ลองจินตนาการถึงการปลดปล่อยโครงการระบบแสงสว่างของคุณจากปลั๊กไฟแบบตายตัว เพื่อให้สามารถเคลื่อนย้ายระหว่างสถานที่ต่างๆ ได้อย่างอิสระ วิสัยทัศน์นี้กลายเป็นความจริงด้วยการใช้พาวเวอร์แบงค์ USB อย่างสร้างสรรค์เพื่อขับเคลื่อนแถบ LED WS2812B หรือ SK6812 และไฟพิกเซลที่ใช้ WS2811

ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพของระบบ 5V

การเลือกแถบ LED ที่สามารถระบุตำแหน่งได้ 5V เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการประหยัดพลังงาน แม้ว่าแถบ LED 12V ที่มีการออกแบบ "การแบ่งแรงดันไฟฟ้า LED 3 ดวง" จะให้ประสิทธิภาพที่เทียบเคียงได้ แต่ไฟพิกเซลทางเลือกอื่นๆ เช่น WS2815 หรือ 12V WS2811 พิกเซล โดยทั่วไปจะใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นเพื่อลดพลังงานให้เหลือระดับ 5V ที่ใช้งานได้ กระบวนการแปลงนี้สิ้นเปลืองพลังงานโดยการกระจายแรงดันไฟฟ้าส่วนเกินออกเป็นความร้อนแทนที่จะเป็นแสง

เป็นที่น่าสังเกตว่าไฟพิกเซล 12V WS2811 ที่ได้รับการควบคุมต้องใช้พลังงานเป็นสองเท่าเพื่อสร้างแสงสว่างที่เท่ากันเมื่อเปรียบเทียบกับไฟ 5V ที่เป็นคู่กัน แม้ว่าระบบ 12V จะมีข้อได้เปรียบในด้านการฉีดกำลัง แต่โครงการที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่จะได้รับประโยชน์อย่างมากจากประสิทธิภาพที่เหนือกว่าของการใช้งาน 5V

ตัวควบคุม Dig2Go: โซลูชัน Plug-and-Play

คอนโทรลเลอร์ Dig2Go เปิดตัวในช่วงปลายปี 2022 เป็นตัวแทนของคอนโทรลเลอร์ WLED ที่สามารถระบุตำแหน่งได้ที่ใช้ ESP32 พร้อมความสามารถเฉพาะตัว คุณสมบัติประกอบด้วย:

• กำลังไฟเข้า USB-C
• วงจรรีเลย์ MOSFET ในตัว
• ตัวเปลี่ยนระดับ
• ตัวรับสัญญาณอินฟราเรดในตัว
• ไมโครโฟนดิจิตอลคุณภาพสูงสำหรับเอฟเฟกต์ตอบสนองเสียง
• ตัวเรือนพลาสติกฉีดขึ้นรูปแบบกำหนดเอง

คอนโทรลเลอร์จ่ายไฟ 5V ที่ 3A (15W) ผ่านอินพุต USB-C ซึ่งเข้าใกล้ความจุกระแสสูงสุดของแถบ LED (ประมาณ 4A) ทำให้เป็นโซลูชันแบบครบวงจรที่สมบูรณ์แบบสำหรับ LED ที่สามารถระบุตำแหน่งได้ 5V

สำหรับผู้ที่กำลังพิจารณาบอร์ดพัฒนา ESP32 ทั่วไป ขอแนะนำให้ใช้ความระมัดระวัง การตั้งค่าตัวจำกัดพลังงาน WLED เริ่มต้นที่ 850mA เข้าใกล้ความจุกระแสไฟที่ปลอดภัยสูงสุดสำหรับบอร์ดส่วนใหญ่ ตัวควบคุมพิเศษเช่น Dig2Go ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมมาโดยเฉพาะเพื่อรองรับกระแสที่สูงขึ้นได้อย่างปลอดภัย

ทำความเข้าใจความจุของ True Power Bank

โดยทั่วไปผู้ผลิตจะโฆษณาความจุของแบตสำรองเป็น mAh (เช่น 10,000mAh หรือ 20,000mAh) โดยอ้างอิงถึงความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมภายในที่ 3.7V แทนที่จะเป็นเอาต์พุต USB ที่ 5V ซึ่งต้องมีการคำนวณการแปลงโดยคำนึงถึงการสูญเสียการแปลงแรงดันไฟฟ้า โดยทั่วไปจะประมาณไว้ที่ 10%

ตัวอย่างการแปลงความจุ

• 10,000mAh (37Wh): ความจุที่มีประสิทธิภาพ 6660mAh ที่ 5V
• 20000mAh (74Wh): ความจุประสิทธิผล 13320mAh ที่ 5V
• 25600mAh (95Wh): ความจุที่มีประสิทธิภาพ 17050mAh ที่ 5V

การประมาณการรันไทม์

ตัวควบคุม Dig2Go นั้นกินไฟประมาณ 0.1A (0.5W) ทำให้สามารถทำงานต่อเนื่องได้นานถึง 66 ชั่วโมงบนแบตสำรองขนาด 10,000mAh รันไทม์ในทางปฏิบัติจะแตกต่างกันไปอย่างมากตามรูปแบบการใช้งาน LED

รันไทม์ที่กระแส 1.5A

• 10,000mAh: 4.44 ชม
• 20000mAh: 8.88 ชม
• 25600mAh: 11.36 ชม

รันไทม์ที่กระแส 3A

• 10,000mAh: 2.22 ชม
• 20000mAh: 4.44 ชม
• 25600mAh: 5.68 ชม

การเลือกพาวเวอร์แบงค์ที่เหมาะสม

แนะนำให้ใช้พาวเวอร์แบงค์สมัยใหม่ที่มีเอาต์พุต USB-C อย่างน้อย 15W (5V 3A) แม้ว่ารุ่น USB-A อาจใช้งานได้ แต่อุปกรณ์รุ่นเก่าบางรุ่นประสบปัญหากับความต้องการกระแสไฟเริ่มต้นหรือโหลดที่ต่อเนื่องเกิน 1A รุ่นที่ใหม่กว่าซึ่งเข้ากันได้กับ USB-C PD แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่เหนือกว่าด้วยแอปพลิเคชัน LED

การเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน

สายเคเบิล USB-C ถึง USB-C คุณภาพสูงระดับ 5A ช่วยลดแรงดันไฟฟ้าตกและการสูญเสียพลังงาน สำหรับการตรวจสอบกำลังไฟฟ้าแบบเรียลไทม์ สายเคเบิลที่มีจอแสดงผลในตัวช่วยให้การวัดกระแสไฟฟ้าสะดวกโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ระดับมืออาชีพ

ด้วยการเลือกส่วนประกอบและการจัดการพลังงานอย่างรอบคอบ โปรเจ็กต์ LED แบบพกพาจึงสามารถรันไทม์ได้ 4-8 ชั่วโมง ในขณะที่ยังคงความสว่างเอาไว้ได้มาก การรวมกันของ Dig2Go และ USB power bank นำเสนอแพลตฟอร์มอเนกประสงค์สำหรับการใช้งานระบบแสงสว่างบนมือถือ