Por que minha tira de led 5050 não consome tanta energia quanto eu esperava?

Eu brinquei com uma faixa de LED RGB de 5m de comprimento, com LEDs 5050 de 5050 de montagem em superfície de 300x, mas não consigo entender por que a faixa não é tão brilhante ou consome tanta energia quanto eu esperava.

Eu dei uma olhada no Arduino e no driver 5A 12Volt , que parece estar falando sobre o mesmo tipo de produto, mas as respostas não me ajudam a entender.

Das especificações:

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

O rolo, no entanto, diz algo um pouco diferente:

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

O controlador IR é conectado através de um cabo de fita de 4 vias, um fio para cada cor e um para a linha de 12v. Cada seção de 5 cm contém três LEDs de montagem em superfície RGB de 6 pinos e três 1206 SMT (resistores?) Rotulados 151 (para Verde e Azul, eu acho) e um rotulado 331.

O manual e a caixa do controlador IR detalham as seguintes especificações:

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

Então, eu esperava que, quando o liguei e o definisse com brilho total vermelho, verde ou azul, para desenhar 2A e quando eu alternar para branco, para desenhar 6A.

Não é isso que estou vendo. Às 11,95v, estou vendo cada cor em seu próprio desenho entre 1 e 1,3A, enquanto o brilho total branco desenha apenas 2,2A, ou substancialmente menor que os três combinados!

Em um palpite, aumentei a tensão de alimentação para 14,4V (considerando os 72W / 5A no carretel) e agora estou muito mais perto do que eu esperava, mas o brilho total branco ainda está bem abaixo dos 72W que eu esperava. Os resultados completos foram:

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

Existe algo que eu não entendo sobre como esses circuitos devem se comportar?

É provável que seja apenas o controlador IR que limita a corrente disponível para os LEDs, resultando em menos brilho e consumindo menos corrente?

Posso ligar a fonte de 12V diretamente à faixa de LEDs sem o controlador de LEDs para medir a corrente e obter uma sensação de brilho, ou é provável que eu queime a faixa de LEDs sem o controlador 'adequado'?

Ainda não abri a caixa de controle de IR para ver quais componentes ela contém, mas ficaria feliz em fazê-lo, se solicitado ...

... Ao abrir o controlador de infravermelho, o PCB está marcado como EC-LED-19A, então provavelmente é este produto, mas que ainda não me fornece uma folha de dados. Os componentes significativos parecem ser um CI de 14 pinos não marcado (presumivelmente um PIC), um eeprom serial FT24C02A , um regulador 78L05 e mais 3 tampas SMT e resistores SMT de 68ohm. Cada um dos canais RGB possui um resistor de 10k, um resistor de 2k e um pacote SMT de 3 pinos chamado WFAON, para o qual não consigo encontrar uma folha de dados.

É possível que as tiras de LED: 46% de perdas resistivas? pode ajudar a responder a essa pergunta de maneira mais abrangente.

Certa vez, tive o mesmo problema e não consegui descobrir até medir a tensão na outra extremidade da faixa: estava caindo 3V inteiros em todo o comprimento! Você pode ver a diferença de brilho ao comparar o primeiro e o último LED.

Considere a resistência do traço de cobre de 5 metros. Essas tiras são geralmente produzidas em PCB flexível barato com as camadas de cobre padrão (35um) e têm resistência muito alta.

É claro que essas tiras de LED, pelo menos em uma peça, nunca atenderão às especificações impressas nelas.

Independentemente de o controlador de LED ser PWM ou 'Analógico', algumas tiras de LED realmente caem de 2-3V no final de um rolo de 5m.

Solução: alimente todos os 4 fios do controlador de LED nas duas extremidades da tira - e não apenas em uma extremidade. Isso é chamado de alimentação dupla. Para uma abordagem a meio caminho, basta alimentar duas vezes a linha de 12V (ânodo comum) ou a linha GND (cátodo comum), pois esta linha fornece a soma das correntes RG&B e, portanto, cai 3 vezes a linha RG&B.

Aqui estão algumas informações sobre o circuito EC-LED-19A.

O controlador está modulando o lado terra das linhas R, G e B. Os diodos são conectados ao ânodo comum e os aterramentos são comutados através dos comutadores (presumivelmente) MOS (WFA0N). Você foi corrigido sobre a EEPROM e a pinagem do uC corresponde a um PIC 12F275 ou similar. Não sei por que eles usaram a EEPROM externa quando os UICs do PIC permitem gravar dados novamente na EEPROM interna da parte ... talvez seja um uC de gravação única (PROM) mais barato? A placa parece usar um diodo Zener simples de 5.1V para um regulador barato. Este possui pegadas vazias para um regulador de tensão 7805 ou similar, mas para esta aplicação um resistor simples (680 ohm) e o Zener estão bem. Também existe um diodo de proteção reversa.

[edit - Adicionei um diagrama esquemático abaixo.]

Para a maioria das cores, duas das linhas são ativadas ou desativadas constantemente e a terceira é modulada na largura de pulso a uma taxa de 500Hz. (medido com o-scope)

Há um circuito semelhante no Instructables aqui: http://www.instructables.com/id/How-to-fit-LED-kitchen-lights-with-fade-effect/step2/Fader/

Encomendei o meu fora do eBay ... e esperava ter um nível continuamente ajustável de cada cor, então provavelmente montarei minha própria placa para isso ... embora eu pudesse substituir o uC por outro com uma pinagem semelhante e deixe um conector de programação de dois fios lá.

Quanto ao consumo de energia, para a configuração "branca", parece que duas das cordas (azul e verde, acho) estão com potência máxima, enquanto a outra (vermelha) é a largura de pulso modulada com menos de 50% do ciclo de trabalho ( mais como 30%). Portanto, isso pode explicar por que, com brilho total na configuração de branco, você vê cerca de 75% da corrente total. Quanto à diferença maior entre 6A e 2A, a faixa é especificada em 14,4W / m a 12V, ou 1,2A / m ou 6A total para sua faixa de 5m. Eu suspeitaria que a queda de tensão na faixa possa ter muito a ver com isso, como outros sugeriram, combinado com o ciclismo PWM em uma corda.

-Scott

Obrigado pela informação adicionada.
Parece que este pode não ser um controlador de corrente constante. Raciocínio baseado em:

1. Ele não está listado no cabeçalho "Controladores de corrente constante" em seu site, apenas em "Controladores de IR"
2. Ele mostra os LEDs conectados a um resistor, provavelmente para limitar a corrente (não um resistor sensor, pois nenhum fio da parte superior do resistor é alimentado no controlador. Você menciona o que certamente são resistores de provavelmente 150 e 330 ohms que limitarão a corrente; não estar presente em um controlador de corrente constante (geralmente um resistor com sensor de <10 ohm)

Eu acho que pode ser controlado pelo PWM do dreno aberto. Uma maneira de confirmar seria conectá-lo a um osciloscópio e observar a forma de onda na parte superior do resistor enquanto alterava os níveis de brilho. Se não houver escopo, um multímetro no AC também pode fornecer algumas pistas, mas alguns multímetros não funcionam tão bem para esse tipo de coisa.
Em qualquer caso, se não houver corrente constante, a alteração da tensão funcionará para fornecer mais corrente na configuração máxima (e os resultados dos seus testes são outra pista de que não é); apenas tome cuidado para não exceder as classificações de potência da tira ou controlador e mantenha a tensão dentro, digamos 2V acima da classificação nominal e acho que tudo deve ficar bem.

Ótimas postagens. Eu tenho exatamente a mesma faixa de LED, presumivelmente o mesmo controlador, como saiu em um kit. O que notei é que, no branco, com brilho total, uma parte (no final da tira) dá uma pitada de rosa, em vez de branco, enquanto o início da tira (perto do plugue) dá um branco adequado. Eu acho que isso é por causa da queda de tensão. Vou tentar resolver isso alimentando as duas extremidades com energia.

No que diz respeito à amperagem, é óbvio que o controlador está limitando a quantidade de corrente para fazer com que o branco pareça aproximadamente tão brilhante (nem mais, nem menos) do que as outras cores, porque, se fosse para 6A no branco, pareceria 3 (ou quase três) vezes mais brilhante do que dizer vermelho puro, azul puro, e isso presumivelmente seria uma pressão sobre os olhos. Isso considerando que nenhuma outra cor, ou seja, a combinação de diodos pode chegar perto de 6 A. O controlador está obviamente igualando a corrente, de modo que nenhuma cor pareça muito mais brilhante que a seguinte. Além disso, do ponto de vista do consumo, fico feliz em saber que suas leituras confirmam o que deduzi que de maneira alguma a tira consome 72 watts de potência no máximo, acho isso reconfortante na expectativa de minha próxima potência conta. :)

Mas acho que aumentar a voltagem para 14 fornece uma saída geral mais alta, o que é algo que posso experimentar na minha fonte de alimentação. Obrigado pela informação.

Eu acho que tenho uma resposta para o seu problema. Eu estava fazendo meu primeiro cálculo de resistor para 3 LEDs. Decidi confirmar o cálculo verificando os resistores que eles usam nas tiras de LED (151ohm em uma tira 5050). Estranho, eu tenho um resultado muito diferente.

Para 5050 Vf = 3,0 a 3,4V, 3,2V típico, portanto 12-3x3,2 = 2,4V para o resistor Na corrente de 60mA, são 40ohm min

Suponho que o motivo é que eles foram projetados para o pior cenário possível em carros. Enquanto as baterias do carro são apenas 12V, o alternador excede 14V. Por exemplo, a 14,5V 85ohm min.