Jak vybrat ten správný napájecí zdroj?

Pokud chcete, aby se vaše adresovatelné LED pásky rozsvítily, budete potřebovat napájení. Přicházejí v mnoha tvarech a velikostech a musíte zjistit, co budete pro svůj projekt potřebovat.

Přestože přebytek výkonu (ve wattech / ampérech) většinou není problém, příliš malý (méně výkonný) napájecí zdroj může vést k „nežádoucím situacím“. Také hardwarové pojistky umístěné na každém přívodním plusovém V+ vodiči LED pásku mohou zabránit jakékoli nebezpečné situaci. Pro více info o bezpečnosti a pojistkách navštivte náš BLOG s článkem Bezpečnost zapojení - pojistky (Fuses).

Pojďme si projít pár věcí, které byste si měli zjistit před zakoupením toho správného napájecího zdroje pro váš projekt.  

Potřebné napětí:

Potřebné výstupní napětí napájecího zdroje se musí shodovat se vstupním napětím řídící jednotky a adresovatelného LED pásku.

Příklad té správné kombinace:

Napájecí zdroj (5V 10A) + Řídící jednotka ESP32 WLED (DC 5-24V) + LED pásek SK6812 (DC 5V) = správná kombinace. 

Kolik energie potřebujete?

Vypočítat celkový výkon pro váš zamýšlený projekt může být skličujícím úkolem kde začít.

Prvním krokem v tomto procesu je zjištění celkového příkonu, který bude mít vaše LED osvětlení. Obecně se navrhuje scénář pro spotřebu energie při 50% jasu bílé barvy, protože všechny efekty a barvy, které spustíte, klesnou pod tuto hodnotu, takže své kabely a cíle poklesu napětí navrhujete směrem k tomuto scénáři „50% bílé“.  

*** Pravidlo „50% výkonu“ NEPLATÍ pro 12V LED pásek WS2815 !!! Tento typ řídicího čipu WS2815 využívá stejné množství energie na jednu R-G-B barvu i na bílou !!! Proto v tomto případě navrhujeme pro scénář“100% bílé“ ***

Pokud byste nastavili 100% bílou, bylo by to patrné na poklesu napětí, proto se s touto hodnotou navrhovat váš LED projekt nedoporučuje. V tomto případě může pomoci omezovač proudu v aplikaci WLED, kde se softwarově omezí maximální množství proudu tekoucí do LED pásku tak, aby se z vizuálního hlediska pokles napětí neprojevil. 

Ale ať je to jakkoli, prvním krokem je zjistit vaši skutečnou spotřebu energie LED pásku v reálném světě. Skutečné naměřené hodnoty pro nejpoužívanější typy digitálních RGB-IC LED pásků naleznete v tabulce s článkem Reálná měření se zapojeným Wattmetrem a Voltmetrem. (BLOG). 

Příklad pro snadný výpočet potřebného výkonu:

LED pásek WS2812B 10m 60leds/m:

V tabulce si najdeme jaký výkon (Watt) odebírá daný typ LED pásku při 50% jasu bílé barvy (s vypnutým omezovačem proudu). Naměřené hodnoty v tabulce jsou výsledkem napájení LED pásku z jednoho konce. 4Ampéře (20Watt/5V=4Amp) z jednoho konce. Při napájení nebo vstřikování energie do středu LED pásku to bude dvojnásobek, čili 8Ampérů.

Na internetu se pohybuje mýtické „60 mA na LED“, ale to už léta neplatí pro LED pásek, zejména nyní, kdy je k dispozici množství různých typů LED čipů.

Doporučené vstřikování energie:

• Při RGB-IC 5m (60leds/m) LED pásku s napájením 5V se doporučuje vstřikování energie z obou konců (SMD WS2812B)
• Při RGBW-IC 5m (60leds/m) LED pásku s napájením 5V se doporučuje vstřikování energie z obou konců + střed (SMD SK6812)
• Při RGB-IC 5m (60leds/m) LED pásku s napájením 12V vstřikování energie není potřeba (SMD WS2815)
• Při RGB-IC 5m (720leds/m) LED pásku s napájením 12V vstřikování energie není potřeba (COB WS2811)
• Při RGB-IC 5m (160leds/m) LED pásku s napájením 5V se doporučuje vstřikování energie z obou konců (COB WS2812B)

Schéma zapojení:

 4A+8A+4A=16A

16A*5V=80W *1,2  (20% rezerva) ⇒ 96W

Není třeba zapomínat na připočtení alespoň 20% rezervu výkonu pro bezpečný provoz napájecího zdroje. Po připočtení rezervy a zaokrouhlení (vždy směrem nahoru) je to 100Wattů.

LED pásek WS2812B (60leds/m) o délce 10 metrů bude potřebovat 5V napájecí zdroj s výkonem minimálně 100Wattů.   

Výpočet tloušťky kabelů:

Abyste mohli přenést potřebné množství elektrického proudu (Ampérů) na určitou vzdálenost k napájení LED pásku je třeba zvolit i dostatečnou tloušťku kabelu. K výpočtu toho správného průměru řidiče vám může pomoci tato Online kalkulačka poklesu napětí. Tloušťka řidiče by měla být dostatečně hrubá na to, aby pokles napětí na konci tohoto vodiče nebyl větší než 10%.

Čím větší průměr vodiče, tím menší odpor a tedy lze přenést větší množství ampérů. 

Závěr:

Když znáte celkové množství energie a napětí, které budete potřebovat, máte vše, co potřebujete, abyste mohli vybrat ten správný napájecí zdroj.

Chcete-li dosáhnout maximálního možného jasu bez vizuálního poklesu napětí, je třeba přivést dodatečné kabely do potřebných částí LED pásku, což vyžaduje i dostatečně výkonný napájecí zdroj aby toto zapojení utáhl bez zbytečného přehřívání.

Jestli jste si nejste jisti, jak správný výkon váš zdroj bude potřebovat, vždy je lepší zvolit přebytek výkonu (Wattů/Ampérů) a mít rezervu v záloze, než riskovat nedostatečný nízký výkon a zvýšit tak riziko nežádoucích následků. Větším výkonem napájecího zdroje se nic nezkazí a zdroj bude mít více ampérů v záloze. Jedině co je třeba uhlídat je to, aby se shodovalo výstupní napětí zdroje se vstupním napětím řídící jednotky a se vstupním napětím LED pásku!!!

Pokud se však chystáte použít LED pásek v domácích podmínkách interiéru, tak v drtivé většině tou nejjednodušší volbou bez dodatečných kabelů s jednoduchým zapojením (přívod kabelů z jednoho konce) je zvolit volbu se zapnutým omezovačem proudu v aplikaci WLED. Ovladače s touto předinstalovanou aplikací (WLED) hravě zvládnou dva 5m pásky zapojené paralelně či sériově s dostatečným maximálním jasem. Avšak čím více pásků zapojených do série s omezovačem proudu, tím se celkový jas na pásku automaticky sníží.