Pokles napätia pri RGB-IC LED pásikoch

Čo je pokles napätia?

Pokles napätia LED pásika je množstvo straty napätia medzi napájacím zdrojom a samotným LED pásikom. Čím väčší je odpor v obvode, tým väčší je pokles napätia.

V jednosmernom obvode LED pásika sa napätie postupne znižuje čo spôsobí to, že LED diódy na začiatku pásika (najbližšie k zdroju napájania) budú jasne svietiť, zatiaľ čo LED diódy na konci pásika budú mať tlmený vzhľad. 

Predĺženie drôtu alebo LED pásika teda povedie k tomu, že jedna strana vašich lediek bude jasnejšia ako druhá.

Prečo sa to deje?

Prvým dôvodom je, že akákoľvek dĺžka drôtu má určitý elektrický odpor. Čím dlhší drôt, tým väčší odpor. Elektrický odpor spôsobuje pokles napätia a pokles napätia spôsobuje stlmenie vašich LED diód. 

Druhým dôvodom je odpor samotného LED pásika. Odpor LED pásika spotrebuje časť napätia a premení elektrickú energiu na tepelnú energiu.

Odpor LED pásika ​​súvisí s jeho šírkou a hrúbkou medi ktorou je vedený elektrický prúd. Čím väčší je prierez medi na pásiku, tým menší je odpor; čím dlhšia je dĺžka LED pásika, tým väčší odpor.

LED diódy na konci pásika budú mať vždy nižšie napätie ako LED diódy na začiatku. Ak urobíte LED pásik dostatočne dlhý, pokles napätia bude dostatočne výrazný na to, aby spôsobil viditeľný rozdiel v jase a farbe lediek. (viď. obrázok_01)

Obrázok_01: Nízke napájacie napätie 5V spôsoby u LED pásikov pri maximálnom jase bielej farby výrazný pokles napätia, čo ma za následok nerovnomerný jas a sfarbenie led diód na konci LED pásika. Tento problém dokáže vyriešiť dodatočné vstrekovanie energie do LED pásika alebo špeciálna funkcia obmedzovača prúdu v ovládačoch s aplikáciou WLED na akomkoľvek programovateľnom LED osvetlení s akoukoľvek dĺžkou na úkor celkového jasu!!!

Ako sa pokles napätia prejaví?

Pokles napätia je najvýraznejší na bielom LED pásiku, pretože biele svetlo spotrebuje najviac energie, čo je pre LED pásik maximálna možná záťaž. 

Pri nastavení 5 metrového RGB-IC LED pásika s napájaním na 5V aby svietil bielou farbou, budú ledky na konci tohto pásika chytať žltú až červenú farbu, čo znamená, že napätie už nie je dostatočne veľké aké bolo na začiatku LED pásika. Červenú farbu preto, lebo červená dióda potrebuje na rozsvietenie menšie napätie ako zelená alebo modrá dióda. 

Priepustné napätia potrebné pre správne fungovanie RGB diód:

Modrá LED dióda: 3,0 - 3,2V

Zelená LED dióda: 3,0 - 3,2V

Červená LED dióda: 2,0 - 2,2V

Poznámka: Biela LED vzniká kombináciou všetkých troch RGB diód súčasne (Biela LED používa modrý čip).

Hnacie napätie modrých diód je väčšie ako u zelených a červených. Takže keď napätie bieleho LED pásika klesne a súčasné napätie nemôže splniť napätie požadované pre biele svetlo, svetelný pásik zobrazí žltú (zelenú a červenú zmiešanú farbu) a červenú, pretože na správne fungovanie im stačí nižšie napätie. 

Majú všetky LED pásiky úbytok napätia?

V podstate všetky nízkonapäťové 5V LED pásiky budú mať problémy s poklesom napätia. Pretože pri rovnakej spotrebe energie platí, že čím nižšie napätie, tým väčší prúd. Podľa Ohmovho zákona sa napätie rovná odporu vynásobenému prúdom [U(V)=R(Ω)*I(A)]. Odpor vodiča je konštantný. Čím väčší je prúd, tým väčší je pokles napätia. To je tiež dôvod, prečo ľudia vo svojich domácnostiach používajú na prenos elektriny vysoké napätie (∼230V). 

Je pokles napätia LED pásika škodlivý?

Pokles napätia na LED pásiku zvyčajne nie je škodlivý pre LED diódy, pretože ide o formu, pri ktorej je napätie, ktoré sa im dodáva, menšie, ako sa pôvodne očakávalo.

Pokles napätia však zvyčajne predstavuje premenu elektrickej energie na tepelnú energiu rezistora, ktorá vytvára veľa tepla. To môže spôsobiť problémy, ak je váš LED pásik umiestnený na materiáloch citlivých na teplo.  

Aké faktory ovplyvnia pokles napätia?

Odpor drôtu je určený jeho dĺžkou a hrúbkou. Odpor LED pásika je určený dĺžkou a hrúbkou medi ktorá vedie elektrický prúd.

Takže stupeň poklesu napätia LED pásikov môže byť určený hlavnými faktormi:

• celkovým prúdom LED pásika,
• dĺžkou a priemerom drôtu,
• dĺžkou LED pásika a hrúbkou medi.

Celkový prúd LED pásika:

Prostredníctvom špecifikácie LED pásika vieme poznať výkon 1-metrového LED pásika, aby sme mohli vypočítať celkový výkon(Watt). 

Celkový elektrický prúd LED pásika sa rovná celkovému výkonu vydelenému napätím [I(A)=P(W)/U(V)].

Takže čím väčší je celkový výkon, tým väčší je celkový prúd, a teda aj závažnejší pokles napätia. Preto je pokles napätia na LED pásikoch s vysokým výkonom výraznejší ako pri LED pásikoch s nízkym výkonom.

Alternatívne, čím nižšie je napájacie napätie LED pásika, tým vyšší je prúd a tým výraznejší je pokles napätia. Preto je pokles napätia na 5V LED pásiku výraznejší ako na 12V a 24V pásiku. 

Dĺžka a priemer drôtu:

Odpor drôtu je určený hlavne materiálom vodiča, dĺžkou vodiča a prierezom vodiča. Čím dlhší je drôt, tým väčší je odpor a čím menší je prierez, tým väčší je odpor.

U=Napätie (V-Volt)

I=Prúd (A-Ampér)

R=Odpor (Ω-Ohm) 

Dĺžka LED pásika a hrúbka medi:

Vodivým materiálom v LED pásiku je meď. Čím dlhší je LED pásik, tým väčší odpor; čím väčší je prierez medi vo vnútri pásika, tým menší je odpor. 

Ako sa vyhnúť poklesu napätia?

Najjednoduchší spôsob ako zaručiť aby sa pokles napätia na vašom RGB-IC LED pásiku vizuálne neprejavil je, že vo vašej riadiacej jednotke s predinštalovanou aplikáciu WLED zapnete funkciu "obmedzovač prúdu", ktorá dokáže bez akéhokoľvek ďalšieho vstrekovania energie a bez nepresnosti farieb vypočítať odhadovaný odber prúdu pre každú LED diódu a nastaví jej maximálny relatívny jas bez toho, aby ste prekročili svoje aktuálne vami zvolené obmedzenie (v mA).  

Vstrekovanie energie:

Jednou z možností ako sa vyhnúť poklesu napätia je použiť jednu z metód "vstrekovania energie". Je to dodatočné privedenie plusového V+ a uzemňovacieho GND vodiča do rôznych časti LED pásika, kde sa pokles napätia najviac prejavuje. Pre viac info o vstrekovaní energie navštívte náš BLOG s článkom Dodatočné "vstrekovanie energie" do LED pásika.

Použite LED pásik s vyšším napájacím napätím:

Použite LED pásiky s vyšším vstupným napätím, aby ste sa vyhli problémom s poklesom napätia. Napríklad použite 12V alebo 24V namiesto 5V. Pretože vyššie napájacie napätie LED pásika znamená nižší prúd, a teda nižší pokles napätia.  

Použite drôt s väčším priemerom:

Niekedy je situácia, kedy je treba LED pásik nainštalovať vo veľkej vzdialenosti od napájacieho zdroja. Potom musíme zvážiť, akú veľkosť (hrúbku) vodiča musíme použiť na pripojenie LED pásika a napájacieho zdroja. Samozrejme, čím väčšia je hrúbka drôtu, tým lepšie. Čím je drôt hrubší, tým viac prúdu preteká. Čím je drôt hrubší, tým je vnútorný odpor nižší.

Záver:

Problém poklesu napätia sa dá vyriešiť kombináciou rôznymi vyššie uvedenými spôsobmi. Treba mať však na pamäti, že čím dlhší LED pásik, tým bude pokles napätia výraznejší. Čím menšie napájacie napätie LED pásika, tým bude pokles napätia výraznejší. 

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.