Menghindari penurunan tegangan DC pada jarak jauh

Saya mencoba memberi daya pada kamera IP saya dari jarak jauh dari soket daya (sekitar 10m). Adaptor daya yang disertakan, yang diperingkat 5V 2A memiliki panjang sekitar 1,5 m.

Saya memotong kabel dan memperpanjangnya menggunakan kawat yang lebih tebal (untuk mencegah penurunan tegangan) tetapi meskipun begitu tegangan turun menjadi sekitar 4,5V pada akhirnya. Kamera memang hidup, tetapi membuat gerakan PTZ pada kamera menyebabkannya untuk reboot.

Adakah solusi selain membeli adaptor baru? Dan jika saya membeli adaptor baru, apa aturan umum untuk drop tegangan di x meter kawat saat memasok tegangan DC rendah?

Jika Anda memotong kawat di dekat adaptor dan memperpanjangnya dari 1,5 m ke 10 m, Anda dapat menggunakan kawat yang memiliki 7 kali luas penampang dan itu akan berperilaku mirip dengan kawat 1,5 m.

Itu berarti bahwa diameter tembaga (bukan insulasi) harus kali diameter.$\sqrt{7} = 2.6$

Sebuah kamera IP yang kebetulan saya miliki di meja saya di sini memiliki adaptor yang berperingkat 5V / 2A dan menggunakan kawat AWG20 (ditandai pada kabel). Periksa kawat Anda untuk melihat apakah memiliki tanda yang sama dan gunakan yang bukan yang saya sebutkan.

Jika Anda melihat pada tabel di atas AWG20 memiliki luas penampang 0,52 mm jadi, kawat AWG10 dengan luas penampang 2,588mm harus melakukannya (AWG 12, ukuran umum lebih tipis berikutnya, agak terlalu ringan).

Jika Anda berada di negara yang menggunakan mm daripada AWG, Anda dapat menggunakan diameter mm 2.1 secara langsung. Anda dapat menggunakan sesuatu seperti kabel speaker - misalnya Belden 5T00UP sekitar 9mm OD

Itu kawat yang sangat gemuk. Jika tidak cocok maka Anda harus mempertimbangkan untuk menggunakan tegangan yang lebih tinggi dan meletakkan regulator di ujung kabel. Adaptor sederhana saja tidak akan melakukannya kecuali Anda memiliki kawat lemak.

Misalnya, Anda bisa menggunakan adaptor 12VDC di ujung dan regulator switching berbasis LM2576 untuk mengurangi itu ke 5.0V. Perhatikan bahwa jika regulator gagal 'hidup', kamera kemungkinan akan hancur. Anda mungkin dapat menemukan modul berdasarkan regulator seperti itu di eBay dll.

Gunakan kabel ekstensi untuk mendapatkan AC jarak yang diperlukan, lalu gunakan adaptor daya.

Dua kemungkinan solusi:

(1) MUNGKIN bekerja untuk Anda: Tambahkan kapasitor berkapasitas 5.4V di ujung kamera.
Ini bisa 2 x 2.7V caps secara seri, idealnya dengan balancing, atau 1 voltase yang lebih tinggi (jarang).

Ini akan dibebankan ke 5V dari waktu ke waktu dan kemudian menangani lonjakan kamera. Dengan penggunaan jangka panjang akan turun, tetapi masih jauh lebih baik pada lonjakan dan paku.

Semakin banyak kapasitansi semakin baik.

Berikut adalah contoh 5.4V. Tutup 5F.
ESR adalah 0,067 Ohm yang menunjukkan setidaknya 10's dari arus keluaran.

Tersedia Digikey $ AS15,30 1.
Lembar data - Bussman, 5.4V, 5F

5F secara tidak terduga akan menjatuhkan 1V dalam 5 detik pada saluran 1A,
atau 1V dalam satu detik dengan saluran 5A.
Yang berarti bahwa lonjakan mengatakan beberapa amp untuk sepersekian detik akan (mungkin) membatasi fluktuasi dalam urutan persepuluh Volt.
Seberapa baik itu bekerja untuk Anda adalah TBD.

Anda bisa menggunakan supercaps 2 x 2.7V secara seri.
Kapasitansi bersih akan memiliki setengah nilai 1 kap untuk dua tutup yang sama yang digunakan. misalnya 2 x 2.7V, 100 uF dalam seri = 5.4V, setara 50F. Berikut adalah tabel
supercaps Digikey, dalam stok, harga 1 kuantitas dan dalam urutan kapasitansi menurun
Sebagai panduan:
5000F $ 208!
1200F $ 49
100F $ 10
10F $ 3

Berikut adalah
tabel Perbandingan karakteristik supercaps Maxwell 2.7V dari 1F ke 3000F

(2) 4 x NimH AA baterai akan dengan senang hati menetap ke tegangan kondisi mantap Anda setelah beberapa saat dan memberikan kemampuan lonjakan mungkin 5A-10A. 4.5V / 4 = 1.125V. NimH akan lebih baik jika tegangan steady state lebih tinggi tetapi mungkin baik-baik saja pada tegangan ini.

Mengetahui gambar aktual kamera Anda di berbagai negara bagian akan membantu kami memberikan jawaban yang lebih baik.
Berapa tegangan pada adaptor yang sedang dimuat?
Seharusnya tidak melorot banyak, tetapi mungkin.

Anda sudah mengatakan ini

Kamera memang hidup, tetapi membuat gerakan PTZ pada kamera menyebabkannya untuk reboot.

Banyak jawaban lain memberi tahu Anda cara menghentikan penurunan tegangan rata-rata. Yaitu mereka memberitahu Anda bagaimana Anda dapat menggunakan kabel yang cukup tebal untuk memasok daya lebih banyak ke kamera terus menerus . Saya pikir ini berlebihan karena gerakan PTZ adalah semua motor dan motor menggunakan banyak arus untuk waktu yang sangat singkat ketika mereka pertama kali memulai. Jadi mungkin Anda tidak perlu kabel yang lebih tebal, Anda hanya perlu daya yang tersimpan di ujung kabel kamera untuk membantu lonjakan ini.

Russell berbicara tentang menggunakan baterai atau supercaps untuk mengatasi masalah ini. Itu pendekatan yang baik tetapi saya pikir itu akan menjadi ide yang baik untuk mencoba melihat seberapa banyak lonjakan sebelum memutuskan solusi tertentu - jika Anda dapat melihat tegangan (pada ujung kabel kamera) pada osiloskop itu akan ideal. Sebuah kapasitor aluminium-elektrolitik sederhana murah atau 2 mungkin semua yang Anda butuhkan.

Dapatkan sendiri adaptor 12-24V dan modul regulator switching 5V buck. Beri tegangan lebih tinggi melewati garis dan atur di ujung kamera. Ini akan menyebabkannya menarik lebih sedikit arus melintasi saluran, mengurangi tegangan (dan karenanya daya) kehilangan di sepanjang saluran.

Dan jika saya membeli adaptor baru, apa aturan umum untuk drop tegangan di x meter kawat saat memasok tegangan DC rendah?

Nah, penurunan tegangan tergantung pada konsumsi saat ini dan resistensi kawat ekstensi.

Sebagai contoh jika motor PTZ mengkonsumsi 1 Adan resistansi kawat Anda adalah 1 ohm, menurut hukum ohm Anda akan mendapatkan penurunan tegangan 1 Ax1 ohm= 1 volt. Jika kamera membutuhkan 4,5 volt untuk bekerja, maka pasti kamera Anda akan diatur ulang.

Jika Anda tidak dapat mengubah beban Anda (seperti dalam kasus ini), solusinya adalah menggunakan bahkan menggunakan kawat yang lebih tebal untuk menurunkan resistensi ekstensi Anda. Misalnya, dengan ohmkawat 0,3 Anda hanya akan mendapatkan 0,3 v drop dan kamera akan tetap berfungsi.

Sunting: Saya berharap kawat yang lebih tebal pas di dalam pipa.

Rekomendasi saya adalah menggunakan semacam konverter step-up DC-DC pada feed dan konverter step-down di wastafel. Semakin tinggi tegangan dalam kawat, semakin kecil kerugian relatif per jarak. Membangun dan merancang konverter DC-DC yang efisien oleh diri sendiri adalah tugas yang sulit bagi para ahli, saya akan merekomendasikan pemula dan siapa pun yang ingin cepat pergi dan membeli yang sudah dibangun.

Tidakkah kamu berpikir aku akan melakukan itu jika itu mungkin? Lingkungan tidak memungkinkan untuk ekstensi A / C karena kabel lengkap ada di dalam pipa. -

@navigator Anda hanya perlu kabel ekstensi dengan colokan yang dapat dibongkar, kemudian menjalankan kabel melalui pipa seharusnya tidak menjadi masalah. - eBusiness 19 jam yang lalu

@ eBusiness, ya itu akan menjadi solusi yang jelas. Namun, dalam hal ini, kamera terletak tinggi di tempat menggantung titik A / C ekstensi tidak layak atau elegan.

Pemikiran Anda terlalu terbatas. AC adalah cara terbaik untuk mentransmisikan daya jarak jauh, yang diselesaikan selama Perang Arus di abad ke-19.

Tetapi "jalankan AC ke kamera" tidak harus berarti kabel Home Depot dengan outlet duplex dan kutil dinding plug-in di ujungnya. Yang Anda butuhkan hanyalah sepasang transformer. Yang pertama harus hantaran listrik sekitar 30-40V, yang kedua dari tegangan ke 12v. Kemudian komponen senilai $ 5 menghasilkan 5VDC. Anda seharusnya tidak memiliki masalah menempatkan sebagian besar komponen di dalam tabung kecil, trafo mungkin agak besar.

Segera setelah Anda turun di bawah sekitar 60v kode listrik berhenti berlaku. Anda akan memerlukan selungkup yang cocok di sekitar trafo pertama tetapi setelah itu Anda tidak memerlukan metode konstruksi khusus, hanya yang wajar.

Cara ini biasanya dilakukan adalah dengan menggunakan catu daya 4-kawat yang memiliki kabel akal dan kekuatan.

2 kabel lebih tebal (memaksa) memasok arus dan 2 kabel umumnya lebih tipis hanya merasakan / mengukur tegangan (tidak membawa arus) di ujung kamera. Catu daya kemudian mengatur untuk memasok 5V pada ujung target, secara otomatis mengkompensasi penurunan tegangan di sepanjang kabel (jelas perlu cukup tebal untuk secara masuk akal memasok arus dalam kisaran pengaturan PSU)

Membangun berdasarkan Musuh Of the State Machine dan saran paul , inilah yang saya pikir akan menjadi solusi paling sederhana:

1. Beli kutil dinding 12 volt murah yang mampu memasok setidaknya 1A atau lebih. (Anda mungkin sudah memiliki satu pembohong, dalam hal ini Anda dapat melewati langkah ini.)

2. Juga membeli konverter step-down 12 VCD hingga 5 VCD kecil, seperti ini atau ini . Ini biasanya dijual untuk penggunaan otomotif, jadi Anda harus dapat menemukannya dengan murah di banyak toko; tautan Amazon sebagian besar untuk tujuan ilustrasi:

   

3. Jika perlu, potong dan ganti kabel untuk kutil dinding 12 V dan jalankan hingga ke kamera Anda. Hubungkan kamera Anda ke kabel melalui konverter step-down.

Mari kita lakukan perhitungan untuk memastikan bahwa ini akan berhasil: Kamera Anda menggambar 2 A pada 5 V, dengan total 10 W, dan kawat Anda tampaknya memiliki ketahanan sekitar 0,5 V / 2 A = 0,25 Ω. Dengan asumsi efisiensi konversi 95%, konverter akan menarik 10 W / 0,95 ≈ 10,5 W, atau I = 10,5 W / (12 V - U ) ampli, di mana U = 0,25 Ω × I adalah penurunan tegangan pada kawat. Mengganti persamaan kedua menjadi yang pertama dan menyelesaikan , kita mendapatkan U ≈ 0,89 A, yang berada dalam kemampuan kutil dinding 1 A.

Kita juga melihat bahwa drop tegangan pada kawat adalah I ≈ 0,89 A × 0,25 Ω 22 0,22 V, meninggalkan 11,78 V untuk konverter, yang harus ditangani dengan baik. (Konverter daya mobil, tentu saja, kuat; yang ada di gambar dispesifikasikan untuk mengambil apa pun dari 8 V hingga 23 V.) Daya yang dihamburkan pada kawat akan menjadi 0,89 A × 0,22 V ≈ 0,2 W, atau, untuk 10 m kawat, 0,02 W / m, yang juga tampak masuk akal.

Jika Anda mau, Anda bisa menumbuhkan tegangan menengah hingga 24 V atau bahkan 48 V untuk membuatnya lebih efisien, tetapi hal yang menyenangkan tentang 12 V adalah itu sangat umum digunakan, sehingga bagian-bagiannya murah dan mudah didapat, dan itu cukup memadai di sini.

Kekuasaan atas Ethernet? Anda menyebutkan bahwa itu adalah kamera IP sehingga mungkin mendukung POE. Anda dapat menggunakan POE Injector jika sakelar Anda tidak mendukung POE. POE memiliki rating 100 meter, sama dengan kabel Ethernet.

Mungkin bukan metode termurah, tapi saya sedang menjalankan kamera ip 12v di ujung kabel Ethernet 50m murah menggunakan POE. Saya baru saja menambahkan splitter POE aktif di akhir proses. Tidak ada kabel mewah, hanya perlu membasahi splitter. Bekerja dengan sempurna