Señal y cable de alimentación a largas distancias

Los ROV reales a menudo ejecutan cualquier operación de hasta 1.000 V o más en el extremo del cable (nada de eso cuando llega al vehículo bajo carga, por supuesto), y es problemático enviar energía significativa al vehículo.

El otro motivo es que realmente desea que el cable sea una flotabilidad neutral en general en el vehículo, y eso es mucho más difícil de lo que parece si tiene un montón de cobre pesado allí.

Si lo estuviera haciendo, pondría las baterías (el ácido de plomo es bueno) en el vehículo, no en la superficie (no hay necesidad de litio, eso es eficiente en el peso, pero de todos modos se necesita lastre para hacer que la cosa se sumerja). y consideraría seriamente la fibra para el enlace de datos (el pequeño interruptor con un SFP en cada extremo, 300M es fácil, y un tambor de 300M de vidrio de un solo par no es exactamente caro en el esquema de la electrónica submarina, una búsqueda muy rápida implica ~ £ 150 que no es malo para un enlace de velocidad de 300M gigabit).

Ahora, a menos que haya jugado con muchas cosas bajo el agua MUCHO, descubrirá muy rápidamente que mantener el agua afuera es DIFÍCIL , olvídese de 300M, solo hacerlo a las profundidades del esnórquel le proporcionará los ataques adecuados. PUR resinas y problemas extraños con osmosis en tu futuro.

Me parece que si quieres alimentar el submarino sobre el cable a 12 V, tendrás un problema con la distancia o el grosor del cable.

Desea calcular la resistencia de los cables en su cable, dada la distancia y la sección transversal del cable. Tenga en cuenta que necesitará al menos dos conductores (cables) en el cable para + y -, por lo que debe calcular el doble de resistencia y / o caída de voltaje, como se calcula para un solo cable.

Puedes hacer los cálculos a mano (no es difícil), o puedes usar una calculadora en línea para esta fórmula en particular:

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También debe tener una idea de cuánta potencia necesitarán los componentes electrónicos y los motores a bordo.

Después de eso, U = R * I. U por caída de voltaje en la línea de transmisión.

Quizás la batería debería incluirse mejor a bordo :-) Necesitará algo de peso pesado de todos modos, para hacer que el submarino se hunda (para superar su flotabilidad).

Los datos y la potencia fantasma son bastante sencillos. Debe asegurarse de que el contenido de los datos sea de naturaleza AC, es decir, "vuelve a cero". La codificación de Manchester es bastante común para esto. La interfaz de alimentación debe considerarse a continuación.

La energía se extrae del cable a través de un inductor que tiene una alta impedancia a la velocidad de datos (también conocida como codificación Manch. como se mencionó). La alimentación se alimenta sobre el cable exactamente de la misma manera. Las terminaciones de los cables de datos están acopladas en CA para evitar la pérdida de energía a través de la terminación.

Aumente el voltaje de la fuente de alimentación lo más alto que pueda, tal vez 70 voltios, hay algunos reguladores reductores (en el extremo inferior) que bajarán este voltaje a 12 V y el consumo de corriente del cable será proporcionalmente menor. y esto significa que se puede usar un cable sustancialmente más delgado que si se envían 12 V hacia abajo a la sub.

El gran problema no es la velocidad de los datos, la reducción de los núcleos de los cables o la alimentación fantasma: está obteniendo un cable impermeable y adecuado para datos moderados de alta velocidad. Usted podría, al empujar, alejarse con cables de goma (utilizados para alimentar motores sumergibles de CA en estanques de peces): transmitirá datos razonablemente bien hasta 10 Mbps y más de 100 m (según mis cálculos), siempre que diseñe la interfaz en la costa -recibir-fin correctamente.

También me sentiría tentado a tener una batería de tamaño moderado en el submarino solo para garantizar que, a la máxima demanda, el posible ruido emitido en el cable no sea tan alto como para corromper los datos.

Control de enlace ascendente: debido a que los datos de retorno están codificados en Manchester, tienen un ancho de banda general que no incluye frecuencias por debajo de la velocidad de reloj, por lo tanto, si los datos son de 10 Mbps, entonces hay un gran espacio abierto en la región de kHz para control de enlaces y, para evitar que interfiera con los datos del enlace descendente que usaría FSK bastante puro (bien filtrado).

¿Ha considerado tal vez mirar otros proyectos de ROV y ver qué cables probaron? ¿Qué cables funcionaron y (lo que es más importante) por qué algunos cables no funcionaron?

Algunas opciones que podría considerar:

• VDSL + alimentación a través del cable CAT5 o CAT6 (*): si estoy leyendo los resultados de la prueba correctamente, Comunicación ROV del SV Seeker CAT5 obtuvo más de 8 Mbps en un cable de 1 kilómetro con un par dedicado a VDSL2 y DC sobre los otros 3 pares de cables.

• Alimentación y Ethernet a través del cable coaxial: las "compañías de cable" aparentemente usan un cable coaxial para canalizar cientos de canales de video más internet a lo largo de muchos kilómetros: altas tasas de datos y largas distancias. El protocolo DiSEqC transmite tanto la potencia a los motores del rotor del plato como las señales de televisión analógica y digital del plato, todo un Cable coaxial único: altas velocidades de transmisión de datos más potencia para hacer funcionar un motor. Coaxial de SV Buscador La comunicación ROV probó que el cable coaxial RG6 es mucho más fuerte que el núcleo sólido CAT5 (alrededor de 400 libras de resistencia a la rotura frente a alrededor de 180 libras de resistencia a la rotura). ¿Es lo suficientemente fuerte como para que no necesite un cable de remolque separado?

• Comunicación de la línea de alimentación a través del cable de alimentación de CA: hay algunos PLC de banda estrecha que puede enviar datos a lo largo de varios kilómetros de cable de alimentación; también muchos adaptadores de línea eléctrica de línea ancha que pueden enviar algunos Mbit / s en unos pocos cientos de metros del cable de alimentación.

• Alimentación a través de Ethernet (PoE): cable CAT5 o CAT6 (*) Muchos equipos son compatibles con este sistema de 48 V CC. La norma 2009 requiere 25 W de potencia (continua) sobre un cable de 100 m; el hardware compatible generalmente funciona mejor que este estándar mínimo.

(*) Como ya se mencionó Sredni Vashtar y Transistor, el cable CAT5 y CAT6 es barato debido a las economías de escala, incluso si paga un poco más por el "entierro directo" o el "relleno de gel" u otros más construcción impermeable, en lugar de cable estándar para interiores.

La comunicación subacuática es difícil, debido a la pérdida dieléctrica y la alta constante dieléctrica de agua = 80. Las pérdidas en el agua de mar son aún mayores.

La Marina de los EE. UU. utiliza transmisores VLF de 1Megawatt a velocidades de bits muy bajas, insuficientes para el video.

Un cable de 100 m creará una gran cantidad de resistencia si hay corrientes de agua significativas.

He realizado proyectos similares en tierra con video, audio, SCADA y datos de 12 Mbps con un canal de control de 1 Mbps, todo en un cable coaxial.

Pero creo que puedes hacer esto en un par de cobre usando Modem a través de unidades powerline o considerar fibra óptica para video.

Tal vez un cable de 300 Ohm Tv con altas pérdidas en CC podría funcionar en una alimentación de CC a través de un módem portador de CA de RF. Cuestan alrededor de $ 150 / par (D-Link) si confía en la energía de la batería para motores con carga remota.