¿Cómo debo diseñar un bus de alimentación para un proyecto wearable?

Question

Estoy pensando en construir otro proyecto de chaqueta LED portátil. La base será Tiras de 60 LED/m WS2812B alrededor de 2048 píxeles, con un consumo máximo de corriente de algo menos de 125 A. En realidad, nunca utilizaría patrones totalmente blancos, por lo que el consumo máximo podría ser una cuarta parte de este valor.

Sigue siendo mucha corriente y estoy intentando pensar en una buena forma de distribuirla a los extremos de las tiras. Según mi experiencia en otros proyectos, cada tira debe estar conectada directamente a la corriente y el bus de alimentación debe tener una resistencia muy baja para que la caída de tensión no provoque el "enrojecimiento" de las tiras que están conectadas en el extremo más alejado de la batería.

Me cuesta pensar en un diseño que a) tenga una gran capacidad de corriente, b) sea flexible, c) sea lo suficientemente "limpio" como para no tener cables expuestos serpenteando y d) se pueda reparar sobre el terreno.

Aquí tienes un esquema aproximado para que te hagas una idea de la orientación de las tiras (rojo y negro para +ve y -ve, el azul es el cable de señal que "serpentea" arriba y abajo de las tiras):

Answer 1

Edición drástica de mi respuesta, ya que no entendía bien lo de las tiras de LED.

Creo que la mejor opción es una cinta de cobre estañado muy ancha. Las hay con trenzado muy flexible, que se utilizan para conectar a tierra interfaces articuladas. Usted debe ser capaz de soldar los cables de alimentación de la tira individual a ellos y sólo tiene que mantenerlos aislados verticalmente. Atar la batería en el centro de la tira minimizaría la diferencia de voltaje entre todos los hilos.

Answer 2

En realidad, el límite superior ¡de su estimación es demasiado alto! En el mercado existen tiras de LED de baja potencia, con un consumo de 80 mW o incluso 50 mW (por LED). Los LED de mayor potencia suelen utilizarse para aplicaciones más luminosas. Así que tengo algunas sugerencias para tu proyecto:

1. Busca en los siguientes sitios web para encontrar tiras de LED de bajo consumo:

   http://www.ecolocityled.com

   http://www.ledworldlighting.com/ledstrip.html

   http://www.ledlightszone.co.uk/24-led-tape

   http://www.maplin.co.uk/c/components/leds-and-displays/led-strips

   https://www.adafruit.com/products/306

   https://www.superbrightleds.com/cat/flexible-strips-and-bars

2. Una tira de LED estándar tiene 8 mm de anchura y suele contener 60 LED por metro. Suponiendo que la longitud de una funda sea de 50 cm, puede tener 30 LED en una columna de 8 mm. Suponiendo que la anchura frontal de la funda sea de unos 40 cm, puede tener como máximo 50 columnas de tiras de LED (y estará muy apretado, y será bastante incómodo). Esto significa que la resolución máxima de píxeles que puedes obtener es de 30x50 = 1500 LEDs, y no 2048; a menos que continúes con las tiras de LEDs tanto a la derecha como a la izquierda (e incluso detrás) de la chaqueta. Para conseguir esa resolución de 2048 píxeles, necesitas casi 70 columnas, que requieren 560 mm de anchura. Si añades espacios entre las tiras de LED, necesitarás aún más anchura de cubierta (por ejemplo, 700 mm). Así que te recomiendo encarecidamente que bajes la resolución a, por ejemplo, 1024 píxeles.

3. Probablemente deberías tener en cuenta el calor que producen estas tiras de LED. 1024 x 80 mW ~= 80 vatios. Esta es realmente una gran cifra para aplicaciones portátiles. Para aclarar la cuestión, dígame: ¿cuánto tiempo puede sostener en la mano una bombilla clásica de 100 vatios? Probablemente no más de unos segundos. Así que, como ves, sería realmente difícil llevar una chaqueta que produjera tanto calor. Así que te recomiendo encarecidamente que busques todo lo que puedas, y elijas tiras de LED de muy bajo consumo. (Las máximo aceptable sería de 50 mW por LED).

4. Para suministrar energía a estas tiras de LED, te recomiendo que utilices baterías de iones de litio estándar de smartphone/tablet. Suelen tener entre 3000 y 6000 mAh. Si necesitas iluminar la chaqueta durante más horas, o si necesitas más potencia, puedes utilizar paquetes de baterías extendidas, que pueden suministrar 12.000 mAh de potencia, o incluso más. Puedes incrustar esta batería, por ejemplo, en el bolsillo de la chaqueta, o llevarla como cinturón. Tenga en cuenta que si una batería no puede suministrar el voltaje o la corriente mínimos que desea, puede combinarlas en paralelo (para voltajes más altos) o en serie (para corrientes más altas). En los siguientes sitios web encontrarás pilas muy bonitas:

   http://www.batteries4less.com

   http://www.att.com/shop/wireless/accessories/batteries.html

5. Busca en Google todo lo que puedas para encontrar tiras de LED de muy bajo consumo y pilas eficientes para alimentarlas.

Me encantaría ver el diseño final de su proyecto. Así que no dudes en publicar aquí una foto de tu diseño final. Además, busca proyectos wearables similares para ver qué hacen los demás y cómo.

Buena suerte.