Ako vybrať ten správny napájací zdroj?
Ak chcete, aby sa vaše adresovateľné LED pásiky rozsvietili, budete potrebovať napájanie. Prichádzajú v mnohých tvaroch a veľkostiach a musíte zistiť, čo budete pre svoj projekt potrebovať.
Aj keď prebytok výkonu (vo wattoch / ampéroch) väčšinou nie je problém, príliš malý (menej výkonný) napájací zdroj môže viesť k „nežiaducim situáciám“. Taktiež hardvérové poistky umiestnené na každom prívodnom plusovom V+ vodiči LED pásika môžu zabrániť akejkoľvek nebezpečnej situácii. Pre viac info o bezpečnosti a poistkách navštívte náš BLOG s článkom Bezpečnosť zapojenia - poistky (Fuses).
Poďme si prejsť zopár vecí, ktoré by ste si mali zistiť pred zakúpením toho správneho napájacieho zdroja pre váš projekt.
Potrebné napätie:
Potrebné výstupné napätie napájacieho zdroja sa musí zhodovať so vstupným napätím riadiacej jednotky a adresovateľného LED pásika.
Príklad tej správnej kombinácie:
Napájací zdroj (5V 10A) + Riadiaca jednotka ESP32 WLED (DC 5-24V) + LED pásik SK6812 (DC 5V) = správna kombinácia.
Koľko energie potrebujete?
Vypočítať celkový výkon pre váš zamýšľaný projekt môže byť skľučujúcou úlohou kde začať.
Prvým krokom v tomto procese je zistenie celkového príkonu, ktorý bude mať vaše LED osvetlenie. Vo všeobecnosti sa navrhuje scenár pre spotrebu energie pri 50% jase bielej farby, pretože všetky efekty a farby, ktoré spustíte, klesnú pod túto hodnotu, takže svoje káble a ciele poklesu napätia navrhujete smerom k tomuto scenáru “50% bielej“.
*** Pravidlo “50% výkonu“ NEPLATÍ pre 12V LED pásik WS2815 !!! Tento typ riadiaceho čipu WS2815 využíva rovnaké množstvo energie na jednu R-G-B farbu ako aj na bielu !!! Preto v tomto prípade navrhujeme pre scenár “100% bielej“ ***
Ak by ste nastavili 100% bielu, bolo by to viditeľné na poklese napätia, preto sa s touto hodnotou navrhovať váš LED projekt neodporúča. V tomto prípade môže pomôcť obmedzovač prúdu v aplikácii WLED, kde sa softvérovo obmedzí maximálne množstvo prúdu tečúce do LED pásika tak, aby sa z vizuálneho hľadiska pokles napätia neprejavil.
Ale nech je to akokoľvek, prvým krokom je zistiť vašu skutočnú spotrebu energie LED pásika v reálnom svete. Skutočné namerané hodnoty pre štyri najpoužívanejšie typy adresovateľných RGB-IC LED pásikov nájdete v tabuľke s článkom Reálne merania so zapojeným Wattmetrom a Voltmetrom. (BLOG).
Príklad pre jednoduchý výpočet potrebného výkonu:
LED pásik WS2812B 10m 60leds/m:
V tabuľke si nájdeme aký výkon (Watt) odoberá daný typ LED pásika pri 50% jase bielej farby (s vypnutým obmedzovačom prúdu). Namerané hodnoty v tabuľke sú výsledkom napájania LED pásika z jedného konca. Pri LED pásiku WS2812B je to pri zaokrúhlení 20 Wattov, čiže pásik odoberá maximálne 4Ampére (20Watt/5V=4Amp) z jedného konca. Pri napájaní alebo vstrekovaní energie do stredu LED pásika to bude dvojnásobok, čiže 8Ampérov.
Na internete sa pohybuje mýtické „60 mA na LED“, ale to už roky neplatí pre LED pásik, najmä teraz, keď je k dispozícii množstvo rôznych typov LED čipov.
Odporúčane vstrekovanie energie:
- Pri RGB-IC 5m (60leds/m) LED pásiku s napájaním 5V sa odporúča vstrekovanie energie z oboch koncov (SMD WS2812B)
- Pri RGBW-IC 5m (60leds/m) LED pásiku s napájaním 5V sa odporúča vstrekovanie energie z oboch koncov + stred (SMD SK6812)
- Pri RGB-IC 5m (60leds/m) LED pásiku s napájaním 12V vstrekovanie energie nie je potrebné (SMD WS2815)
- Pri RGB-IC 5m (720leds/m) LED pásiku s napájaním 12V vstrekovanie energie nie je potrebné (COB WS2811)
- Pri RGB-IC 5m (160leds/m) LED pásiku s napájaním 5V sa odporúča vstrekovanie energie z oboch koncov (COB WS2812B)
Schéma zapojenia:
4A+8A+4A=16A
16A*5V=80W *1,2 (20% rezerva) ⇒ 96W
Netreba zabúdať na pripočítanie aspoň 20% rezervu výkonu pre bezpečnú prevádzku napájacieho zdroja. Po pripočítaní rezervy a zaokrúhlení (vždy smerom nahor) je to 100Wattov.
LED pásik WS2812B (60leds/m) s dĺžkou 10 metrov bude potrebovať 5V napájací zdroj s výkonom minimálne 100Wattov.
Výpočet hrúbky káblov:
Aby ste mohli preniesť potrebné množstvo elektrického prúdu (Ampérov) na určitú vzdialenosť k napájaniu LED pásika je potrebné zvoliť aj dostatočnú hrúbku kábla. K výpočtu toho správneho priemeru vodiča vám môže pomôcť táto Online kalkulačka poklesu napätia. Hrúbka vodiča by mala byť dostatočne hrubá na to aby pokles napätia na konci tohto vodiča nebol väčší ako 10%.
Čím väčší priemer vodiča, tým menší odpor a teda je možné preniesť väčšie množstvo ampérov.
Záver:
Keď poznáte celkové množstvo energie a napätia, ktoré budete potrebovať, máte všetko, čo potrebujete, aby ste mohli vybrať ten správny napájací zdroj.
Ak chcete dosiahnuť maximálny možný jas bez vizuálneho poklesu napätia, je treba priviesť dodatočné káble do potrebných časti LED pásika, čo si vyžaduje aj dostatočne výkonný napájací zdroj aby toto zapojenie utiahol bez zbytočného prehrievania.
Ak ste si nie istý tým aký správny výkon váš zdroj bude potrebovať, vždy je lepšie zvoliť prebytok výkonu (Wattov / Ampérov) a mať rezervu v zálohe, ako riskovať nedostatočný nízky výkon a zvýšiť tak riziko nežiadúcich následkov. Väčším výkonom napájacieho zdroja sa nič nepokazí a zdroj bude mať viac ampérov v zálohe. Jedine čo treba ustrážiť je to, aby sa zhodovalo výstupné napätie zdroja so vstupným napätím riadiacej jednotky a so vstupným napätím LED pásika!!!
Pokiaľ sa však chystáte použiť LED pásik v domácich podmienkach interiéru, tak v drvivej väčšine tou najjednoduchšou voľbou bez dodatočných káblov s jednoduchým zapojením (prívod káblov z jedného konca) je zvoliť voľbu so zapnutým obmedzovačom prúdu v aplikácii WLED. Ovládače s touto predinštalovanou aplikáciou (WLED) hravo zvládnu dva 5m pásiky zapojené paralelne či sériovo s dostatočným maximálnym jasom. Avšak čím viac pásikov zapojených do série s obmedzovačom prúdu, tým sa celkový jas na pásiku automaticky zníži.