Как я могу определить, какой источник питания постоянного тока подавать на бокс для подводной камеры?

У меня есть небольшая проблема, и я надеюсь, что кто-то может помочь:

Я пытаюсь спроектировать и построить достаточно универсальный подводный бокс для разных камер. на поверхности есть коммутационная коробка, и корпус подключен к этой коробке для таких вещей, как видеопоток, управление камерой через Ethernet и т. д.

Моя текущая проблема - мощность. Помимо бортовых аккумуляторов, я также хочу питать камеру от более крупных аккумуляторов постоянного тока, расположенных на поверхности. На коммутационном блоке есть два входа: один принимает питание 12 В постоянного тока + и - от блочной батареи, а другой принимает питание 24 В постоянного тока + и - от другого типа блочной батареи. Внутри корпуса камеры под водой есть два разъема питания (один на 12 В с клеммами + и - и один на 24 В с клеммами + и -), так как я хотел бы поддерживать использование камеры как на 12 В, так и на 24 В. Эти разъемы питания имеют разные стили, чтобы избежать подключения камеры 12 В к источнику питания 24 В!

У меня осталось только три провода на моем подводном кабеле для подачи питания, поэтому я не могу просто жестко подключить вход 12 В к выходу 12 В и то же самое к входу/выходу 24 В, поскольку для этого потребуется четыре кабеля (это предположение с моей стороны: вы не можете иметь положительный нисходящий кабель 1 на 24 В с положительным нисходящим кабелем 2 на 12 В и использовать один и тот же отрицательный кабель 3. Пожалуйста, поправьте меня, если я ошибаюсь!).

Мне понадобится только один из этих источников в зависимости от того, какая камера используется: 12 В или 24 В.

Чтобы решить эту проблему и сделать ее минимально возможной для пользователя, у меня есть следующее решение:

внутри коммутационной коробки на поверхности есть схема, которая определяет, к какому входу питания подключена батарея. Если это батарея на 12 В, используйте кабель 1 к корпусу как положительный, а кабель 3 как отрицательный. Если это батарея на 24 В, используйте кабель 2 как положительный, а кабель 3 как отрицательный. Если пользователь подключил аккумуляторы как на 24 В, так и на 12 В, он должен отдать предпочтение 24 В и использовать описанную выше логику, но изолировать аккумулятор на 12 В, чтобы предотвратить его перегрузку.

Внизу на конце корпуса другая схема может определить, идет ли положительный ток по кабелю 1 (это будет батарея на 12 В согласно приведенной выше логике) или по кабелю 2 (24 В). Основываясь на этом обнаружении, он будет подключать питание к выходам 24 В или 12 В для питания камеры.

Я не хочу вдаваться в измерение напряжения, так как 24 В и 12 В выражаются упрощенно. Фактические напряжения могут отличаться (но останутся в пределах допусков камеры). Кроме того, я бы не хотел сглаживать напряжение до постоянного уровня, поскольку видеопоток с камеры включает наложение, которое выражает напряжение входного источника питания, которое люди используют в качестве индикатора того, когда следует заменить батарею.

Мои вопросы:

а) возможно ли это?

б) есть ли лучшее решение моей проблемы?

в) можно ли просто поставить преобразователи напряжения на торец корпуса камеры? (например, тот, который будет принимать 10–30 В и преобразовывать в 12 В, и тот, который будет принимать 10–30 В и преобразовывать в 24 В). Перегрев является проблемой для камеры в закрытом помещении, но если бы это было потенциальным решением, я бы согласился на сглаживание напряжения, вопреки тому, что я упоминал выше.

Вы можете упростить этот вопрос, чтобы получить больше ответов.

Ответы (2)

Вы можете абсолютно использовать одну и ту же землю для любого количества напряжений.

Ток течет к любой замкнутой петле, поэтому, пока вы не соедините плюс и минус вместе, батареи даже не будут знать друг о друге. Это было бы самым простым решением:

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

R1 видит только 12 В, R2 видит только 24 В, и ни одна батарея не может видеть другую.

И вы также можете просто соединить их вот так, та же идея:

схематический

смоделируйте эту схему

Просто убедитесь, что нагрузка не подключена между 12 В и 24 В, вы получите 12 В, но оно будет работать через обе батареи и вызовет проблемы, когда одна разрядится раньше другой.

Хороший, может ли он также использовать переключатель чуть выше R1 и и R2, чтобы просто отключить камеру? Какое влияние +12 В будет иметь, если ток не течет?
@MaMba Я не уверен, правильно ли я понял ваш вопрос, но, конечно, вы можете добавить переключатель, если провод, уникальный для напряжения, прерывается. Если вы разорвете общий провод при наличии обоих напряжений, обе нагрузки вместе увидят дифференциал 12 В.
Спасибо Asmyldof и Spehro Pefhany за ваши ответы, я сначала протестирую решение Asmyldof (и подтвержу результаты здесь), так как оно самое простое! Ваша помощь очень ценится.

Если я правильно понимаю этот вопрос, самым простым решением было бы объединить 12/24 на поверхности с двумя диодами, а затем иметь два преобразователя постоянного тока на конце камеры. Например, с входом 9-30 В и выходом 12 или 24 В при 10 Вт. Этого может быть недостаточно для вас, есть много других вариантов, просто найдите дистрибьютора, такого как Digikey, для преобразователей постоянного тока.

Таким образом, у вас есть только один кабель, более высокое входное напряжение доминирует автоматически, и нет опасности повреждения, на самом деле вам даже не понадобятся разные разъемы наверху.

Это дает вам как 12, так и 24 В, регулируемые внутри корпуса камеры — что вы будете с ними делать, зависит от вас.

Если вам нужна избыточность, вы можете остаться с двумя кабелями, подключить 10-30 к одному или к обоим (они будут одинаковыми друг с другом) и объединить напряжения с двумя диодами Шоттки внутри корпуса камеры, а затем подать это на два DC- Преобразователи постоянного тока для одновременного получения 12 и 24 В.