DotStar Micro LED Strip necesita capacitor individual y preguntas de PCB

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Estaba diseñando una PCB para hacer un Micro LED DotStar ( APA102-2020 hoja de datos ) tira y vi que ninguno de los productos vendidos en la tienda de Adafruit que utiliza estos mismos LED tiene condensadores en cada led como lo hacen todos los demás LED Strip.

Ahoraenlasdescripcionesdelosproductos,dice:

  

Paramantenereltableropequeño,nopusimosningúncapacitordemontajesuperficialpequeñoenlapartefrontal.Ensulugar,hayunaalmohadilladealimentación/conexiónatierraenlaparteposterioryuncondensadorde220uFquepuedesoldarenlaparteposteriorparaunajustecompacto

Asíqueestoytratandodeentenderporquéessuficientetenersolouncondensadorparaelcircuito,ensusPowerNeoPixels( hoja de datos ) guía que dice que:

  

agregando un capacitor grande (1000 µF, 6.3V o superior) a través de los terminales + y -. Esto evita que la corriente de arranque inicial dañe los píxeles.   y todas las tiras de LED Neopixels también tienen condensadores individuales

No encontré nada que pareciera responder a mi pregunta en las hojas de datos, pero como estoy haciendo mi propia PCB de tira, ¿diría que es mejor tener capacitores individuales para cada LED también? y no caerían las caídas de voltaje

En mi aplicación, solo usaré los LEDs momentáneamente en un traje, así que apreciaría si pudiera quitar los capacitores individuales para uno solo ya que quiero que los LED se mantengan muy cerca y necesitaría colocar el capacitor en el parte posterior de la PCB.

Además, parece que la parte posterior de la PCB en la foto es el vertido de cobre del suelo y me imagino que lo mismo ocurre con el vertido de cobre de la parte superior del VCC, nunca he visto un vertido de cobre VCC (Realmente no tengo mucha experiencia con PCB), ¿es así lo que está pasando aquí?

Para resumir todo: Quiero hacer 8 tiras de DotStar APA102–2020 LED de 300 mm de largo con 32 LED en cada una de ellas. Se colocarán dentro de una visera de manera que formen una matriz con un espacio horizontal para la visibilidad.

Alimentaré mi tira de 256 LED con una batería Lipo 2S (7.4V) y un convertidor reductor, por lo que si la confiabilidad de la fuente de energía puede cambiar la respuesta, puedo intentar comprar un convertidor con la menor ondulación posible.

    
pregunta doppler0y

2 respuestas

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El desacoplamiento es más una forma de arte o magia negra. Es una habilidad aprendida a través de prueba y error. Adafruit recomienda 220 F después de las pruebas, como un revendedor aficionado con sede en Estados Unidos interesado en el menor número de quejas / devoluciones de productos defectuosos (es decir, tienen un gran interés en asegurarse de que el producto funcione como se indica). La diferencia es que esta placa compacta bastante pequeña es diferente de una placa de circuito impreso flexible y larga, y la capacitancia requerida será diferente debido a las dimensiones de la placa y la cantidad de cobre que se utiliza. El FPC, especialmente en algunos pies, es bastante pobre en sus características, alta resistencia e inductancia en comparación con una placa cuadrada de fr4 revestida en cobre de dimensiones pequeñas.

Para su uso, puede colocar un capacitor más grande en un cable corto cerca de la placa para que sea más fácil de colocar. Solo tenga en cuenta que cuanto más largo sea el cable, peor será el rendimiento. Una pulgada no lo afectaría mucho, mientras que te permite un poco de margen para ocultarlo. 1000ųF a 2 pulgadas de distancia funcionaría bastante bien en este momento.

    
respondido por el Passerby
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No encontré nada que pareciera responder a mi pregunta en las hojas de datos, pero ya que estoy haciendo mi propia PCB de tira, ¿diría que es mejor tener capacitores individuales para cada LED también?

Su PCB tiene 8x8 = 64 LED, por lo que no va a montar un capacitor por LED. Supongo que se refería a un condensador por PCB.

Sin ninguna tapa de desacoplamiento, estos LED no funcionarán. No son solo LED, también hay un pequeño chip lógico en el interior y esto requiere una tensión de alimentación estable. Con una gran cantidad de LEDs que conmutan y extraen corriente variable de la fuente de alimentación, necesita una baja impedancia de la fuente de alimentación para mantener bajas las variaciones de voltaje.

Supongamos que todos los LED están apagados y los enciende todos. De acuerdo con la página en adafruit , el PCB dibujará 2.5 amperios. Esto es mucho actual.

No sé si todos estos LED NeoPixel se encenderán / apagarán simultáneamente o si lo harán cuando se dirijan, pero usan PWM, por lo tanto, si se configuran a una intensidad que no sea del 0% ni del 100%, lo harán. PWM y encender y apagar rápidamente.

Así que usaré una ondulación actual de 2.5A como el peor de los casos, por PCB. Probablemente será mucho menos en la práctica.

Los cambios rápidos de corriente del PWM interactuarán con la inductancia del cableado y causarán estragos en el voltaje de la fuente de alimentación local. Dado que los cables son inductivos, los cambios de corriente causan caídas de voltaje y picos de voltaje que destruirán los LED. La función de la tapa de desacoplamiento es actuar como un depósito local de carga para proporcionar corriente rápidamente cuando un LED se enciende, pero también para absorber el pico de voltaje debido a la inductancia del cableado cuando un LED se apaga.

El condensador Nichicon VR de 220 µF que se muestra en la imagen tiene un ESR de aproximadamente 1,5 ohmios máximo, lo que es demasiado alto para esta corriente de rizado, pero probablemente sea suficiente para funcionar bien.

Yo usaría un Panasonic FR 470µF 6.3V en su lugar, que tiene Una ESR de aproximadamente 0,1 ohmios y también es muy barata. 2.5A está muy por encima de su especificación de corriente de rizado, pero durará más que el paquete de baterías. Pero si funciona con las tapas provistas, siéntase libre de usarlas.

Ahora, si quieres que esto sea muy plano, tendrás que montar las tapas en algún lugar donde encajen.

Si quieres que sea delgado, también puedes usar gorras de tantalio SMD planas, pero creo que no te va a gustar el precio.

El hecho de que funcione con un límite de ESR de 1,5 ohmios indica que el valor del límite es relativamente irrelevante, lo que significa que funcionaría con una capacitancia mucho menor. Por lo tanto, otra opción es agarrar la tapa de cerámica X7R SMD de gran capacidad, por ejemplo 1210 o 1206 10µV 10V que es barata, y colocar una a cada lado de la placa entre las almohadillas "GND" y "+ 5V". Sin embargo, deberá tener cuidado de no romperlos al manipular los cables, ya que se soldarán en las almohadillas de los cables. Sin embargo, esta es una buena solución, ya que estas tapas de cerámica son muy delgadas y no interfieren con sus requisitos de altura. Sin embargo, asegúrate de verificar su altura, algunos son más altos que otros.

Sin embargo, ahora tenemos otro problema: usted dice que va a hacer "8 tiras de 300 mm de largo dentro de un visor de policarbonato".

Dado que el módulo es de 25,4 mm cuadrados, hay 11 módulos por tira, 88 módulos en total, por lo que el consumo de corriente máximo será de 220 amperios y la potencia máxima será de 1100W.

Ya que estos números son una locura, les pediré que aclaren antes de profundizar en ellos ... porque si esto es cierto, tendrá un problema de suministro de energía ... y si está dentro. Un casco estilo Daft Punk, tu cara se va a cocinar.

    
respondido por el peufeu

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