Tránh giảm điện áp DC trên một khoảng cách dài

Tôi đang cố gắng cấp nguồn cho camera IP của mình trên một khoảng cách xa từ ổ cắm điện (khoảng 10m). Bộ đổi nguồn đi kèm, được đánh giá cho 5V 2A dài khoảng 1,5m.

Tôi cắt cáp và mở rộng nó bằng cách sử dụng dây dày hơn (để tránh sụt điện áp) nhưng mặc dù điện áp giảm xuống khoảng 4,5V ở cuối. Máy ảnh bật nguồn, nhưng thực hiện bất kỳ chuyển động PTZ nào trên máy ảnh sẽ khiến nó khởi động lại.

Bất kỳ giải pháp nào khác ngoài việc mua một bộ chuyển đổi mới? Và nếu tôi mua một bộ chuyển đổi mới, quy tắc chung nào cho điện áp rơi trên x mét dây khi cung cấp điện áp DC thấp?

Nếu bạn cắt dây gần bộ chuyển đổi và kéo dài từ 1,5m đến 10m, bạn có thể sử dụng dây có diện tích mặt cắt gấp 7 lần và nó sẽ hoạt động tương tự như 1,5m dây.

Điều đó có nghĩa rằng đồng (không cách nhiệt) có đường kính phải lần đường kính.$\sqrt{7} = 2.6$

Một camera IP mà tôi tình cờ có trên bàn của tôi ở đây có một bộ chuyển đổi được xếp hạng 5V / 2A và nó sử dụng dây AWG20 (được đánh dấu trên dây). Kiểm tra dây của bạn để xem nó có đánh dấu tương tự không và sử dụng những cái đó thay vì những cái tôi đã đề cập.

Nếu bạn nhìn vào bảng trên, AWG20 có diện tích mặt cắt là 0,52mm, do đó, dây AWG10 có diện tích mặt cắt là 2,588mm nên làm điều đó (AWG 12, kích thước phổ biến mỏng hơn tiếp theo, hơi nhẹ).

Nếu bạn ở một quốc gia sử dụng mm chứ không phải AWG, bạn có thể sử dụng trực tiếp đường kính mm là 2.1. Bạn có thể sử dụng một cái gì đó như dây loa - ví dụ Belden 5T00UP khoảng 9mm OD

Đó là dây khá béo. Nếu nó không phù hợp thì bạn sẽ phải cân nhắc sử dụng điện áp cao hơn và đặt bộ điều chỉnh ở đầu cáp. Một bộ chuyển đổi đơn giản sẽ không làm điều đó trừ khi bạn có dây béo.

Ví dụ: bạn có thể sử dụng bộ chuyển đổi 12VDC ở đầu xa và bộ điều chỉnh chuyển mạch dựa trên LM2576 để giảm mức đó xuống còn 5.0V. Lưu ý rằng nếu bộ điều chỉnh không 'bật', máy ảnh có thể sẽ bị phá hủy. Bạn có thể tìm thấy một mô-đun dựa trên bộ điều chỉnh như vậy trên eBay, v.v.

Sử dụng dây mở rộng để có được AC khoảng cách cần thiết, sau đó sử dụng bộ chuyển đổi nguồn.

Hai giải pháp khả thi:

(1) CÓ THỂ làm việc cho bạn: Thêm một siêu tụ điện có khả năng 5,4V ở đầu camera.
Đây có thể là 2 x 2,7V mũ nối tiếp, lý tưởng là cân bằng hoặc 1 điện áp cao hơn (hiếm).

Điều này sẽ sạc đến 5V theo thời gian và sau đó xử lý các camera tăng. Với việc sử dụng kéo dài, nó sẽ giảm, nhưng vẫn tốt hơn nhiều khi tăng và tăng đột biến.

Càng nhiều điện dung càng tốt.

Dưới đây là một ví dụ 5.4V. Nắp 5F.
ESR là 0,067 Ohm cho thấy ít nhất 10 ampe dòng xả.

Trong kho Digikey $ 15,30 1.
Bảng dữ liệu - Doanh nhân, 5.4V, 5F

5F sẽ giảm đáng kể 1V sau 5 giây ở cống 1A,
hoặc 1V trong một giây với cống 5A.
Điều đó có nghĩa là sự tăng vọt của một vài ampe trong một phần của giây sẽ (có thể) hạn chế dao động theo thứ tự một phần mười của một Volt.
Làm thế nào tốt cho bạn là TBD.

Bạn có thể sử dụng các siêu tụ 2 x 2.7V.
Điện dung ròng sẽ ha một nửa giá trị của 1 nắp cho hai nắp bằng nhau được sử dụng. ví dụ: 2 x 2.7V, 100 uF nối tiếp = 5,4V, tương đương 50F. Dưới đây là bảng
siêu xe Digikey, trong kho, có giá 1 lượng và theo thứ tự điện dung giảm dần
Theo hướng dẫn:
5000F $ 208!
1200F $ 49
100F $ 10
10F $ 3

Dưới đây là
bảng so sánh các đặc điểm của siêu tụ điện Maxwell 2.7V từ 1F đến 3000F

(2) Pin 4 x NimH AA sẽ vui vẻ ổn định về điện áp trạng thái ổn định của bạn sau một thời gian và cung cấp khả năng đột biến có lẽ là 5A-10A. 4,5V / 4 = 1,125V. Một NimH sẽ tốt hơn nếu điện áp trạng thái ổn định cao hơn nhưng cũng có thể ổn ở điện áp này.

Biết bản vẽ thực tế của máy ảnh của bạn ở nhiều trạng thái khác nhau sẽ giúp chúng tôi đưa ra câu trả lời tốt hơn.
Điện áp tại bộ chuyển đổi dưới tải là gì?
Nó không nên chùng xuống nhiều, nhưng có thể.

Bạn đã nói điều này

Máy ảnh bật nguồn, nhưng thực hiện bất kỳ chuyển động PTZ nào trên máy ảnh sẽ khiến nó khởi động lại.

Rất nhiều câu trả lời khác đang cho bạn biết làm thế nào để ngăn chặn sự sụt giảm điện áp trung bình. Tức là họ đang nói với bạn làm thế nào bạn có thể sử dụng một dây đủ dày để cung cấp thêm năng lượng cho máy ảnh liên tục . Tôi nghĩ rằng điều này là quá mức cần thiết bởi vì các chuyển động PTZ là tất cả các động cơ và động cơ sử dụng rất nhiều dòng điện trong một thời gian rất ngắn khi chúng lần đầu tiên bắt đầu. Vì vậy, có thể là bạn không cần dây dày hơn, bạn chỉ cần một chút năng lượng được lưu trữ ở đầu camera của cáp để giúp cho việc xâm nhập này.

Russell nói về việc sử dụng pin hoặc siêu xe để giải quyết vấn đề này. Đó là một cách tiếp cận tốt nhưng tôi nghĩ sẽ là một ý tưởng tốt để thử xem có bao nhiêu sự xâm nhập trước khi quyết định một giải pháp cụ thể - nếu bạn có thể nhìn vào điện áp (ở đầu camera của cáp) trên máy hiện sóng đó sẽ là lý tưởng Một tụ điện điện phân nhôm đơn giản giá rẻ hoặc 2 có thể là tất cả những gì bạn cần.

Nhận cho mình một bộ chuyển đổi 12-24V và mô-đun điều chỉnh buck chuyển mạch 5V. Cấp điện áp cao hơn trên đường dây và điều chỉnh nó ở đầu camera. Điều này sẽ khiến nó rút ít dòng điện hơn trên đường dây, làm giảm tổn thất điện áp (và do đó mất điện) dọc theo đường dây.

Và nếu tôi mua một bộ chuyển đổi mới, quy tắc chung nào cho điện áp rơi trên x mét dây khi cung cấp điện áp DC thấp?

Vâng, giảm điện áp phụ thuộc vào tiêu thụ hiện tại và điện trở dây mở rộng.

Ví dụ: nếu động cơ PTZ tiêu thụ 1 Avà điện trở dây của bạn là 1 ohm, theo luật ohm, bạn sẽ bị sụt điện áp 1 Ax1 ohm= 1 volt. Nếu máy ảnh cần 4,5 volt để hoạt động, thì chắc chắn cam của bạn sẽ được đặt lại.

Nếu bạn không thể thay đổi tải của mình (như trong trường hợp này), giải pháp là sử dụng ngay cả một dây dày hơn để giảm điện trở của tiện ích mở rộng. Ví dụ, với ohmdây 0,3 bạn sẽ chỉ giảm 0,3v và máy ảnh vẫn hoạt động.

Chỉnh sửa: Tôi hy vọng một dây dày hơn phù hợp với bên trong đường ống.

Khuyến nghị của tôi là sử dụng một số loại bộ chuyển đổi tăng cường DC-DC tại nguồn cấp dữ liệu và bộ chuyển đổi bước xuống tại bồn rửa. Điện áp trong dây càng cao thì càng nhỏ là tổn thất tương đối trên mỗi khoảng cách. Tự mình xây dựng và thiết kế bộ chuyển đổi DC-DC hiệu quả là một công việc khó khăn đối với các chuyên gia, tôi muốn giới thiệu bất kỳ người mới nào và bất kỳ ai muốn nhanh chóng đi mua những chiếc được chế tạo sẵn.

Bạn không nghĩ rằng tôi sẽ làm điều đó nếu có thể? Môi trường không cho phép mở rộng A / C vì hệ thống dây hoàn chỉnh nằm trong đường ống. -

@navigator Bạn chỉ cần một dây mở rộng có phích cắm có thể tháo rời, sau đó chạy dây qua ống không phải là vấn đề. - Kinh doanh điện tử 19 giờ trước

@eBusiness, vâng, đó sẽ là giải pháp rõ ràng. Tuy nhiên, trong trường hợp này, máy ảnh được đặt ở vị trí cao ở nơi treo điểm A / C mở rộng không khả thi cũng không thanh lịch.

Suy nghĩ của bạn quá gò bó. AC là cách tốt nhất để truyền sức mạnh qua khoảng cách xa, đã được giải quyết trong Chiến tranh dòng họ vào thế kỷ 19.

Nhưng "chạy AC tới máy ảnh" không có nghĩa là dây Home Depot có ổ cắm song công và mụn cóc tường cắm vào cuối của nó. Tất cả bạn cần là một vài máy biến áp. Cái đầu tiên phải là nguồn chính cho một cái gì đó khoảng 30-40V, cái thứ hai từ điện áp đó đến 12 v. Sau đó, các thành phần trị giá $ 5 để sản xuất 5VDC. Bạn sẽ không gặp vấn đề gì khi đặt hầu hết các bộ phận bên trong một ống nhỏ, máy biến áp có thể hơi cồng kềnh.

Ngay khi bạn giảm xuống dưới khoảng 60v, mã điện sẽ ngừng áp dụng. Bạn sẽ cần một vỏ bọc phù hợp xung quanh máy biến áp đầu tiên nhưng sau đó bạn không cần bất kỳ phương pháp xây dựng cụ thể nào, chỉ cần những phương pháp hợp lý.

Cách thức này thường được thực hiện là sử dụng nguồn điện 4 dây có dây cảm giác và lực.

2 dây (lực) dày hơn cung cấp dòng điện và 2 dây thường mỏng hơn chỉ cảm nhận / đo điện áp (không mang dòng điện) ở đầu camera. Sau đó, bộ nguồn sẽ điều chỉnh để cung cấp 5V ở đầu mục tiêu, tự động bù cho sự sụt giảm điện áp dọc theo dây cáp (rõ ràng cần phải đủ dày để cung cấp dòng điện trong phạm vi điều chỉnh của PSU)

Dựa trên những lời đề nghị của kẻ thù của Bộ máy Nhà nước và paul , đây là những gì tôi nghĩ sẽ là giải pháp đơn giản nhất:

1. Mua một mụn cóc tường 12 volt giá rẻ có khả năng cung cấp ít nhất 1A hoặc hơn. (Bạn có thể đã có một người nằm xung quanh, trong trường hợp đó bạn có thể bỏ qua bước này.)

2. Cũng mua một bộ chuyển đổi bước xuống 12 VCD đến 5 VCD nhỏ, như cái này hoặc cái này . Chúng thường được bán cho sử dụng ô tô, vì vậy bạn sẽ có thể tìm thấy một giá rẻ ở nhiều cửa hàng; các liên kết Amazon chủ yếu nhằm mục đích minh họa:

   

3. Nếu cần, hãy cắt và thay thế cáp cho mụn cóc trên tường 12 V và chạy nó lên máy ảnh của bạn. Kết nối máy ảnh của bạn với cáp thông qua bộ chuyển đổi bước xuống.

Hãy thực hiện phép toán để xác nhận rằng điều này sẽ hoạt động: Máy ảnh của bạn thu được 2 A ở mức 5 V, tổng cộng là 10 W và dây của bạn dường như có điện trở khoảng 0,5 V / 2 A = 0,25. Giả sử hiệu suất chuyển đổi 95%, bộ chuyển đổi sẽ rút ra 10 ampe W / 0,95 10,5 W hoặc I = 10,5 W / (12 V - U ), trong đó U = 0,25 Ω × I là điện áp rơi trên dây. Thay vào phương trình thứ hai thành phương trình thứ nhất và giải , ta được U ≈ 0,89 A, cũng nằm trong khả năng của mụn cóc trên tường 1 A.

Chúng ta cũng thấy rằng điện áp rơi trên dây là I ≈ 0,89 A × 0,25 Ω 0,22 V, để lại 11,78 V cho bộ chuyển đổi, cần xử lý tốt. (Bộ chuyển đổi năng lượng ô tô, nhất thiết, mạnh mẽ, cái trong hình được suy đoán để lấy bất cứ thứ gì từ 8 V đến 23 V.) Công suất tiêu tán trên dây sẽ là 0,89 A × 0,22 V ≈ 0,2 W, hoặc, trong 10 m dây, 0,02 W / m, cũng có vẻ hợp lý.

Nếu bạn muốn, bạn có thể tăng điện áp trung gian lên đến 24 V hoặc thậm chí 48 V để làm cho nó hiệu quả hơn nữa, nhưng điều tuyệt vời ở 12 V là nó được sử dụng rất phổ biến, vì vậy các bộ phận rẻ tiền và dễ dàng có sẵn, và nó khá đủ ở đây

Cấp nguồn qua Ethernet? Bạn đã đề cập rằng đó là một camera IP nên có lẽ nó hỗ trợ POE. Bạn có thể sử dụng Vòi phun POE nếu công tắc của bạn không hỗ trợ POE. POE được đánh giá cho 100 mét, cùng chiều dài với cáp Ethernet.

Có lẽ không phải là phương pháp rẻ nhất, nhưng tôi đang chạy một camera ip 12 v ở đầu cáp Ethernet 50m giá rẻ sử dụng POE. Tôi vừa thêm một bộ chia POE hoạt động vào cuối quá trình chạy. Không có dây cáp ưa thích, chỉ cần chống thấm bộ chia. Hoạt động hoàn hảo