تصور کنید که پروژه‌های روشنایی خود را از پریزهای برق ثابت آزاد کنید و به آن‌ها اجازه دهید آزادانه بین مکان‌ها حرکت کنند. این دیدگاه از طریق استفاده نوآورانه از پاوربانک‌های USB برای راه‌اندازی نوارهای LED WS2812B یا SK6812 و چراغ‌های پیکسلی مبتنی بر WS2811 به واقعیت تبدیل می‌شود.

مزیت راندمان سیستم‌های 5 ولتی

انتخاب نوارهای LED آدرس‌پذیر 5 ولتی، انتخاب بهینه برای راندمان انرژی است. در حالی که نوارهای LED 12 ولتی با طرح‌های «تقسیم ولتاژ 3 LED» می‌توانند راندمان قابل مقایسه‌ای را به دست آورند، جایگزین‌هایی مانند چراغ‌های پیکسلی WS2815 یا 12 ولتی WS2811 معمولاً از رگولاتورهای ولتاژ خطی برای کاهش توان به سطوح 5 ولتی قابل استفاده استفاده می‌کنند. این فرآیند تبدیل، انرژی را با اتلاف ولتاژ اضافی به صورت گرما، به جای نور، هدر می‌دهد.

به طور قابل توجهی، یک چراغ پیکسلی WS2811 12 ولتی تنظیم شده برای تولید روشنایی معادل، به دو برابر مصرف برق در مقایسه با همتای 5 ولتی خود نیاز دارد. در حالی که سیستم‌های 12 ولتی مزایایی در تزریق برق ارائه می‌دهند، پروژه‌های باتری‌دار از راندمان برتر پیاده‌سازی‌های 5 ولتی بهره‌مند می‌شوند.

کنترلر Dig2Go: راه‌حل Plug-and-Play

کنترلر Dig2Go که در اواخر سال 2022 معرفی شد، یک کنترلر آدرس‌پذیر WLED مبتنی بر ESP32 است که دارای قابلیت‌های منحصربه‌فردی است. ویژگی‌های آن عبارتند از:

• ورودی برق USB-C
• مدار رله MOSFET یکپارچه
• شیفتر سطح
• گیرنده مادون قرمز داخلی
• میکروفون دیجیتال با کیفیت بالا برای جلوه‌های پاسخگو به صدا
• محفظه پلاستیکی قالب‌گیری تزریقی سفارشی

این کنترلر 5 ولت را با 3 آمپر (15 وات) از طریق ورودی USB-C ارائه می‌دهد که به حداکثر ظرفیت جریان نوارهای LED (تقریباً 4 آمپر) نزدیک می‌شود. این امر آن را به یک راه‌حل آماده و ایده‌آل برای LEDهای آدرس‌پذیر 5 ولتی تبدیل می‌کند.

برای کسانی که بردهای توسعه ESP32 عمومی را در نظر می‌گیرند، احتیاط توصیه می‌شود. تنظیم محدودکننده توان WLED پیش‌فرض 850 میلی‌آمپر به حداکثر ظرفیت جریان ایمن برای اکثر بردها نزدیک می‌شود. کنترلرهای تخصصی مانند Dig2Go به‌طور خاص برای مدیریت ایمن جریان‌های بالاتر طراحی شده‌اند.

درک ظرفیت واقعی پاوربانک

تولیدکنندگان معمولاً ظرفیت پاوربانک را بر حسب میلی‌آمپر ساعت (به عنوان مثال، 10000 میلی‌آمپر ساعت یا 20000 میلی‌آمپر ساعت) تبلیغ می‌کنند و به ظرفیت باتری لیتیومی داخلی در 3.7 ولت اشاره می‌کنند، نه خروجی USB در 5 ولت. این امر مستلزم محاسبات تبدیل با در نظر گرفتن تلفات تبدیل ولتاژ است که معمولاً 10٪ تخمین زده می‌شود.

نمونه‌های تبدیل ظرفیت

• 10000 میلی‌آمپر ساعت (37 وات ساعت) : 6660 میلی‌آمپر ساعت ظرفیت موثر در 5 ولت
• 20000 میلی‌آمپر ساعت (74 وات ساعت) : 13320 میلی‌آمپر ساعت ظرفیت موثر در 5 ولت
• 25600 میلی‌آمپر ساعت (95 وات ساعت) : 17050 میلی‌آمپر ساعت ظرفیت موثر در 5 ولت

پیش‌بینی‌های زمان اجرا

خود کنترلر Dig2Go تقریباً 0.1 آمپر (0.5 وات) مصرف می‌کند و امکان عملکرد مداوم را تا 66 ساعت با یک پاوربانک 10000 میلی‌آمپر ساعتی فراهم می‌کند. زمان اجرای عملی با الگوهای استفاده از LED بسیار متفاوت است.

زمان اجرا در جریان 1.5 آمپر

• 10000 میلی‌آمپر ساعت: 4.44 ساعت
• 20000 میلی‌آمپر ساعت: 8.88 ساعت
• 25600 میلی‌آمپر ساعت: 11.36 ساعت

زمان اجرا در جریان 3 آمپر

• 10000 میلی‌آمپر ساعت: 2.22 ساعت
• 20000 میلی‌آمپر ساعت: 4.44 ساعت
• 25600 میلی‌آمپر ساعت: 5.68 ساعت

انتخاب پاوربانک مناسب

پاوربانک‌های مدرن با خروجی USB-C که حداقل 15 وات (5 ولت 3 آمپر) رتبه‌بندی شده‌اند، توصیه می‌شوند. در حالی که مدل‌های USB-A ممکن است کار کنند، برخی از واحدهای قدیمی با تقاضای جریان اولیه یا بارهای پایدار بیش از 1 آمپر مشکل دارند. مدل‌های جدیدتر سازگار با USB-C PD عملکرد بهتری را با برنامه‌های LED نشان می‌دهند.

بهینه‌سازی عملکرد

کابل‌های USB-C به USB-C با کیفیت بالا که برای 5 آمپر رتبه‌بندی شده‌اند، افت ولتاژ و تلفات انرژی را به حداقل می‌رسانند. برای نظارت بر توان در زمان واقعی، کابل‌هایی با نمایشگرهای داخلی اندازه‌گیری جریان مناسب را بدون تجهیزات حرفه‌ای ارائه می‌دهند.

از طریق انتخاب دقیق اجزا و مدیریت توان، پروژه‌های LED قابل حمل می‌توانند به 4 تا 8 ساعت زمان اجرا دست یابند و در عین حال خروجی روشنایی قابل توجهی را حفظ کنند. ترکیب Dig2Go و پاوربانک USB یک پلتفرم همه کاره برای برنامه‌های روشنایی سیار ارائه می‌دهد.