Comprensión de los requisitos de alimentación y la tira de alimentación LED

Sé que hay muchas preguntas y respuestas sobre los LED y, de hecho, esta en particular se parece mucho a mi situación pero, tal vez me la esté perdiendo, ninguna de ellas parecía coincidir con mi experiencia a continuación.

En última instancia, quiero ejecutar 15 tiras de 300 LED de 5 metros o 4500 LED, si es posible controlado por un Teensy 4.0

Compré 2 tiras para empezar. las especificaciones

• Modelo: Cinta LED WS2812B 5050RGB 300
• Marca: BTF-ILUMINACIÓN
• Tipo de CI: WS2812B CI
• Potencia: CC 5V
• Potencia: 6~18W/m 0,1~0,3W/LED Total 30~90W
• Fuente de alimentación recomendada: DC5V20A (100W/M)
• Número de LEDSMD: 60 LED/m 300 LED/5 m

90 vatios a 5v son 18 amperios

Sin saber lo que estoy haciendo, originalmente esperaba alimentar una sola tira de 2 a 4 horas, usando un cargador USB Anker Powercore de 20000 mAh . Sus especificaciones son

• 20.000 mAh / 72 Wh
• Salida: 5V 3A

Eso es todo lo que se indica en el manual.

Eso no parecía suficiente. Por un lado, el 3A en la fuente de alimentación es mucho menor que los 18 amperios que necesita la tira de LED. Mi segunda opción era usar 4 baterías D-Cell a 6 V con algo para reducirlas a 5 V, pero incluso eso parecía ser menos energía, aunque tal vez podría sacar más a la vez para acercarme a los 18 amperios necesarios.

Al final, conecté el Powercore al Teensy 4.0 solo para ver qué pasaba. Pensé que, en el mejor de los casos, duraría 1 hora porque los LED requieren 18 amperios y supongo que hay 20 amperios disponibles en la batería USB. Pensé que tal vez podría durar 3 horas porque este artículo de adafruit decía que generalmente calculan que solo usan 1/3 de la energía (no todas las luces están siempre encendidas). No entendí cómo si la tira requiere 18 amperios o 6 amperios si solo 1/3 de las luces están encendidas cómo funcionaría con una fuente de alimentación que solo suministra 3 amperios. Pero vi un artículo que alimentaba una tira de 60 LED con 4 pilas AA, así que pensé en probarlo.

¡Funcionó durante más de 15 horas!

¿Es eso lo esperado? Estaba usando el programa adafruit strandtest que viene por defecto con el IDE de arduino para probar. Hace que las 300 luces sean rojas a todo brillo, luego verdes a todo brillo, luego azules a todo brillo, luego hace una marquesina de teatro en blanco 1/2 brillo, seguida de todo un arco iris de todas las luces, seguido de un arco iris de marquesina de teatro. Nunca hay menos de 1/3 de las luces encendidas a pleno brillo. La mayoría de las veces todos están encendidos, pero no son blancos.

¿Por qué pudieron correr durante más de 15 horas? ¿Alguien que entienda de ingeniería eléctrica vería las especificaciones anteriores y esperaría que funcionaran en el promedio de 15 horas con esa batería?

> 1/3 de las luces encendidas = min 5v @ 6a = 30w.
¿La fuente de alimentación tiene solo 72 Wh, por lo que debería funcionar durante un máximo de 2 horas y 20 minutos?

No estoy recibiendo algo fundamental, creo. Probablemente ya he leído 15 artículos sobre la alimentación de LED y todos parecían sugerir que esto no funcionaría. De hecho, el mismo artículo de adafruit muestra un ejemplo en el medio del artículo, 60 LED = 1,2 amperios como mínimo. Este hilo es de 300 ledes, por lo que 5x, que es de 6 amperios. Mencionan anteriormente que un transformador de pared de 2 amperios tiene poca potencia durante más de un metro. Esta batería afirma entregar solo 3 amperios y estaba probando en 5 metros.

La batería nunca se calentó ni remotamente al tacto. El pequeño chip se calentó, pero no hasta el punto de sentirse demasiado caliente.

Primero pensé que estas baterías no funcionarían. perdon son tantas preguntas pero

1. ¿Por qué funcionó esto?

2. ¿Se esperaría que 4 baterías de celda D a 6v con algo para convertir a 5v tuvieran un rendimiento similar? Wikipedia dice que una batería alcalina D tiene 12000 mAh a 1,5 V, por lo que 4 tendría 12000 mAh a 6 V convertidos a 5 V, ¿sería ~ 14400 mAh? Entonces, si obtuve 15 horas de 20000 mAh 5v arriba, ¿debería obtener ~ 10.8 horas de uso?

3. ¿Hay ventajas y desventajas de la batería USB frente a las celdas D? Prefiero el USB porque es fácil de recargar y tiene enchufes, pero como dije, pensé que no iba a funcionar en absoluto.

4. ¿Puedo usar la misma batería USB para 2 o 3 tiras (15 horas / 3 = 5 horas) o tratará de consumir demasiada energía demasiado rápido?

5. ¿Es seguro cablear de 5 a 15 de estas baterías usb-c (1 por tira o 1 cada 2 tiras o 1 cada 3 tiras) en paralelo (entre tiras) de cualquier tipo? Escuché que las baterías de litio explotan. ¿Qué debo hacer para estar seguro? Obviamente cuantas menos pilas mejor.