bei meinem Projekt (Typ: 8mm Gehäuse!) fest in einem Gehäuse verklebt werden, ist der Austausch recht umständlich und fast nicht praktikabel...
    Meine Frage an euch: ist es prinzipiell möglich, die LEDs einzeln gegen Verpolung zu sichern? (Die LEDs werden einzeln gesteckt, so wie man sie gerade braucht... fertiges Projekt werde ich hier im Thread am ENde noch posten ;)
    Habe schon ein paar Sachen u.A. hier im Forum gelesen, aber nichts Genaues gefunden, Schottky-Diode etc. Leider bin ich was Elektronik angeht nicht ganz so bewandert was Details angeht wie die Dimensionierungen von Bauteilen etc...

    Grüße,
    Kokospalme

    Oben auf dem Foto der kleinen Rundplatine ist ein Strombegrenzungswiderstand. Der liegt in der Plusleitung des WS2811 u. 12. Zieh dir mal das Datenblatt vom WS2811, dann siehst du, was ich meine. Dieser Widerstand begrenzt auch bei Verpolung den Strom.
    Die APAs werden ein anderes Schaltungsprinzip haben. Prinzipiell wirst du keine andere Option haben, als aufzupassen.
    Welcher Art stellst du dir denn einen Vefpolschutz vor? Für jede einzelne LED, oder gruppenweise?
    Bei jeder Einzel LED halte ich das nicht für praktikabel. Gruppen kannst du mit einer Shottkydiode schützen. Entweder in Durchlassrichtung in Reihe zur + Leitung oder eine dicke Diode in Sperrichtung parallel zwischen + und - in Verbindung mit einer Schmelzsicherung, die beim auftretenden Kurzschluss bei Verpolung dann abschmilzt. Beide Maßnahmen setzen aber wiederum voraus, das du korrekt verdrahtest beim Aufbau.
    Ich kann das gerade nicht aufzeichnen. Da ich unterwegs mit Tablet und Handy bin.
    Für die Jüngeren: Led Zeppelin ist KEIN beleuchtetes Luftschiff! :D
    Danke für die schnelle Hilfe!
    Also die LEDs sind in 3 bzw. 4er-Gruppen zusammengebaut, ich könnte also jede Gruppe mittels einer Schottky-Diode schützen. Beim Löten etc. sehe ich noch keine Probleme, da ich da sehr gut aufpassen werde. Das größere Problem geht wahrscheinlich davon aus, dass da ein Netzteil evt. mal falsch herum angeschlossen wird (aus welchen Grunden auch immer). Das ganze wird auf Veranstaltungen laufen, somit soll der ganze Aufbau möglichst Idiotensicher gemacht werden :D In der Hektik ist schnell mal was falsch angeklemmt...
    Was für eine Schottky-Diode würdest du denn für mein Vorhaben vorschlagen?

    kokospalme schrieb:

    Das größere Problem geht wahrscheinlich davon aus, dass da ein Netzteil evt. mal falsch herum angeschlossen wird (aus welchen Grunden auch immer)


    Da für gibt es verschiedene Möglichkeiten.
    Nennt sich Verpolungsschutz.
    Variante 3 oder 5 wäre eine Option.
    de.wikipedia.org/wiki/Verpolungsschutz.
    Oder einfach aufpassen und alles gut und eindeutig beschriften.
    Ein Stecker, der mechanisch gegen Verpolung gesichert ist, wird die beste Möglichkeit sein.
    Ansonsten, wenn die Schottkydiode parallel zu den restlichen Dioden liegt und die Sicherung raushauen soll, dann sollte der Flusstrom der Diode mindestens 10x größer dein, als der Maximalstrom des Netzteiles. Ansonsten kann es dir passieren, das die Diode noch schneller als die Sicherung kommt und ebenfalls mit gewechselt werden muß. Wäre sehr unschön, wenn man On Stage ist und gerde weder Zeit noch Möglichkeit dazu hat.
    Ich habe mal die Suchmaske bei TME passend gefüttert und mit kleinstem Preis angefangen, alles über 40 Ampere Maximalstrom anzeigen lassen:
    tme.eu/de/katalog/halbleiter_1…2C24544%2C24995%3B&page=1
    Bei Steckverbindern schau mal hier, da hast du die Qual der Wahl:
    tme.eu/de/katalog/dc-steckverbinder_112990/
    Bis zum Stecker für ein 200A Stataplernetzteil findest du hier alles.
    Ansonsten gib in die Suchmaske mal Harting ein. Das sind im Maschinenbau gern verwendete Steckverbinder. Guck mal bei den Treffern unter rechteckig.
    Es wird dich erschlagen. Da gibt es Hauben, Steckerteile, Module, die man selber mit unterschiedlichen Kontakten bestücken kann, Codierstifte, damit gleichartige Stecker untereinander nicht vertauscht werden können, Stecker für Gehäuseaufbauten, als Verlängerung untereinander, gewinkelte Ausführungen, schwere Gussgehäuse, billige aus Plastik - das volle Programm 8)
    Für die Jüngeren: Led Zeppelin ist KEIN beleuchtetes Luftschiff! :D
    Danke für die Antworten und besonderen Dank an den Suchfilter auf der tme-Seite! Die Kabel bzw. Stecker sind schon festgelegt, da es hier für den outdoor-Einsatz Etwas richtung ip68 sein sollte. dieser Stecker ist schon Verpolungssicher, bzw nur in eine Richtung anschließbar. Harting ist mir aus der Veranstaltungstechnik ein Begriff und sicherlich auch zweckmäßig, allerdings auch teuer und recht klobig. Daher fällt diese Variante wohl raus.
    trotzdem hätte ich gern noch eine weitere Sicherung, "just in case..."
    würde die Schaltung wie im Bild dann funktionieren? (habe leider kein Symbol für die ws2812 gefunden, daher zur Verenfahung einzelene LEDs genommen)
    das Netzteil hat 5A (vorsichtshalber), werde aber maximal 50 LEDs dran hängen (bei dem Kabelquerschnitt maximal 53). Sprich wenn ich eine Schottkydiode nehme, muss diese einen Maximalstrom von 50A aushalten können? oder nehme ich pro 4er-Gruppe solch eine Diode?

    Grüße
    Bilder
    • Schutzschaltung.PNG

      8,43 kB, 1.010×334, 84 mal angesehen
    Entweder hast du die Schottky- oder die LEDs verkehrt herum gezeichnet. Eine LED wird in Durchlassrichtung, also Anode an + betrieben, die Schottkydiode soll ja im Normalfall in Sperrichtung liegen und nur bei Verpolung leiten.
    Es langt eine Schottkydiode für alles.
    Bei einem 5A Netzteil würde ich eine 6,3A Sicherung nehmen. Teste das Ganze aber im Vorfeld ausgiebig. Zum Einen mehrmals hintereinander an und ab stecken und mit Vollast betreiben und gucken, das die Sicherung nicht kommt, andererseits würde ich auch mal eine Verpolung (mit wenigen APAs, Sicherung und Schottkydiode) testen und gucken, ob die APAs und die Schottkydiode es überleben und entweder die Sicherung auslöst oder das Netzteil mit Überlast abschaltet. Denn nichts ist unangenehmer, als sich in vermeintlicher Sicherheit zu wiegen und dann im Feld dumm da zu stehen.
    Hatte ich mit einer Schaltung, die eine Dieselglühkerze mit einem dicken MOSFET aus einer Autobatterie angesteuert hat. Habe ich mit 20A abgesichert und auch getestet.
    Gleich beim 1. Einsatz kam prompt die Sicherung - ich hatte aber keinen Ersatz mit. Ich lernte daraus und isolierte das ganze Konstrukt noch mit hitzefestem Capton Tape.
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    Okay jetzt verstehe ich. bei Verpolung (wie im neuen Bild) kann der Strom dann durch die Schottky-Diode fließen, statt meine LEDs zu zerstören oder wie muss ich das verstehen?
    Und was meinst du mit einer 6,3A Sicherung? Zusätzlich zur Diode? kannst du das genauer erläutern?
    Ja klar, ich werde das auf Herz und Nieren Prüfen! On Stage ist das garnicht witzig wenn da ein ganzes Bühnenbild plötzlich nicht klappt (ein paar hundert Stunden Arbeit sind das insgesamt...)
    Bilder
    • SchutzschaltungRICHTIG.png

      5,92 kB, 1.010×334, 62 mal angesehen
    Ja, jetzt ist es richtig und du hast es verstanden.
    Die Sicherung soll in die + Leitung gleich hinter den Stecker, oder auch davor zum Netzteil hin.
    Aber mach dir auf um folgendes Szenario Gedanken: Die Sicherung ist durch, oder das Kabel ist nicht am Netzteil angesteckt. Die 1. APA darf dann kein Data Input Signal bekommen, oder es nuß, genau wie bei den WS2812 ein Vorwiderstand in die Data Input Leitung der 1. LED.
    Ohne entsprechenden Widerstand wird dir die 1. APA durch einen unbegrenzten Eingangsstrom durch die dann leitenden Substratdioden zerstört - und wenn du Pech hast, auch der steuernde Ausgang.
    Hatte ich bei einem Testaufbau für eine Auquarienbeleuchtung. Der µC hatte seine 5V, die 24V KSQs hatten aber keine Betriebsspannung. Alle 4 ICs der KSQs und die zwischengeschalteten Treibertransistoren an den µC Ausgängen gingen zum Teufel!
    Wenn die Ansteuerung der APAs erst aus den 5V mitversorgt wird, ist das Thema natürlich gegenstandslos.
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    Ja sowas ist dann natürlich sehr ärgerlich... Und das mit dem unbegrenzen Strom verstehe ich auch. Also werde ich wohl so eine Art "Sicherheitsmodul" basteln, das sowohl die Schottky, als auch die Diode für die erste APA enthält, das ich bei jedem Aufbau zwischen Netzteil und der LED-Kette klemme. das müsste dann funktionieren. Zumal ich beim Aufbau wohl anwesend sein werde.

    In diesem Sinne: Vielen Dank euch für die Antworten und die Hilfe! Fotos kommen noch hier in den Thread;)