Warum verbraucht mein 5050-LED-Streifen nicht so viel Strom, wie ich erwartet habe?

Ich habe mit einem 5 m langen RGB-LED-Streifen mit 5050 RGB-LEDs zur Oberflächenmontage mit 300 x gespielt, kann aber nicht verstehen, warum der Streifen nicht so hell ist oder nicht so viel Strom verbraucht, wie ich erwartet hatte.

Ich habe mir Arduino und den 5A 12Volt-Treiber angesehen , bei denen es sich anscheinend um dasselbe Produkt handelt, aber die Antworten dort helfen mir nicht, es zu verstehen.

Aus der Spezifikation:

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

Die Rolle sagt jedoch etwas anderes:

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

Der IR-Controller wird über ein 4-poliges Flachbandkabel angeschlossen, ein Kabel für jede Farbe und eines für die 12-V-Leitung. Jeder 5-cm-Abschnitt enthält drei 6-polige RGB-LEDs für die Oberflächenmontage und drei 1206 SMT (Widerstände?) Mit der Bezeichnung 151 (für Green & Blue, glaube ich) und eine mit der Bezeichnung 331.

Das IR-Controller-Handbuch und der Fall beschreiben die folgenden Spezifikationen:

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

Also hatte ich erwartet, als ich es einschaltete und auf volle Helligkeit stellte, Rot, Grün oder Blau, um 2A zu zeichnen, und als ich es auf Weiß umschaltete, um 6A zu zeichnen.

Das sehe ich aber nicht. Bei 11,95 V sehe ich, dass jede Farbe für sich genommen zwischen 1 und 1,3 A zieht, während Weiß mit voller Helligkeit nur 2,2 A zieht oder wesentlich weniger als die drei zusammen!

Kurz gesagt, ich habe die Versorgungsspannung auf 14,4 V erhöht (angesichts der 72 W / 5 A auf der Rolle), und jetzt komme ich dem, was ich erwarte, viel näher, aber das Weiß mit voller Helligkeit zeichnet sich immer noch deutlich unter den erwarteten 72 W ab. Die vollständigen Ergebnisse waren:

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

Gibt es etwas, das ich falsch verstehe, wie sich diese Schaltkreise verhalten sollten?

Ist es wahrscheinlich, dass nur der IR-Controller den für die LEDs verfügbaren Strom begrenzt, was dazu führt, dass sie weniger hell sind und weniger Strom verbrauchen?

Könnte ich die 12-V-Versorgung einfach ohne LED-Controller direkt an den LED-Streifen anschließen, um den Strom zu messen und ein Gefühl für die Helligkeit zu bekommen, oder brenne ich den LED-Streifen wahrscheinlich ohne den "richtigen" Controller aus?

Ich habe die IR-Kontrollbox noch nicht geöffnet, um zu sehen, welche Komponenten sie enthält, würde dies aber gerne tun, wenn ich dazu aufgefordert werde ...

... Beim Öffnen des IR-Controllers ist die Platine mit EC-LED-19A gekennzeichnet. Es handelt sich also wahrscheinlich um dieses Produkt, aber das gibt mir noch kein Datenblatt. Die wesentlichen Komponenten scheinen ein unbeschrifteter 14-Pin-IC (vermutlich ein PIC), ein serielles EEPROM FT24C02A , ein 78L05-Regler und 3 weitere SMT-Kappen und 68-Ohm-SMT-Widerstände zu sein. Jeder der RGB-Kanäle hat einen 10k-Widerstand, einen 2k-Widerstand und ein 3-poliges SMT-Gehäuse mit der Bezeichnung WFAON, für das ich kein Datenblatt finde.

Ist es möglich, dass LED-Streifen: 46% Widerstandsverluste? ist möglicherweise in der Lage, diese Frage umfassender zu beantworten.

Ich hatte einmal das gleiche Problem und konnte es nicht herausfinden, bis ich die Spannung am anderen Ende des Streifens gemessen hatte: Es fielen ganze 3 V über die gesamte Länge! Beim Vergleich der ersten und der letzten LED konnte man sogar den Helligkeitsunterschied feststellen.

Betrachten Sie den Widerstand der 5-Meter-Spur Kupfer. Diese Bänder werden normalerweise auf billigen flexiblen Leiterplatten mit Standardkupferschichten (35 µm) hergestellt und haben einen sehr hohen Widerstand.

Es ist klar, dass diese LED-Streifen, zumindest in einem Stück, niemals die auf ihnen aufgedruckten Spezifikationen erfüllen werden.

Unabhängig davon, ob der LED-Controller PWM oder "Analog" ist, fallen einige LED-Streifen am Ende einer 5-m-Rolle tatsächlich um 2-3 V ab.

Lösung: Führen Sie alle 4 Drähte vom LED-Controller zu beiden Enden des Streifens - nicht nur zu einem Ende. Dies wird Doppelspeisung genannt. Für einen halben Weg genügt es, die 12-V-Leitung (gemeinsame Anode) oder die GND-Leitung (gemeinsame Kathode) doppelt zu speisen, da diese Leitung die Summe der RG & B-Ströme liefert und damit das Dreifache der RG & B-Leitungen sinkt.

Hier einige Informationen zur EC-LED-19A-Schaltung.

Der Controller moduliert die Erdungsseite der Leitungen R, G und B. Die Dioden sind mit einer gemeinsamen Anode zur Versorgung verbunden, und die Erdung wird über die (vermutlich) MOS-Schalter (WFA0N) geschaltet. Sie wurden in Bezug auf das EEPROM korrigiert und die uC-Pinbelegung stimmt mit einem PIC 12F275 oder ähnlichem überein. Ich bin mir nicht sicher, warum sie das externe EEPROM verwendet haben, wenn die PIC-uCs das Zurückschreiben von Daten in das interne EEPROM in dem Teil ermöglichen ... Vielleicht handelt es sich um ein billigeres Einmalschreib-uC (PROM)? Die Platine scheint eine einfache 5,1-V-Zenerdiode für einen billigen Regler zu verwenden. Dieser hat leere Stellen für einen 7805 oder einen ähnlichen Spannungsregler, aber für diese Anwendung sind ein einfacher Widerstand (680 Ohm) und Zener in Ordnung. Es gibt auch eine Verpolungsschutzdiode.

[Bearbeiten - Ich habe unten ein schematisches Diagramm hinzugefügt.]

Bei den meisten Farben sind zwei der Leitungen ständig ein- oder ausgeschaltet, und die dritte Leitung ist mit einer Frequenz von 500 Hz pulsbreitenmoduliert. (gemessen mit einem o-scope)

Es gibt eine ähnliche Schaltung auf Instructables hier: http://www.instructables.com/id/How-to-fit-LED-kitchen-lights-with-fade-effect/step2/Fader/

Ich habe meine bei eBay bestellt ... und ich hatte gehofft, eine stufenlos einstellbare Stufe für jede Farbe zu haben, also werde ich wahrscheinlich meine eigene Platine dafür zusammenstellen ... obwohl ich die uC einfach durch eine mit einer ähnlichen Pinbelegung ersetzen könnte und belassen Sie dort einen Zweidraht-Programmierstecker.

In Bezug auf die Leistungsaufnahme sieht es für die Einstellung "Weiß" so aus, als ob zwei der Saiten (blau und grün, glaube ich) die volle Leistung haben, während die andere (rot) mit einem Tastverhältnis von weniger als 50% pulsbreitenmoduliert ist ( eher wie 30%). Das könnte erklären, warum Sie bei voller Helligkeit auf der weißen Einstellung ungefähr 75% des vollen Stroms sehen würden. Der größere Unterschied zwischen 6A und 2A liegt bei 14,4 W / m bei 12 V oder 1,2 A / m oder 6 A für Ihren 5-m-Streifen. Ich würde vermuten, dass der Spannungsabfall auf dem Strip viel damit zu tun hat, wie andere vorgeschlagen haben, kombiniert mit dem PWM-Zyklus auf einer Saite.

- Scott

Danke für die zusätzlichen Infos.
Es scheint, dass dies kein Konstantstromregler ist. Begründung basierend auf:

1. Es ist nicht unter der Überschrift "Konstantstromregler" auf ihrer Website aufgeführt, sondern nur unter "IR-Regler".
2. Es zeigt die LEDs, die mit einem Widerstand verbunden sind, wahrscheinlich, um den Strom zu begrenzen (kein Messwiderstand, da kein Draht vom oberen Ende des Widerstands in die Steuerung eingespeist wird. Sie erwähnen mit ziemlicher Sicherheit Widerstände von wahrscheinlich 150 und 330 Ohm, die den Strom begrenzen würden in einem Konstantstromregler nicht vorhanden sein (normalerweise stattdessen ein <10 Ohm Messwiderstand)

Ich denke, es kann durch PWM des offenen Abflusses gesteuert werden. Eine Möglichkeit zur Bestätigung besteht darin, das Gerät an ein Zielfernrohr anzuschließen und die Wellenform oben am Widerstand zu betrachten, während Sie die Helligkeit ändern. Wenn kein Oszilloskop vorhanden ist, liefert ein Multimeter mit Wechselstrom möglicherweise auch einige Hinweise, aber einige Multimeter funktionieren für diese Art von Dingen nicht so gut.
In jedem Fall, wenn es sich nicht um einen konstanten Strom handelt, kann durch Ändern der Spannung mehr Strom bei maximaler Einstellung bereitgestellt werden (und Ihre Testergebnisse sind ein weiterer Hinweis darauf, dass dies nicht der Fall ist). Achten Sie nur darauf, die Nennleistungen von Streifen oder nicht zu überschreiten Controller, und halten Sie die Spannung innerhalb, sagen wir 2V über Nennwert und ich denke, alles sollte in Ordnung sein.

Tolle Beiträge. Ich habe genau den gleichen LED-Streifen, mit vermutlich dem gleichen Controller, wie er in einem Bausatz herauskam. Was mir aufgefallen ist, ist, dass bei Weiß mit voller Helligkeit ein Teil (das Ende des Streifens) einen Hauch von Rosa anstelle von Vollweiß abgibt, während der Anfang des Streifens (in der Nähe des Steckers) ordentliches Weiß abgibt. Ich denke, das liegt am Spannungsabfall. Ich werde versuchen, dies zu lösen, indem ich beide Enden mit Strom versorge.

In Bezug auf die Stromstärke ist es offensichtlich, dass der Regler die Strommenge begrenzt, damit Weiß ungefähr so ​​hell erscheint (nicht mehr und nicht weniger) als andere Farben. es würde dreimal (oder fast dreimal) heller erscheinen als sagen wir reines Rot, reines Blau, und das würde vermutlich eine Belastung für die Augen sein. Dies unter Berücksichtigung, dass keine andere Farbe, dh Diodenkombination, annähernd 6 A erreichen kann. Der Controller gleicht offensichtlich den Strom aus, so dass keine Farbe viel heller als die nächste erscheint. Auch aus Sicht des Verbrauchs bin ich eigentlich froh, dass Ihre Messwerte bestätigen, was ich vermutet habe, dass der Streifen bei maximaler Leistung von 72 Watt in keiner Weise verbraucht. Ich finde das beruhigend in der Erwartung meiner nächsten Leistung Rechnung. :)

Aber ich schätze, eine Erhöhung der Spannung auf 14 ergibt eine insgesamt hellere Ausgabe, was ich an meinem Netzteil ausprobieren kann. Danke für die Information.

Ich glaube, ich habe eine Antwort auf Ihr Problem. Ich habe meine erste Widerstandsberechnung für 3 LEDs durchgeführt. Ich beschloss, die Berechnung zu bestätigen, indem ich sie mit den Widerständen in den LED-Streifen (151 Ohm in einem 5050-Streifen) verglich. Seltsamerweise habe ich ein ganz anderes Ergebnis.

Für 5050 Vf = 3,0 bis 3,4 V, typisch 3,2 V, daher 12-3x3,2 = 2,4 V für den Widerstand. Bei einem Strom von 60 mA sind das 40 Ohm min

Ich vermute, der Grund dafür ist, dass sie für ein Worst-Case-Szenario ausgelegt sind, das in Autos vorkommen würde. Während die Autobatterien nur 12 V betragen, überschreitet die Lichtmaschine 14 V. ZB bei 14,5 V min. 85 Ohm