Czy jest coś specjalnego do rozważenia podczas prowadzenia „autobusu” 12 V w całym domu?

11

Niedawno zacząłem dużo grać z małymi programowalnymi komputerami / kontrolerami (takimi jak Raspberry Pi i Arduino) i planuję rozprowadzić kilka w całym domu jako różne czujniki. O ile majstrowałem przy nich, używałem transformatora ściennego z wtyczką USB, aby zapewnić im napięcie 5 V (jak ten, którego używam do ładowania telefonu komórkowego każdej nocy). Problem z robieniem tego w całym domu polega na tym, że nie mam wtyczki prądu zmiennego, gdziekolwiek będę potrzebować urządzenia.

Myślałem o uruchomieniu „magistrali” 12 V na całym poddaszu, co pozwoliłoby mi odłączyć zasilanie urządzeń, gdziekolwiek ich potrzebuję. W ten sposób potrzebowałbym tylko regulatora 5 V do sparowania z każdym z urządzeń. (Jedynym powodem, dla którego chciałbym uruchomić 12 V, a nie prosty 5 V, jest to, że mam już duży 15-amperowy zasilacz 12 V, którego mógłbym użyć)

Czy jest coś wyjątkowego, co powinienem rozważyć przy tym rozwiązaniu? Czuję się znacznie bezpieczniej, jadąc na poddaszu o napięciu 12 V, niż prowadząc własne linie zasilania. Na pierwszy rzut oka wydaje się to oczywiste, ale mogę coś przeoczyć.

samotna łódź
źródło
3
Możesz skontaktować się z lokalnym inspektorem budowlanym. Nie widzą tego rodzaju rzeczy często i możesz przypadkowo naruszyć kod budynku.
nieznacznie
7
Krajowy kodeks elektryczny i lokalny / stanowy kodeks elektryczny mają wymagania dotyczące prawidłowego okablowania niskiego napięcia . Nie musisz być licencjonowanym elektrykiem przez większość czasu, aby go zainstalować, ale musisz postępować zgodnie z kodeksem.
Passerby
2
Zastanawiam się, czy to pytanie może lepiej pasować do DIY.se, ponieważ doświadczeni członkowie zdają się być bardzo zaznajomieni z kodeksami regulacyjnymi, do których odnosi się @Passerby.
brhans
3
Zamiast zapewniać zasilanie 12 V, możesz chcieć zapewnić Power over Ethernet, aby w ten sposób uzyskać możliwości i moc sieci za pomocą jednego kabla.
Eric Johnson
1
@ user2813274: Dzięki. Myślę, że PoE byłby jednak zbyt drogi dla mojej aplikacji (czujniki w całym domu) i nie sądzę, że zamieszanie jest problemem - tylko ja go dotykam, a jeśli kiedykolwiek się poruszę, biorę moje czujniki ze mną! :-)
loneboat

Odpowiedzi:

7

Przychodzi mi na myśl kilka rzeczy:

  1. Musisz chronić autobus przed przetężeniem. Nawet jeśli twój zasilacz ma swoje wbudowane zabezpieczenie, użyłbym dodatkowego bezpiecznika (lub przerywacza obwodu) na wyjściu zasilacza. W ten sposób możesz mieć pewność, że maksymalny prąd nie ucieknie od ciebie. To prowadzi do:

  2. Musisz użyć grubego drutu. W USA obwody 15A są okablowane co najmniej # 14AWG. Jeśli chcesz użyć cieńszego drutu, musisz odpowiednio połączyć każdą nogę.

  3. Jeśli używasz drutu # 14AWG (lub lokalnego odpowiednika), nie używaj typowego kabla używanego do domowego prądu zmiennego! Mimo że zadziałałoby to technicznie, spowodowałoby duże zamieszanie i niejasności. Nie chcesz, aby ktokolwiek spodziewał się 12VDC i otrzymywał napięcie sieciowe (teraz lub w przyszłości).

  4. Przy 12 V bieżący pobór można szybko zsumować. Pamiętaj o tym podczas dodawania urządzeń. W przyszłości możesz chcieć zamienić zasilacz 24VDC. Jest to powszechny standard przemysłowy, daje dwukrotnie większą moc na tych samych przewodach i nadal należy do kategorii „niskiego napięcia”.

Dodanie do punktu # 4: Jeśli wybierzesz lokalne konwertery 5 V, które akceptują zakres napięć wejściowych (w tym oczywiście 12 V i 24 V), wówczas nie będziesz musiał nic zmieniać, jeśli zwiększysz napięcie zasilania.

bitsmack
źródło
1
Świetna uwaga na temat niestosowania okablowania podobnego do mojego AC. Mam pakiet Romex, którego NIE planowałem używać, ale było tak tylko dlatego, że jest on drogi. Unikanie zamieszania jest jednak kolejnym doskonałym (i lepszym!) Powodem.
loneboat
Czy „odbijanie się” oznaczałoby po prostu transformator na końcu mojego zasilacza? A może zupełnie nowy zasilacz?
loneboat
Miałem na myśli zupełnie nowy zasilacz. Zwiększenie prądu stałego nie jest tak proste jak prąd przemienny, ponieważ prosty transformator nie działa z prądem stałym. A przetwornica DC-DC 15A będzie kosztowna :)
bitsmack
Wspomniałem tylko o tym, ponieważ możesz chcieć sprecyzować swoje indywidualne przetwornice napięcia, aby były w stanie zasilać 24 V oprócz 12 V.
bitsmack
Ok, dzięki! Myślę, że na razie pozostanę przy 12V, ponieważ mam tylko kilka bardzo niskonapięciowych urządzeń do zasilania. Dobrze wiedzieć, że 24V będzie dobrym krokiem w przyszłość!
loneboat
3

Na pierwszy rzut oka powinno być OK, ale używamy 120/230 V, ponieważ prąd jest o wiele niższy. Przy 12 V prądy będą 10 lub 20 razy wyższe, a rozmiar kabla będzie odpowiednio większy, aby uniknąć wysokich spadków napięcia.

Twój zasilacz 15 A, 12 V jest w stanie dostarczyć 15 x 12 = 180 W przy częściowym zwarciu. Jest to oczywiste zagrożenie pożarowe, więc dobra praktyka okablowania jest minimalnym wymogiem i być może użycie topologii gwiazdy z ograniczeniem prądu na każdej nodze zapewni dodatkowe bezpieczeństwo.

Tranzystor
źródło
Czy możesz wyjaśnić, co rozumiesz przez „przy 12 V twoje prądy będą 10 lub 20 razy wyższe”? Mam kabel o dużej średnicy, którego zamierzam użyć (jednożyłowy, myślę, że to 10 lub 8 gauge).
loneboat
A przez ograniczenie prądu masz na myśli umieszczenie bezpiecznika w linii z każdą nogą?
loneboat
Tak, jest powód, dla którego Tesla wybrała AC zamiast DC.
Tim Spriggs,
5
@TimSpriggs Jest to wysokie napięcie (240/110 V) w porównaniu z niskim napięciem (12 V), nie ma nic wspólnego z prądem przemiennym a prądem stałym.
Bimpelrekkie
1
Dzięki za wszystkie komentarze, chłopaki. 12 V to 12 V. Przynajmniej wszyscy zgadzamy się, co to jest wolt. Myślę, że powinniśmy porzucić argument. Co pomyślą sąsiedzi?
Tranzystor
2

Rzeczy do rozważenia.

  1. Jak przekonwertujesz z 12V na 5V? Regulatory liniowe bardzo się rozgrzeją i zużyją dużo energii, jeśli zostaną poproszone o dostarczenie prądu niebędącego prądem. Będziesz więc chciał użyć jakiegoś konwertera przełączającego do urządzeń wymagających większej mocy (A pi jest o wiele bardziej energochłonna niż zwykły mikrokontroler).

  2. Jaka musi być grubość przewodów, aby uniknąć niedopuszczalnego spadku napięcia (co marnuje energię, może również powodować problemy z uruchomieniem konwerterów w trybie przełączanym i może powodować różnice w potencjale uziemienia, gdy może być problem, jeśli masz nieizolowane połączenia komunikacyjne między urządzeniami ).

  3. Co zrobisz z ochroną nadprądową? niższe napięcia oznaczają mniejsze ryzyko porażenia prądem, ale wysokie napięcie prądu niskiego napięcia może stanowić ryzyko pożaru.

Peter Green
źródło
Rozważałem zastosowanie czegoś takiego do regulacji: ti.com/product/LM7805C
loneboat
To jest liniowy regulator. Zacznij próbować używać go do zasilania wysokoprądowego urządzenia, takiego jak Pi, a skończysz z dużą ilością ciepła, której możesz się pozbyć.
Peter Green
Ktoś powyżej skierował mnie do zmiany regulatorów, aby to złagodzić. Zbadam je, zanim cokolwiek zaimplementuję. Dziękuję za komentarze!
loneboat
przełączanie regulatorów z rozsądną wydajnością kosztuje około 1 USD za zespół PCB regulatora 2A na [dowolnym rynku on-line].
Jasen
1
Tak, aby osiągnąć taki sam procentowy spadek napięcia na danym poziomie mocy w układzie 12 V, a w systemie 120 V dostarczającym taką samą moc, kable w układzie 12 V muszą być sto razy większe.
Peter Green
0

Każdy kabel musi być zabezpieczony, aby uniknąć ryzyka pożaru.

Rozważ użycie 48v. Jest to najwyższe napięcie uważane przez większość organów za „bezpieczne” niskie napięcie. Zmniejsza to wymagania dotyczące przekroju kabla w porównaniu z napięciem 12 V. Jak można to znaleźć w szafach telefonicznych i biurkach pro-audio, przełączanie regulatorów, aby przejść z tego na inne napięcie, jest łatwo dostępne.

Neil_UK
źródło
1
+1 Jest to również standard dla PoE (Power over Ethernet), ale limity są dość niskie. Jedną rzeczą, którą OP musi zdecydowanie zrobić, jest oddzielenie przewodów zasilających i niskiego napięcia. Nie w tym samym kanale i nie w tych samych puszkach przyłączeniowych.
Spehro Pefhany
żaden kabel zdolny do przeniesienia prądu przekraczającego prąd zwarciowy zasilacza nie musi być zabezpieczony. Tanie przetwornice buck w e-bay zasilane są napięciem 35V, więc może być preferowane niższe napięcie. Osobiście użyłbym 24V, gdybym używał wszystkich nowych części.
Jasen
0

Nie prowadź 12 V w tym samym kanale, co inne linie (120, 240 lub linie telefoniczne). To niebezpieczne i nielegalne.

KrazyKyngeKorny
źródło