Предотвращение падения напряжения постоянного тока на больших расстояниях

Если вы обрежете провод рядом с адаптером и удлините его с 1,5 м до 10 м, вы можете использовать провод, площадь поперечного сечения которого в 7 раз больше, и он будет вести себя аналогично 1,5-метровому проводу.

Это означает, что диаметр меди (не изоляции) должен быть$\sqrt{7} = 2.6$раз больше диаметра.

IP-камера, которая стоит у меня на столе, имеет адаптер с номиналом 5 В / 2 А и использует провод AWG20 (отмечен на проводе). Проверьте свой провод, чтобы увидеть, есть ли на нем подобная маркировка, и используйте их, а не те, на которые я ссылался.

Если вы посмотрите на приведенную выше таблицу, AWG20 имеет площадь поперечного сечения 0,52 мм, поэтому провод AWG10 с площадью поперечного сечения 2,588 мм должен подойти (AWG 12, следующий более тонкий общий размер, немного слишком легкий).

Если вы находитесь в стране, где используются мм, а не AWG, вы можете напрямую использовать диаметр мм 2.1. Вы можете использовать что-то вроде акустического провода, например , Belden 5T00UP имеет внешний диаметр около 9 мм .

Это довольно толстый провод. Если он не подходит, вам придется подумать об использовании более высокого напряжения и установке регулятора на дальнем конце кабеля. Один простой переходник не поможет, если у вас нет толстого провода.

Например, вы можете использовать адаптер 12 В постоянного тока на дальнем конце и импульсный регулятор на основе LM2576 , чтобы снизить его до 5,0 В. Обратите внимание, что если регулятор выйдет из строя, камера, скорее всего, будет уничтожена. Вы можете найти модуль на основе такого регулятора на eBay и т. д.

Используйте удлинитель, чтобы протянуть переменный ток на необходимое расстояние, затем используйте адаптер питания.

Два возможных решения:

(1) МОЖЕТ работать для вас: добавьте суперконденсатор с питанием 5,4 В на конце камеры.
Это могут быть 2 последовательных конденсатора на 2,7 В, в идеале с балансировкой, или 1 конденсатор с более высоким номинальным напряжением (редко).

Со временем он будет заряжаться до 5 В, а затем справляться с перенапряжениями камеры. При длительном использовании он упадет, но все равно будет намного лучше на скачках и пиках.

Чем больше емкость, тем лучше.

Вот например 5,4В. колпачок 5Ф.
ESR составляет 0,067 Ом, что предполагает разрядный ток не менее 10 ампер.

В наличии Digikey 15,30 долларов США за 1 штуку.
Технический паспорт - Bussman, 5.4V, 5F

5F теоретически упадет 1 В за 5 секунд при стоке 1 А
или 1 В за одну секунду при стоке 5 А.
Это означает, что выбросы, скажем, в несколько ампер за доли секунды (вероятно) ограничат колебания порядка десятых долей вольта.
Насколько хорошо это работает для вас, подлежит уточнению.

Вы можете использовать 2 суперконденсатора по 2,7 В последовательно.
Чистая емкость будет иметь половину значения 1 конденсатора при использовании двух одинаковых конденсаторов. например, 2 x 2,7 В, 100 мкФ последовательно = 5,4 В, эквивалент 50 Ф. Вот таблица
конденсаторов Digikey, имеющихся в наличии, с ценами за 1 штуку и в порядке убывания емкости
. Для справки :
5000F $208!
1200 франков 49 долларов 100 франков
10 долларов 10
франков 3 доллара

Вот
сравнительная таблица характеристик суперконденсаторов Maxwell 2.7V от 1F до 3000F.

(2) 4 батареи NimH AA через некоторое время с радостью стабилизируются до вашего постоянного напряжения и обеспечат импульсную способность, возможно, 5A-10A. 4,5 В/4 = 1,125 В. NimH был бы лучше, если бы установившееся напряжение было выше, но вполне может быть в порядке при этом напряжении.

Знание фактической прорисовки вашей камеры в различных состояниях поможет нам дать более точные ответы.
Какое напряжение на адаптере под нагрузкой?
Он не должен сильно провисать, но может.

Приобретите адаптер на 12-24 В и модуль импульсного понижающего регулятора на 5 В. Подайте более высокое напряжение через линию и отрегулируйте его на конце камеры. Это приведет к тому, что он будет потреблять меньше тока по линии, уменьшая потери напряжения (и, следовательно, мощности) вдоль линии.

Вы сказали это

Камера включается, но любое движение PTZ на камере приводит к ее перезагрузке.

Многие другие ответы говорят вам, как остановить среднее падение напряжения. Т.е. они рассказывают вам, как можно использовать достаточно толстый провод, чтобы непрерывно подавать питание на камеру . Я думаю, что это излишество, потому что движения PTZ - это все двигатели, а двигатели потребляют большой ток в течение очень короткого времени при первом запуске. Так что, возможно, вам не нужны более толстые провода, вам просто нужно немного энергии, хранящейся на конце кабеля камеры, чтобы помочь с этим броском.

Рассел говорит об использовании батарей или суперконденсаторов для решения этой проблемы. Это хороший подход, но я думаю, что было бы неплохо попытаться увидеть, сколько бросков напряжения, прежде чем принимать решение о конкретном решении - если вы можете посмотреть напряжение (на конце кабеля камеры) на осциллографе это было бы идеально. Простой дешевый алюминиево-электролитический конденсатор или 2 могут быть всем, что вам нужно.

И если я куплю новый адаптер, каково общее эмпирическое правило для падения напряжения на x метре провода при подаче низкого напряжения постоянного тока?

Ну а падение напряжения зависит от потребляемого тока и сопротивления удлинителя.

Например, если моторы PTZ потребляют 1 , Aа сопротивление вашего провода равно 1 ohm, по закону Ома вы получите падение напряжения 1 Ax ohm1 = 1 volt. Если для работы камере требуется 4,5 вольта, то ваша камера обязательно перезагрузится.

Если вы не можете изменить нагрузку (как в этом случае), решение состоит в том, чтобы использовать еще более толстый провод, чтобы снизить сопротивление вашего удлинителя. Например, с ohmпроводом 0,3 вы получите падение всего 0,3 В, и камера все равно будет работать.

Редактировать: я надеюсь, что более толстая проволока подходит к трубе.

Я бы порекомендовал использовать какой-нибудь повышающий преобразователь постоянного тока на подаче и понижающий преобразователь на приемнике. Чем выше напряжение в проводе, тем меньше относительные потери на расстоянии. Самостоятельное создание и проектирование эффективных преобразователей постоянного тока — сложная задача для экспертов, я бы порекомендовал любому новичку и всем, кто хочет побыстрее пойти и купить готовые преобразователи.

Вы не думаете, что я сделал бы это, если бы это было возможно? Среда не позволяет удлинять кондиционер, так как вся проводка находится внутри трубопровода. –

@navigator Вам просто нужен удлинитель с вилкой, которую можно разобрать, тогда прокладка провода через трубу не должна быть проблемой. – электронный бизнес 19 часов назад

@eBusiness, да, это было бы очевидным решением. Однако в этом случае камера расположена высоко в месте, где свисание точки расширения A/C нецелесообразно и не элегантно.

Ваше мышление слишком ограничено. Переменный ток — лучший способ передачи энергии на большие расстояния, который был установлен во время Войны токов еще в 19 веке.

Но «подвести переменный ток к камере» не обязательно означает кабель Home Depot с двухсторонней розеткой и штепсельной розеткой на конце. Все, что вам нужно, это пара трансформеров. Первый должен быть от сети примерно до 30-40В, второй от этого напряжения до 12В. Затем компоненты стоимостью 5 долларов для производства 5 В постоянного тока. У вас не должно возникнуть проблем с размещением большинства компонентов в небольшой трубке, трансформатор может быть немного громоздким.

Как только вы упадете ниже 60 В, электрический код перестанет применяться. Вам понадобится подходящий корпус вокруг первого трансформатора, но после этого вам не нужны какие-либо специальные методы строительства, только разумные.

Как правило, это делается с помощью 4-проводного источника питания с проводами считывания и передачи.

2 более толстых провода (сила) подают ток, а 2 обычно более тонких провода просто определяют / измеряют напряжение (не по току) на конце камеры. Затем блок питания регулирует подачу 5 В на целевом конце, автоматически компенсируя падение напряжения на кабелях (очевидно, что они должны быть достаточно толстыми, чтобы разумно подавать ток в пределах диапазона регулирования блока питания).

Основываясь на предложениях Enemy Of the State Machine и Paul , я думаю, что это было бы самым простым решением:

1. Купите дешевую настенную розетку на 12 вольт , способную подавать не менее 1 А или около того. (Возможно, у вас уже есть один, и в этом случае вы можете пропустить этот шаг.)

2. Также купите небольшой понижающий преобразователь 12 VCD в 5 VCD, например этот или этот . Они обычно продаются для использования в автомобилях, поэтому вы сможете найти их по дешевке во многих магазинах; ссылки на Amazon в основном служат иллюстративным целям:

   

3. При необходимости отрежьте и замените кабель настенной розетки 12 В и подведите его к камере. Подключите камеру к кабелю через понижающий преобразователь.

Давайте посчитаем, чтобы убедиться, что это сработает: ваша камера потребляет 2 А при 5 В, что в сумме составляет 10 Вт, а сопротивление вашего провода составляет около 0,5 В / 2 А = 0,25 Ом. Предполагая эффективность преобразования 95%, преобразователь будет потреблять 10 Вт / 0,95 ≈ 10,5 Вт, или I = 10,5 Вт / (12 В - U ) ампер, где U = 0,25 Ом × I - падение напряжения на проводе. Подставив второе уравнение в первое и решив , получим U ≈ 0,89 А, что вполне соответствует возможностям стенной бородавки на 1 А.

Мы также видим, что падение напряжения на проводе составляет I ≈ 0,89 А × 0,25 Ом ≈ 0,22 В, оставляя 11,78 В для преобразователя, с которым он должен справиться нормально. (Автомобильные силовые преобразователи обязательно должны быть надежными; тот, что на картинке, рассчитан на любое напряжение от 8 В до 23 В.) Мощность, рассеиваемая по проводу, составит 0,89 А × 0,22 В ≈ 0,2 Вт, или для 10 м провода, 0,02 Вт/м, что тоже кажется разумным.

Если вы хотите, вы можете увеличить промежуточное напряжение до 24 В или даже 48 В, чтобы сделать его еще более эффективным, но преимущество 12 В заключается в том, что оно так широко используется, поэтому детали дешевы и легко доступны, и это здесь вполне достаточно.

Питание через Ethernet? Вы упомянули, что это IP-камера, поэтому, вероятно, она поддерживает POE. Вы можете использовать инжектор POE, если ваш коммутатор не поддерживает POE. POE рассчитан на 100 метров, что соответствует длине кабеля Ethernet.

Возможно, это не самый дешевый метод, но я использую 12-вольтовую IP-камеру на конце дешевого 50-метрового кабеля Ethernet с использованием POE. Я просто добавил активный разветвитель POE в конце прогона. Никаких причудливых кабелей, просто нужно, чтобы сделать сплиттер водонепроницаемым. Работает отлично