ez az útmutató segít megbecsülni a LED-beállítás energiafogyasztását. Egyrészt megpróbáltam a lehető legegyszerűbben és legegyszerűbben tartani, de másrészt nem akartam csak bizonyos csíkokra korlátozni. Így ez az útmutató megmutatja, hogyan lehet kiszámítani a tápegység minimális teljesítménykövetelményeit nemcsak analóg típusú RGB csíkokra három különböző kiszerelésben, hanem címezhető WS2812b csíkokra is. A jobb megértés érdekében néhány példát is felsoroltam.
SMB LED modulok
a LED-ek felületre szerelt eszköz (SMD) moduljainak sokfélesége hatalmas, ahol minden modult a LED-csomag geometriai mérete különböztet meg. Ebben az útmutatóban a leggyakrabban használt 3528, 5050 és 5630 csomagokat tárgyaljuk, amelyeket az alábbi táblázat foglal össze.
| LED csomag | méretek | Chip felület | áram csatornánként | feszültségesés |
|---|---|---|---|---|
| 3528 | 3.5 mm x 2,8 mm | 9,8 mm2 | 7-10 mA | 2,8-3,4 V |
| 5050 | 5.0 mm x 5,0 mm | 25 mm2 | 20 mA | 2,8 – 3,4 V |
| 5630 | 5.6 mm x 3,0 mm | 16,8 mm2 | 50 mA | 2,8 – 3,4 V |
megfigyelhető, hogy az 5630-as csomag a legnagyobb energiafogyasztással rendelkezik. Általában a nagyobb energiafogyasztás A LED-ek nagyobb világítási kimeneti intenzitását is eredményezi. Így a fenti csomagok rendezése, figyelembe véve a kimeneti fényerőt 3528 < 5050 < 5630. Jegyzet, hogy a fenti táblázat aktuális sorsolását csatornánként adjuk meg. Ha figyelembe vesszük az RGB LED mindhárom csatornáját, akkor meg kell szorozni az aktuális húzást hárommal. Szintén, vegye figyelembe, hogy a tényleges aktuális sorsolások gyártónként eltérhetnek.
RGB csíkok
mielőtt kiszámolhatnánk egy adott LED-szalag energiafogyasztását, meg kell különböztetnünk a címezhető és a nem címezhető LED-csíkokat, mivel ezek nemcsak az üzemi feszültségben, hanem az egyes LED-ek vezetékeiben is különböznek egymástól. A nem címezhető LED csíkokkal összehasonlítva a WS2812 vagy a WS2812b LED csíkok lehetővé teszik az egyes LED-ek színének külön-külön történő beállítását.
nem címezhető csíkok
az analóg típusú RGB LED csíkok többnyire három soros LED-et csoportosítanak egy szegmensbe, és minden szegmenst elektromosan párhuzamosan rendeznek el, ami körülbelül 12 V üzemi feszültséget eredményez. Legyen N egy adott RGB LED-szalag szegmenseinek száma, akkor mindhárom csatorna teljes energiafogyasztása kiszámítható
ha egy színes LED-szalag energiafogyasztását szeretné kiszámítani, akkor egyszerűen az előző képletben 3-mal csökkentheti a szorzást.
vessünk egy pillantást egy két példát.
1. példa) 5m 5050 szalag 150 RGB LED-del
ebben az első példában kétféleképpen szeretném megmutatni, hogyan lehet kiszámítani a teljes energiafogyasztást. Az első megközelítés egyszerűen figyelembe veszi a LED-ek mennyiségét a szalagon az energiafogyasztás kiszámításához. A második megközelítés megmutatja, hogyan lehet kiszámítani az energiafogyasztást méterenként.
1a) a szegmensek számát úgy tudjuk levezetni, hogy a LED-ek mennyiségét elosztjuk 3-mal, ami N = 150 / 3 = 50 szegmenst eredményez. U_v = 12V üzemi feszültség és I_{ch} = 20mA csatornánkénti áramfelvétel esetén a teljes energiafogyasztás kiszámítható
1b) a szalag méterenkénti energiafogyasztásának kiszámításához előzetesen le kell vezetnünk a méterenkénti szegmensek számát. Ennek eléréséhez egyszerűen elosztjuk a LED-ek mennyiségét a szalag hosszával, és megkapjuk a LED-ek számát méterenként 150 / 5 = 30. További elosztva három hozammal N = 30 / 3 = 10 szegmens méterenként. Ezzel a méterenkénti energiafogyasztás kiszámítható 3 \cdot 10 \cdot 12V \cdot 20mA = 7,2 W/m. végül az egész szalag fogyasztását úgy lehet kiszámítani, hogy megszorozzuk annak hosszával, így
ami egyetért az 1a eredményünkkel).
az ok, miért akartam bemutatni, hogy a második megközelítés, mert ez különösen hasznos, ha figyelembe vesszük a kérdést, hogy mennyi a szalag képes futtatni egy adott tápegység.
2. példa) 5m 5630 csík 150 RGB LED-del
az előző példához hasonlóan először meghatározzuk a szegmensek számát úgy, hogy elosztjuk a LED-ek számát 3-mal, így N = 150 / 3 = 50 szegmenst kapunk. U_v = 12V üzemi feszültséggel és I_{ch} = 50mA csatornánkénti áramfelvétel mellett a teljes energiafogyasztás kiszámítható
címezhető csíkok (WS2812/WS2812b)
az analóg típusú LED csíkok szegmentálási módszerével ellentétben, ahol három LED van csoportosítva egy szegmensbe, címezhető csíkokban minden LED-et külön kell táplálni annak érdekében, hogy minden RGB LED a beállított színben ragyogjon. Ezenkívül a WS2812 / WS2812b csíkokban minden RGB LED saját vezérlővel van ellátva,és az összes LED elektromosan párhuzamos. Ez egyrészt lehetővé teszi az u_v = 5V csökkentett üzemi feszültséget, másrészt az ilyen csíkoknak nagyobb általános áramra van szükségük, mint a hasonló energiafogyasztású analóg típusú RGB LED csíkokhoz képest.
az összes WS2812 / WS2812b csík 5050 RGB LED csomagot használ, ami azt jelenti, hogy minden RGB LED maximális áramfelvétele I_{ch} = 20mA a fenti táblázat szerint. A fentiekhez hasonlóan egy adott szalag teljes energiafogyasztását keressük teljes fényerővel, fehér színben. Vegyünk egy ilyen címezhető csíkot N LED-ekkel. Akkor max. az energiafogyasztás mindhárom csatorna esetében a
1. példa) 5m WS2812b szalag 150 RGB LED-del
üzemi feszültséggel U_v = 5V, I_{ch} = 20mA áramfelvétel LED-enként és csatornánként, és n = 150 LED mennyisége, a max. a szalag energiafogyasztása kiszámítható:
vegye figyelembe, hogy a tápegységnek képesnek kell lennie
2. példa) 5m WS2812b szalag 240 RGB LED-del
az előző példához hasonlóan a max. ennek a szalagnak az energiafogyasztása kiszámítható az n = 240 LED különböző mennyiségének figyelembevételével, így
vegye figyelembe, hogy a tápegységnek képesnek kell lennie
További tippek
az alábbi tippek segítenek a LED-világ utazásában.
tápegység
a beállításhoz megfelelő tápegység kiválasztásakor képesnek kell lennie legalább a fenti képletekkel számított energiafogyasztás biztosítására, feltételezve, hogy hosszú ideig teljes fényerővel szeretné táplálni a beállítást. Ha a beállítás nem igényli ezt a funkciót, akkor csökkentheti a tápegység által biztosított teljesítményt is. Ne feledje azonban, hogy ebben az esetben a tápegység túlterhelődik minden alkalommal, amikor megpróbálja teljes fényerővel futtatni a csíkokat. Sok újabb tápegység túláramvédelemmel rendelkezik, így általában nem nagy ügy, de mindenképpen csökkentheti mind a kínálat, mind a csíkok élettartamát.
tipp
ahelyett, hogy egy nagy tápegységet telepítene a beállításhoz, gondoljon arra, hogy a terhelést több kisebb tápegységgel hajtja, amelyek mindegyike a beállítás egy szegmensét hajtja.
feszültségesés
ha feszültségesést tapasztal az RGB csíkokon annak hossza miatt (ami az RGB LED-ek fényerejének csökkenését eredményezi a szalag vége felé), vagy az 5m-nél hosszabb RGB csíkok esetében azt javaslom, hogy minden 5m-es rész után használjon RGB erősítőket, hogy elkerülje az ilyen nem kívánt fényerő-gradienseket a csíkok vége felé.
passzív / aktív hűtés
ne feledje, hogy általában minél nagyobb az energiafogyasztás A csíkok hosszához viszonyítva,annál magasabb a hőmérséklete. Ha észreveszi, hogy a csíkok túl forróak, próbálja meg ragasztani őket egy hővezető anyagra, például alumíniumra. Ez a kiegészítő passzív hűtés a hőelosztáson keresztül elegendő a legtöbb esetben.
figyelem
kérjük, ne felejtse el, hogy a tápegység hőt is termel. Ne tegye a tápegységet zárt dobozba. Tervezze meg a hőkimeneteket, és ha szükséges, az aktív hűtést.