ピクセルへの電力供給

近年のLEDは消費電力量に比べて非常に明るくなりましたが、ピクセルはいまだに多くの電力消費をします。もしお使いのパワーサプライが力不足な場合、多くの問題に遭遇することになります。ピクセルが暗くなるだけではなく、ある時点からエラーを起こしはじめます。  

例として、 SK9822ピクセル1つはLED1つにつき20mAを消費します。これらの各ピクセルは3つのLEDを内部に備えています。ですから、ピクセル1つにつき、フルブライトネスの状態で、合計60mAを消費します。すると、使用できる個数はいくつになるでしょうか?

この例では、ピクセルの小さなマトリックスに電源を供給します。こちらは、5x10ピクセルの各ストリップで構成されています。合計50ピクセルに電源供給しなければなりません。


  • 合計使用電力(mA) = ピクセルの個数 x ピクセル毎の電力使用量
  • 50 x 60 = 3,000mA ... 3000/1000 = 3 アンペア
  • これらのピクセルは合計5Vが必要で、ワットにすると ボルト x アンペア: 3 x 5 = 15W

これによると、上のマトリックスに十分に電源を供給するには、5V 3Aのパワーサプライが必要になります。これより低いと、ピクセルの駆動に問題が生じます。

コモングラウンド

プロジェクトで使用する各ストリップのピンを、ドライバーと同じグラウンドストリップに接地(グラウンド)することは大変重要です。マイクロコントローラーでも、オフザシェルフの機器でも同様にです。 

大規模なインスタレーションを構築する際、大抵ストリップへの電力供給に1つ以上のパワーサプライを使用するでしょう。すべてのパワーサプライで共通のグラウンドプレーンを使用することが重要です。 

いかなるパワーサプライの +V ターミナルも、決して一緒に接続しないでください!

パワーバッファーリング

一番良いのは、駆動しようとしている大きなセグメントLEDごとのパワーサプライと、パラレルでキャパシタを配置することです。ピクセルが0からフルブラストする際の出力スパイクをバッファーします。 こちらは、私たちのグリッドの例です:

上の図では、各10ピクセルのストリップ5つをレイアウトしています。 パワーは1つのストリップから次のストリップへとチェインされています。 

パワーレールの1000uf Electrolytic キャパシタにご注目ください。

また、チェインのエンドからパワーサプライへ、パワーをループしているのにもご注目ください。これにより、私たちのシステムではパワーが確実に、相対的に等しく行き渡るのです。  

複数のパワーサプライを使用して、数百、数千のピクセルを使用した、もっと規模の大きなインスタレーションに着手する場合、これはさらに重要になります。ピクセルのチェインが長くなるに従い、カッパーストリップ内に埋め込まれたパワーレールの抵抗は高くなります。インスタレーションによっては、複数のパワーサプライを使用するなどの方法を使って、一定の間隔でパワーをインサートするのが賢い対策となるでしょう。

長さが1メートル以上になる場合、高品質の、適切なゲージの電源ケーブルを使用することも同じく重要になります。

ヒューズ

LEDにヒューズをつけることも非常に重要です。

基本的なLEDセットアップを駆動するのに必要なアンプ数でも、かなり大きなパワーサプライを使用する必要が出てくるでしょう。この意味するところは、もしワイヤー1本に短絡が起こっても、アンプの過電流保護が感知しないという事です。するとLEDストリップがオーバーヒートし、発火することになります!

ありがたいことに、これは簡単に解決できます。LEDの数に対し適切な定格のヒューズを回路に設置すれば、インスタレーションの安全を確保できます。短絡が起きると、パワーサプライが電流を供給しようとしても、ヒューズが焼き切れます。 電流600 mAの 10個のLEDを例にとると、短絡事故が起きても、回路を保護するには 1アンペアのヒューズで十分です。

詳しくは、 LEDストリップにヒューズを取り付けるをご覧ください。素晴らしい記事を書き、安全性第一であることを思い出させてくれた Thomas Sebastian に感謝します。

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