Disclaimer
Wie schon in einem anderen Beitrag beschrieben stehe ich noch ganz am Anfang meiner (Mikro-)Elektronik-Karriere. Ich habe da noch ganz viele Fragezeichen und freue mich sehr auf Eure Hilfe.
Verzeiht mir bitte meine verunstalteten Links. Als neuer Benutzer darf ich maximal zwei pro Beitrag einfügen.
Das Netzteil
Das LPV-100-5 von Mean Well liefert maximal 12 Ampere bei konstanten 5 Volt, also 60 Watt. Laut der Zeichnung (siehe Link) sind auf der Sekundärseite feste Anschlussleitungen mit der AWG-Nummer 14 vorhanden. Laut dieser Umrechnungstabelle entspricht das einem Kabelquerschnitt von 2,08 mm².
Online-Rechner Kabel-Querschnitt und -Länge
Wenn ich nun diesen Onlinerechner für den Kabelquerschnitt (elektroinstallation-ratgeber -punkt- de/kabelquerschnitt-berechnen/) beherzige, dann dürfte ich bei voreingestellten Werten (für Spannungsabfall = 3 % und Wirkleistungsfaktor = 0,9) lediglich ein 81 cm langes Kabel verwenden. Alles darüber würde einen größeren Querschnitt erfordern. Bediene ich den Rechner falsch? Verstehe ich ihn miss?
Mit diesem Netzteil könnte man beispielsweise WS2812B-LEDs betreiben. Diese ziehen laut landläufigen Aussagen in der Spitze 60 mA. Es wäre also möglich 200 LEDs (oder wenn man einen oftmals empfohlenen Puffer von 20 % berücksichtigt: 166 Stück davon) mit Strom zu versorgen. Nun ist es einerseits Quatsch diese auf 81 Zentimetern zu verteilen - zumindest wenn es um effektvolle Raumbeleuchtung geht. Andererseits habe ich ja schon einen Streifen mit 60 LEDs je Meter hier liegen. 166 LEDs finden sich aufgerundet auf drei Metern.
In diesem Fall empfiehlt der Rechner einen Kabelquerschnitt von 7,71 mm². Das deckt sich auch mit dem Rechner, den ich hier (campofant - punkt- com/kabelquerschnitt-leitungsquerschnitt-berechnen/) gefunden habe. Abweichend zum ersten verwendet dieser aber einen festeingestellten Wirkleistungsfaktor von 1. Interessant finde ich aber beim zweiten Rechner, dass dieser den Spannungsabfall berechnet und keine Eingabe erwartet.
Technische Daten der LEDs
Wie komme ich denn auf den maximal tolerierbaren Spannungsabfall? Auf der einen Seite habe ich mal was von fünf Prozent gelesen, die andere behauptet zehn wären auch noch okay. Ich vermute, dass ein Blick ins Datenblatt (cdn-shop.adafruit -punkt- com/datasheets/WS2812B.pdf) Licht ins Dunkel bringt. Dort ist wie folgt angegeben.
Power supply voltage (VDD) +3.5 ~ + 5.3 V
Bedeuted dies, dass ich theoretisch sogar einen Spannungsabfall von bis zu 30 % (1 - 3,5/5) in Kauf nehmen könnte? Ich vermute aber, dass hier die hinteren LEDs in Helligkeit und Farbigkeit von den vorderen abweichen würden, oder? Kann ich auch weiterhin davon ausgehen, dass bei einem (höheren) Spannungsabfall mit größeren Stromstärken und damit einer weiteren Erhitzung der Kabel zu rechnen ist?
Angenommen ich speise nicht nur am Anfang des LED-Streifens, sondern auch am Ende, also nach drei Metern den Strom ein. Kann ich dann in der Berechnung für den Kabelquerschnitt von der halben Länge ausgehen? Oder ist das grober Unfug?
Weiterführende Fragen
Im Datenblatt finde ich weiterhin folgenden Wert.
Input voltage (VI) -0.5～VDD +0.5 V
Ist damit das Datensignal gemeint? Lese ich richtig daraus, dass, wenn ich die LEDs beispielsweise mit 5 V betreibe, das Datensignal mindestens 4,5 und maximal 5,5 V haben dürfte/müsste?
Und wie habe ich folgende Werte zu verstehen.
Input voltage level (VIH) MIN 0.7VDD V
Input voltage level (VIL) MAX 0.3 VDD V
Bedeutet dies, dass ein High als solches erkannt wird, wenn das Signal, um beim obigen Beispiel von 5 V Betriebsspannung zu bleiben, mit mindestens 3,5 V und ein Low mit maximal 1,5 V übertragen wird? Wie bringe ich das aber in Einklang mit der Input Voltage. Das verwirrt mich gerade extremst.