Уникнення падіння напруги постійного струму на великі відстані

Я намагаюся живити свою IP-камеру на великій відстані від розетки живлення (близько 10 м). В комплект входить адаптер живлення, розрахований на 5 В 2А, довжиною близько 1,5 м.

Я вирізав кабель і подовжив його за допомогою більш товстого дроту (щоб запобігти падінню напруги), але, незважаючи на це, напруга падає до приблизно 4,5 В наприкінці. Камера вмикає живлення, але будь-які рухи PTZ на камері призводять до її перезавантаження.

Будь-які рішення, крім придбання нового адаптера? І якщо я купую новий перехідник, яке загальне правило щодо падіння напруги через х метр дроту при подачі низької напруги постійного струму?

Якщо ви розрізаєте дріт поблизу перехідника і продовжите його з 1,5 м до 10 м, ви можете використовувати дріт, який має 7 разів більше площі поперечного перерізу, і він буде вести себе аналогічно 1,5 м дроту.

$\sqrt{7} = 2.6$

IP-камера, яку я маю на своєму столі, має адаптер, який має 5В / 2А, і він використовує провід AWG20 (позначений на дроті). Перевірте свій провід, щоб побачити, чи він має подібні маркування, і використовуйте ті, а не ті, про які я згадував.

Якщо ви подивитеся на вищенаведену таблицю, AWG20 має площу поперечного перерізу 0,52 мм, тому дріт AWG10 з площею поперечного перерізу 2,588 мм повинен зробити це (AWG 12, наступний тонший звичайний розмір, трохи занадто легкий).

Якщо ви перебуваєте в країні, де використовується мм, а не AWG, ви можете використовувати діаметр мм 2,1 безпосередньо. Ви можете використовувати щось на зразок провідного динаміка - наприклад, Belden 5T00UP становить близько 9 мм ОД

Це досить жирна дріт. Якщо він не підходить, то вам доведеться скористатися більш високою напругою і поставити регулятор в далекому кінці кабелю. Простий адаптер самостійно цього не зробить, якщо у вас немає жирового дроту.

Наприклад, ви можете використовувати адаптер 12В постійного струму на дальньому кінці та регулятор комутації на основі LM2576, щоб зменшити його до 5,0В. Зауважте, що якщо регулятор не працює "увімкнено", камера, ймовірно, буде знищена. Можливо, ви зможете знайти модуль на основі такого регулятора на eBay тощо.

Використовуйте подовжувальний кабель, щоб отримати змінного струму необхідну відстань, а потім використовуйте адаптер живлення.

Два можливих рішення:

(1) МОЖЕ працювати для вас: додайте 5,4 В, здатний суперконденсатор на кінці камери.
Це можуть бути 2 х 2,7 В кришки послідовно, в ідеалі з врівноваженням, або на 1 високу номінальну напругу (рідко).

Це заряджатиме до 5В з часом, а потім справляється зі скачками камери. При тривалому застосуванні вона знизиться, але все ж буде набагато краще при сплесках і шипах.

Чим більше ємність, тим краще.

Ось приклад 5.4V. 5F кришка.
ШОЕ становить 0,067 Ом, що говорить щонайменше за 10 ампер струму розряду.

В наявності Digikey $ 15,30 $ 1.
Технічний аркуш - Bussman, 5.4V, 5F

5F умовно знизить 1В за 5 секунд при 1А стоку,
або 1В за одну секунду при 5А стоку.
Це означає, що сплески, скажімо, кілька ампер на частку секунди (ймовірно) обмежуватимуть коливання в порядку десятих часток Вольта.
Наскільки добре, що працює для вас, є TBD.

Ви можете використовувати суперкапки 2 х 2,7 В послідовно.
Чиста ємність складе половину значення 1 кришки для двох рівних кришок. наприклад, 2 х 2,7 В, 100 мкФ в серії = 5,4 В, 50F еквівалент. Ось таблиця
суперзаглушек Digikey на складі, за ціною в 1 кількість і в порядку зменшення ємності.
Як керівництво:
5000F 208 $!
1200F $ 49
100F $ 10
10F $ 3

Ось
таблиця порівняння характеристик суперкапок Maxwell 2.7V від 1F до 3000F

(2) Акумулятори 4 x NimH AA через деякий час із задоволенням осядуть до вашої стабільної напруги та нададуть можливість перенапруги, можливо, 5A-10A. 4,5 В / 4 = 1,125 В. NimH було б краще, якби стабільна напруга була вищою, але цією напругою цілком може бути нормально.

Знаючи фактичний малюнок вашої камери в різних штатах, ми допоможемо дати кращі відповіді.
Яка напруга на адаптері під навантаженням?
Він не повинен сильно провисати, але може.

Ви це сказали

Камера вмикає живлення, але будь-які рухи PTZ на камері призводять до її перезавантаження.

Дуже багато інших відповідей говорять вам про те, як зупинити середній перепад напруги. Тобто вони говорять вам , як ви можете використовувати досить товсту дріт для забезпечення більшої потужності до камери безперервно . Я думаю, що це надмірно, тому що рухи PTZ - це всі двигуни, а мотори використовують дуже багато струму протягом дуже короткого часу, коли вони вперше запускаються. Тож можливо, вам не потрібні товстіші дроти, вам просто потрібна деяка потужність, що зберігається на кінці камери кабелю, щоб допомогти з цим набігом.

Рассел розповідає про використання акумуляторів або суперкапачок для вирішення цієї проблеми. Це хороший підхід, але я думаю, що було б гарною ідеєю спробувати дізнатися, яка кількість метушні є перед тим, як прийняти рішення щодо конкретного рішення - якщо ви здатні подивитися на напругу (на кінці камери кабелю) на осцилограмі це було б ідеально. Простий дешевий алюмінієвий електролітичний конденсатор або 2 - це все, що вам потрібно.

Отримайте собі 12-24В адаптер і 5В модуль регулятора долара комутації. Подайте більш високу напругу по лінії та регулюйте її на кінці камери. Це призведе до того, що він буде проводити менше струму по лінії, зменшуючи втрати напруги (а отже, і потужності) по лінії.

І якщо я купую новий перехідник, яке загальне правило щодо падіння напруги через х метр дроту при подачі низької напруги постійного струму?

Ну а падіння напруги залежить від споживання струму та опору подовжувального проводу.

Наприклад, якщо двигуни ПТЗ споживають 1, Aа опір вашого проводу дорівнює 1 ohm, за законом Ома ви отримаєте падіння напруги 1 Aх1 ohm= 1 volt. Якщо для роботи камери потрібен 4,5 вольт, то, безумовно, камера буде скинута.

Якщо ви не можете змінити навантаження (як, наприклад, у цьому випадку), для зменшення опору вашого розширення потрібно використовувати навіть товстіший провід. Наприклад, за допомогою ohmпроводу 0,3 ви отримаєте лише 0,3 В краплі, і камера все одно буде працювати.

Редагувати: Я сподіваюсь, що всередині трубопроводів укладається більш товстий провід

Моя рекомендація полягала б у тому, щоб використовувати якийсь постійний перетворювач постійного струму на подачі та поступовий перетворювач на раковині. Чим вище напруга в проводі, тим меншими є відносні втрати на відстань. Побудувати та сконструювати ефективні перетворювачі постійного струму самостійно - це складне завдання для експертів, я б рекомендував будь-якому новачку та будь-кому, хто бажає, щоб він швидко поїхав та купував попередньо вбудовані.

Ви не думаєте, що я зробив би це, якби це було можливо? Навколишнє середовище не передбачає розширення А / С, оскільки повна проводка знаходиться всередині трубопроводів. -

@navigator Вам просто потрібен подовжувач із вилкою, який можна розібрати, тоді проведення дроту через трубу не повинно бути проблемою. - Електронний бізнес 19 годин тому

@eBusiness, так, це було б очевидним рішенням. Однак у цьому випадку камера розміщена високо в тому місці, де звисання розширеної точки A / C не є ні здійсненною, ні елегантною.

Ваше мислення занадто обмежене. АС - найкращий спосіб передачі енергії на великі відстані, який був врегульований під час Війни Течії ще в 19 столітті.

Але "підключення змінного струму до камери" не повинно означати шнур домашнього депо з дуплексною розеткою та настінною бородавкою для підключення стінок. Все, що вам потрібно, - це пара трансформаторів. Перший повинен бути від мережі до 30-40В, другий від напруги до 12В. Тоді компоненти, що коштують 5 доларів, виробляють 5В постійного струму. У вас не повинно виникнути жодних проблем із введенням більшості компонентів всередину невеликої трубки, трансформатор може бути трохи об’ємним.

Як тільки ви опускаєтесь нижче приблизно 60 В, електричний код перестає діяти. Вам знадобиться відповідний корпус навколо першого трансформатора, але після цього вам не потрібні конкретні способи будівництва, просто розумні.

Як це зазвичай робиться, це використовувати 4-провідний блок живлення, який має чутливі та силові дроти.

2 товщі дроти (сили) подають струм і 2, як правило, тонші дроти просто відчувають / вимірюють напругу (не проводять струм) на кінці камери. Потім джерело живлення регулює подачу 5В на цільовому кінці, автоматично компенсуючи падіння напруги вздовж кабелів (очевидно, потрібно бути досить товстим, щоб розумно подати струм у межах регулювання блоку живлення)

Спираючись на враження пропозицій Державної машини та Пола , ось що, на мою думку, було б найпростішим рішенням:

1. Купіть дешеву 12-вольтову настінну бородавку, здатну забезпечити принаймні 1А або близько того. (Можливо, у вас вже лежить один, і в цьому випадку ви можете пропустити цей крок.)

2. Купіть також невеликий понижувальний перетворювач від 12 VCD до 5 VCD, як цей, чи цей . Вони зазвичай продаються для автомобільних цілей, тому ви повинні мати можливість дешево знайти їх у багатьох магазинах; Амазонські посилання здебільшого для ілюстративних цілей:

   

3. При необхідності відріжте та замініть кабель для 12-ти вольт настінної бородавки та проведіть її до камери. Підключіть камеру до кабелю за допомогою спадного перетворювача.

Давайте зробимо математику, щоб підтвердити, що це буде працювати: Ваша камера малює 2 А на 5 В, загалом 10 Вт, і ваш провід, здається, має опір приблизно 0,5 В / 2 А = 0,25 Ом. Якщо припустити 95% ефективність перетворення, перетворювач буде черпати 10 Вт / 0,95 ≈ 10,5 Вт або I = 10,5 Вт / (12 В - U ) ампер, де U = 0,25 Ом × I - падіння напруги на дроті. Підставивши друге рівняння на перше і розв’язуючи , отримуємо U ≈ 0,89 А, що цілком відповідає можливостям бородавки на 1 А.

Ми також бачимо, що падіння напруги на дроті дорівнює I ≈ 0,89 А × 0,25 Ом ≈ 0,22 В, залишаючи 11,78 В для перетворювача, з яким він повинен добре працювати. (Перетворювачі потужності автомобіля, обов'язково, надійні; той, що на малюнку, має змогу приймати що-небудь від 8 В до 23 В.) Потужність, що розсіюється по дроту, буде 0,89 А × 0,22 В ≈ 0,2 Вт, або 10 м дроту, 0,02 Вт / м, що також здається розумним.

Якщо ви хотіли, ви можете зіткнути проміжну напругу до 24 В або навіть 48 В, щоб зробити її ще більш ефективною, але приємна річ, що стосується 12 В, полягає в тому, що це так часто використовується, тому деталі дешеві і легко доступні, і це цілком достатньо тут.

Влада над Ethernet? Ви згадали, що це IP-камера, тому вона, ймовірно, підтримує POE. Ви можете використовувати інжектор POE, якщо ваш комутатор не підтримує POE. POE оцінюється на 100 метрів, тієї ж довжини, що і кабель Ethernet.

Можливо, не найдешевший метод, але я запускаю 12-камерний ip-камеру в кінці дешевого 50-метрового кабелю Ethernet за допомогою POE. Я щойно додав активний сплітер POE наприкінці запуску. Немає фантазійних кабелів, просто потрібно для водонепроникності спліттера. Працює чудово