Почему моя светодиодная полоса 5050 не потребляет столько энергии, сколько я ожидаю?

Я играл с 5-метровой RGB-светодиодной полосой, с 300-кратным поверхностным монтажом и 5050 RGB-светодиодами, но не могу понять, почему полоса не такая яркая или потребляет столько энергии, сколько я ожидал.

Я посмотрел на Arduino и драйвер 5A 12Volt , который, кажется, говорит о том же виде продукта, но ответы там не помогают мне понять.

Из спецификации:

LED Light Source  5050 SMD LED
LED Beam Angle    120 Degree
LED Power         14.4W/Meter, 0.24W each LED
LED Quantity      60pcs LEDs/Meter
Working Voltage   DC 12V
Common Type       Anode

Катушка, однако, говорит что-то немного другое:

Model:            5050-1M-60LED
Color:            W/RGB
Voltage:          DC-12V
Power:            72W/5M/5A

ИК-контроллер подключен через 4-х полосный ленточный кабель, один провод для каждого цвета и один для линии 12 В. Каждая 5-сантиметровая секция содержит три 6-контактных светодиода RGB для поверхностного монтажа и три 1206 SMT (резистора?) С маркировкой 151 (для зеленого и синего я думаю) и один с маркировкой 331.

Руководство и корпус ИК контроллера подробно описывают следующую спецификацию:

Output:           Three CMOS drain-open output
Connection mode:  common anode
Output current:   < 6A (on case)
                  < 2A each color (in manual)

Итак, я ожидал, когда включу и установлю на полную яркость красный, зеленый или синий, для рисования 2А, а когда я переключаю его на белый, для рисования 6А.

Это не то, что я вижу, хотя. На 11,95 В каждый цвет отображается в диапазоне от 1 до 1,3 А, в то время как при полной яркости белый цвет составляет всего 2,2 А, или существенно меньше, чем у всех трех вместе взятых!

Я догадывался, что я поднял напряжение питания до 14,4 В (учитывая 72 Вт / 5 А на катушке), и теперь я стал намного ближе к тому, что ожидаю, но белый цвет по-прежнему ярче, чем на 72 Вт, которые я ожидал. Полные результаты были:

Red   (full brightness)    1.325A  11.95V  15W    2.000A  14.4V  29W
Green (full brightness)    1.021A  11.95V  12W    2.000A  14.4V  29W
Blue  (full brightness)    0.996A  11.95V  12W    1.978A  14.4V  28W
White (full brightness)    2.218A  11.95V  27W    3.961A  14.4V  57W

Есть ли что-то, что я неправильно понимаю о том, как эти схемы должны вести себя?

Возможно ли, что ИК-контроллер ограничивает ток, доступный для светодиодов, в результате чего они становятся менее яркими и потребляют меньше тока?

Могу ли я просто подключить источник питания 12 В непосредственно к светодиодной полосе без светодиодного контроллера, чтобы измерить ток и почувствовать яркость, или я могу перегореть светодиодной полосе без «правильного» контроллера?

Я еще не взломал блок управления ИК-подсветкой, чтобы посмотреть, какие компоненты он содержит, но был бы рад сделать это, если потребуется ...

... Открывая ИК-контроллер, печатная плата имеет маркировку EC-LED-19A, так что, вероятно, это продукт, но он все еще не дает мне таблицы данных. Важными компонентами, по-видимому, являются немеченая 14-контактная микросхема (предположительно PIC), последовательный EEPROM FT24C02A , регулятор 78L05 и еще 3 цоколя SMT и резисторы SMT 68 Ом. Каждый из каналов RGB имеет резистор 10 кОм, резистор 2 кОм и 3-контактный SMT-пакет с маркировкой WFAON, для которого я не могу найти таблицу данных.

Возможно, что светодиодные ленты: 46% резистивных потерь? может быть в состоянии помочь ответить на этот вопрос более подробно.

Однажды у меня была та же самая проблема, и я не мог понять это, пока я не измерил напряжение на другом конце полосы: он падал на 3 В по всей длине! Вы даже можете увидеть разницу в яркости при сравнении первого и последнего светодиодов.

Рассмотрим сопротивление 5-ти метрового следа меди. Эти полосы обычно производятся на дешевой гибкой печатной плате со стандартными (35 мкм) медными слоями и имеют очень высокое сопротивление.

Ясно, что эти светодиодные ленты, по крайней мере, в одной части, никогда не будут соответствовать спецификациям, напечатанным на них.

Независимо от того, является ли светодиодный контроллер ШИМ или «Аналоговым», некоторые светодиодные полосы действительно падают на 2-3 В в конце рулона 5 м.

Решение: Подайте все 4 провода от светодиодного контроллера на оба конца полосы, а не на один конец. Это называется двойным кормлением. Для промежуточного подхода просто дважды подайте линию 12 В (общий анод) или линию GND (общий катод), поскольку эта линия выдает сумму токов RG & B и, следовательно, в 3 раза меньше, чем у линий RG & B.

Вот некоторая информация о схеме EC-LED-19A.

Контроллер модулирует заземление линий R, G и B. Диоды подключены общим анодом к источнику питания, а заземление переключается через (предположительно) MOS-переключатели (WFA0N). Вы исправлены в отношении EEPROM, и схема контактов UC соответствует PIC 12F275 или подобному. Я не уверен, почему они использовали внешнюю EEPROM, когда UC PIC позволяют записывать данные обратно во внутреннюю EEPROM в части ... возможно, это более дешевый uC с однократной записью (PROM)? Похоже, что плата использует простой стабилитрон 5.1В для дешевого регулятора. У этого есть пустые следы для 7805 или подобного регулятора напряжения, но для этого применения подойдут простой резистор (680 Ом) и стабилитрон. Также есть диод обратной защиты.

[править - я добавил схематическую диаграмму ниже.]

Для большинства цветов две линии постоянно включены или выключены, а третья имеет широтно-импульсную модуляцию с частотой 500 Гц. (измерено в o-области)

Аналогичная схема есть в Instructables здесь: http://www.instructables.com/id/How-to-fit-LED-kitchen-lights-with-fade-effect/step2/Fader/

Я заказал мой с eBay ... и я надеялся, что уровень каждого цвета будет плавно регулируемым, поэтому я, вероятно, соберу для этого свою собственную плату ... хотя я мог бы просто заменить ОК на такую ​​же распиновку и оставьте двухпроводной разъем для программирования там.

Что касается энергопотребления, то для настройки «белый» выглядит так, что две строки (я думаю, синяя и зеленая) работают на полную мощность, а другая (красная) имеет широтно-импульсную модуляцию с коэффициентом заполнения менее 50% ( больше похоже на 30%). Так что это может объяснить, почему при полной яркости белого при настройке вы видите около 75% полного тока. Что касается большей разницы от 6А до 2А, полоса рассчитана на 14,4 Вт / м при 12 В, или 1,2 А / м или 6 А для вашей 5-метровой полосы. Я подозреваю, что падение напряжения на полосе может иметь много общего с этим, как другие предположили, в сочетании с циклическим ШИМ на одной струне.

-Скотт

Спасибо за добавленную информацию.
Кажется, это не может быть контроллер постоянного тока. Рассуждение основано на:

1. Он не указан в разделе «Контроллеры постоянного тока» на их веб-сайте, просто в разделе «ИК-контроллеры».
2. На нем показаны светодиоды, соединенные с резистором, возможно, для ограничения тока (это не чувствительный резистор, поскольку никакой провод от верха резистора не подается в контроллер. Вы упомянули, что почти наверняка это резисторы с сопротивлением 150 и 330 Ом, которые будут ограничивать ток, это будет не присутствовать в контроллере постоянного тока (обычно вместо этого чувствительный резистор <10 Ом)

Я думаю, что это может контролироваться ШИМ открытого стока. Один из способов подтверждения - подключить его к области действия и посмотреть на форму волны в верхней части резистора при изменении уровня яркости. Если нет области действия, мультиметр на переменном токе может также дать некоторые подсказки, но некоторые мультиметры не так хорошо работают для такого рода вещей.
В любом случае, если это не постоянный ток, то изменение напряжения будет работать, чтобы обеспечить больший ток при максимальных настройках (и ваши результаты испытаний являются еще одним свидетельством того, что это не так), просто будьте осторожны, чтобы не превысить номинальные мощности полоски или контроллер, и держите напряжение в пределах, скажем, на 2 В выше номинального значения, и я думаю, что все должно быть в порядке.

Великие посты. У меня точно такая же светодиодная полоса, предположительно с тем же контроллером, что и в комплекте. Что я заметил, так это то, что в белом цвете с полной яркостью одна часть (конец полосы) выдает намек на розовый, а не на белый, а начало полосы (возле штекера) выдает правильный белый. Я думаю, это из-за падения напряжения. Я постараюсь решить эту проблему, питая оба конца силой.

Что касается силы тока, то очевидно, что контроллер ограничивает величину тока, чтобы белый цвет выглядел примерно таким же ярким (не более, не меньше), как другие цвета, потому что, если он идет на полных 6А на белом, он будет казаться в 3 (или почти три) раза ярче, чем, скажем, чисто красный, чисто синий, и это, вероятно, будет напряжением для глаз. Это с учетом того, что ни один другой цвет, то есть комбинация диодов, не может достичь где-то около 6 А. Контроллер явно выравнивает ток, так что ни один цвет не выглядит намного ярче, чем следующий. Кроме того, с точки зрения потребления, я на самом деле рад, что ваши показания подтверждают то, что я сделал вывод, что ни в коем случае полоса не потребляет максимум 72 Вт мощности в максимуме, я нахожу это утешительным в ожидании моей следующей мощности счет. :)

Но я предполагаю, что увеличение напряжения до 14 дает общий выходной сигнал, который я могу попробовать на своем источнике питания. Спасибо за информацию.

Я думаю, что у меня есть ответ на вашу проблему. Я делал свой первый расчет резисторов для 3 светодиодов. Я решил подтвердить расчет, сравнив резисторы, которые они используют в светодиодных лентах (151 Ом в полосе 5050). Странно, я получил совсем другой результат.

Для 5050 Vf = от 3,0 до 3,4 В, 3,2 В, типично, поэтому 12-3x3,2 = 2,4 В для резистора. При токе 60 мА это не более 40 Ом.

Я предполагаю, что причина в том, что они предназначены для худшего сценария, который был бы в автомобилях. В то время как автомобильные аккумуляторы только 12 В, генератор превышает 14 В. Например, при 14,5 В, 85 Ом мин.