Spannungen abbauen für ungestörte Kommunikation

11 Okt

Im … fünften? … Anlauf habe ich nach etlichen verschlissenen Widerständen, Transistoren und Kondensatoren den Großputz gemacht. Mit der Entlötsaugpumpe die Reste der bisherigen Versuche von der Platine entfernt, eine vierpolige Stiftleiste eingelötet – damit man Fehlschläge einfach abstecken kann – und eine Mini-Platine gebaut, die eine einzelne WS2812B SmartLED trägt.

Fassen wir das Problem noch mal zusammen:

  • der Controller, ein Wemos D1 basierend auf dem populären ESP8266 Baustein, hat eine Betriebsspannung und daher auch ein Ausgangssignal von 3,3 Volt.
  • die SmartLEDs werden vom Netzteil mit 5 bis 5,2 Volt versorgt.
  • die erwartete Signalschwelle der LEDs beträgt 70% der Betriebsspannung = 3,5 Volt.

Ergebnis: Ohne Verstärkung finden sich die beiden Teile niemals zusammen.

Meine bisherigen Verstärker liefen zwar, aber mit der gewichtigen Einschränkung dass die leiseste Änderung oder Unsauberkeit im Signal das Ganze in wildes Flackern zusammenbrechen ließen. Obwohl ja „eigentlich alles wie im Internet beschrieben“ aufgebaut war.

Hm.

Nachdem die Preise für die SmartLEDs mittlerweile im 20-Cent-Bereich sind, habe ich mir die häufig propagierte alternative Lösung herangezogen: Eine einzelne LED wird mit einer Diode in der 5-Volt-Leitung zwischen Controller und eigentlichem Lichtobjekt geschaltet.

Dadurch gehen von den 5 Volt 0,6 Volt verloren. Die LED arbeitet mit 4,4 Volt. Ihre Erkennungs-Schwelle liegt nun bei 4,4 * 0,7 = 3,1 Volt. Das reicht, um die 3,3 Volt zu akzeptieren.

Die LED bereitet aber nun das Signal auch auf und reicht es weiter, sobald sie sich ihren Datensatz entnommen hat. Ihr Signal basiert nun auf den 4,4 Volt ihrer eigenen Betriebsspannung.

Die nächsten LEDs arbeiten mit 5 Volt. Ihre Signalschwelle liegt bei 3,5 Volt. Und die 4,4 Volt sind weit im akzeptablen Bereich.

Hat auf Anhieb funktioniert. Warum genau habe ich dann noch die Stiftleiste eingelötet? Upps.

Einziger Nachteil? Eine fröhlich blinkende LED ist nun im Gehäuse, die muss man bei der Software zukünftig mitzählen. Der Leuchtring hat nun also 24+1 LEDs.

Gibt sich richtig Mühe

Wobei: Noch mehr leuchtende Dinge! Ich kann da keinen Nachteil erkennen. 🙂

Dann noch einen Schattenwerfer in die Mitte, eine Milchglas-Vase umgedreht darüber, und fertig ist die Lichtskulptur.

Ah ja: die Helligkeit von 25% auf 100%. Da wird’s grell und tatsächlich auch ein bisschen warm auf der Platine. Maximal 7,5 Watt warm, um genau zu sein. Aber das 10-Watt-Netzteil sollte das locker ab können. Ist ja nicht ständig alles auf weißes Licht eingestellt.

Der Rest wird im Wesentlichen dann die Software. Übers WLAN die Helligkeit einstellen und Leuchtmuster malen, solche Dinge. Und vielleicht noch einen dekorativen Standfuß darunter – den Kollegen mit der Holzfräse mal dezent anstupsen – und die Kabel vom Controller zum Lichtding etwas länger machen.

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