Порядок работы обратный тому, как обычно делают: сначала считаете ток, потом покупаете ленту и только потом думаете про рассеиватель. Метр адресной ленты на 60 диодов в худшем случае просит 3,6 А при 5 В — это 18 Вт, — а карманный повербанк на 10 000 мАч отдаёт около 31 Вт·ч. Разделите одно на другое, и станет понятно, почему подсветка гаснет к третьему часу фестиваля. Ниже — чем отличаются два типа ленты, как посчитать часы работы и почему свет выходит цепочкой точек вместо ровной линии.
Одноцветная лента на 12 В или адресная на 5 В
Одноцветная лента — просто цепочка светодиодов: подали питание, она светится, яркость крутится диммером. Метр ленты 2835 на 60 диодов стоит от 98 ₽ в рознице у ICLED до 234 ₽ у «Мира светодиодов». Минус один, зато принципиальный: такая лента работает от 12 В, и напрямую от USB-повербанка её не запитать — нужен повышающий преобразователь или отдельный батарейный блок.
Адресная лента на чипах WS2812B живёт на 5 В, то есть на том же напряжении, что и USB, и у каждого диода собственный цвет и яркость: бегущая волна, пульс, градиент по контуру брони. Платите за это дважды — деньгами и током. Метр стоит от 290 ₽ (giant4) до 840 ₽ (dled, 4200 ₽ за бухту в 5 м), и ей нужен управляющий контроллер — без команд она просто не загорится.
Ещё одна ловушка при покупке: количество диодов в метре ничего не говорит о мощности. У одной и той же строчки «2835, 60 диодов на метр» бывает 4,8 Вт/м в экономварианте, 6 Вт/м в классе Standart и 12 Вт/м в классе LUX у одного и того же продавца, а обзорщики называют для премиум-лент те же 14,4 Вт/м — разброс втрое при одинаковом названии. В характеристиках ищите не диоды, а ватты на метр: это единственное число, из которого считается всё остальное.
Сколько тока попросит лента
С адресной лентой считать проще, потому что цифру задаёт сам чип: один пиксель WS2812B при белом на полной яркости берёт до 60 мА при 5 В — по 20 мА на красный, зелёный и синий кристалл. Так пишет руководство Adafruit по NeoPixel, ту же цифру даёт техническое описание Soldered. Adafruit сразу приводит и вторую оценку: 60 мА на пиксель — расчёт с максимальным запасом, а для обычных анимаций, где сплошного белого почти не бывает, рабочее правило — 20 мА.
Считаем на полутора метрах ленты на 60 диодов, то есть на 90 пикселях. По максимуму: 90 × 60 мА = 5,4 А, или 27 Вт. По рабочей оценке: 90 × 20 мА = 1,8 А, около 9 Вт. Разница ровно втрое, и именно она решает, влезет подсветка в повербанк или нет. Отсюда первое прикладное правило: сплошной белый на полной яркости в носимом костюме не включают — не из соображений вкуса, а из-за тока.
На сколько хватит повербанка
Сравнивать повербанки по мАч бесполезно: это заряд, а не энергия. Переводите в ватт-часы — Вт·ч = мАч × напряжение ячейки ÷ 1000. У литий-ионной ячейки номинал 3,7 В, значит повербанк на 10 000 мАч — это 37 Вт·ч запаса. Часть уходит на преобразование 3,7 В в 5 В: Лайфхакер советует рассчитывать на две трети номинальной ёмкости, другие расчёты берут КПД около 85%. В обоих случаях на выход приходит примерно 31–33 Вт·ч.
Дальше простое деление. Те же полтора метра адресной ленты на анимации — 9 Вт, значит 31 Вт·ч хватит примерно на 3,5 часа. Одноцветная лента 4,8 Вт/м на той же длине — 7,2 Вт, около четырёх часов; она же в версии 12 Вт/м — 18 Вт и меньше двух часов. Фестивальный день не покрывает ни один вариант, поэтому решений всего два: второй повербанк в кармане или выключатель, которым подсветка гасится между выходами и фотосессиями.
Второй сюрприз обратный — ток может оказаться слишком маленьким. Повербанк решает, что устройство зарядилось, и отключается сам. Anker в описании низкотокового режима называет порог прямо: подключённое устройство должно тянуть не меньше 30–90 мА, иначе питание снимется; независимая проверка на порту USB-A дала около 60 мА. Одна тусклая полоска в подкладке в этот порог не попадает, так что для маломощной подсветки берите повербанк с явным низкотоковым режимом — его обычно включают двойным нажатием кнопки.
Рассеиватель: расстояние важнее материала
Правило, которое экономит день переделок: расстояние от диодов до рассеивателя должно быть не меньше, чем расстояние между самими диодами. Так формулирует его производитель оптических рассеивателей Luminit — «примерно один к одному», — и практические тесты, разобранные Hackaday, дают тот же вывод. Переводим в миллиметры костюма: у ленты на 60 диодов шаг 16,7 мм, значит короб должен быть глубиной хотя бы 17 мм. У плотной ленты на 144 диода шаг всего 6,9 мм — хватит семи миллиметров. То есть плотная лента дороже, но позволяет сделать деталь втрое тоньше, и в узкой кромке брони это решает.
Материал вторичен, важна только доля пропускаемого света. Молочный акрил толщиной 3 мм пропускает около 30% света, лист в 8 мм — уже около 20%: чем толще, тем ровнее свечение и тем оно темнее. В костюме целый лист акрила таскать незачем — так же ведут себя вспененный полипропилен, обычная папка-скоросшиватель, калька в два слоя, силиконовый чехол ленты и тонкая стенка, напечатанная белым или натуральным пластиком. Проверять надо макетом: обрезок ленты, кусок материала и линейка — разница видна за минуту.
Куда прятать батарею и как вести провод
Повербанк — самый тяжёлый элемент подсветки, и вешать его на наплечник или в шлем не стоит: держите его у пояса, ближе к центру тяжести, в кармане подкладки или в сумке-поясе. Дальше три вещи, которые ломаются чаще всего:
- провод на сгибах. Ведите его по швам и оставляйте петлю запаса у каждого сустава — локоть и колено за день дают сотни циклов, и первым лопается провод, натянутый в струну;
- места разъёма костюма. Там, где броня снимается отдельной деталью, ставьте разъём, а не сплошной провод: иначе снять наплечник, не вырвав питание, не получится;
- выключатель. Он должен быть снаружи и доступен одной рукой в перчатке. Кнопка, до которой надо расстегнуть костюм, не используется ни разу за фестиваль.
Паять по месту на готовом костюме — плохая идея: капля припоя прожигает пену и ткань насквозь. Собирайте и проверяйте гирлянду на столе, а в костюм ставьте уже готовый узел. Все открытые контакты изолируйте: под пеной и подкладкой замыкание вы не увидите, а почувствуете по запаху.
Что проверить перед выездом
Короткий список, который делается дома, а не в гримёрке:
- прогнать подсветку в рабочем режиме столько, сколько она должна прожить на площадке, и засечь время до отключения;
- потрогать ленту и преобразователь через полчаса работы — тёплые нормально, горячие означают, что мощность выбрана с перебором;
- надеть костюм и подвигаться в нём: садиться, поднимать руки, разворачиваться — половина обрывов вылезает именно здесь;
- положить в сумку запасной повербанк и короткий кабель на замену.
Отдельно про дорогу. Повербанки и любые запасные литиевые аккумуляторы возят только в ручной клади, в багаж их сдавать нельзя: это правило IATA, и то же самое пишет TSA. До 100 Вт·ч вопросов обычно не возникает, на 101–160 Вт·ч нужно разрешение авиакомпании, и таких запасных разрешается не больше двух. Наш повербанк на 10 000 мАч — это 37 Вт·ч, то есть проходит с большим запасом; точную цифру в Вт·ч производитель печатает на корпусе, и спрашивают на досмотре именно её.
