Potencia de Arduino y redes a través de cat6

En general, un voltaje más alto significa una pérdida más baja, por lo que si desea ejecutar el voltaje económico más alto (pero no más de 48 V, esto será peligroso). También recomiendo usar un solo voltaje, pero usar dos cables, por ejemplo, naranja / o blanco para (+) y azul / azul-blanco para (-). Esto solo facilita el cableado y reduce significativamente las posibilidades de que los microcontroladores se reinicien espontáneamente debido a interferencias o bucles a tierra.

Primero, veamos si puedes usar 12V. 20 pies de cable de 23 AWG tendrán una resistencia de 0.4 ohmios (suponiendo 20 ohmios / 1000 pies, y dos cables en paralelo para gnd y Vcc). A 0.6A, perderá 0.24 V, que los solenoides no notarán. Si ejecuta 5 válvulas solenoides a la vez con un solo cable, extraerán un total de 3A y un cable caerá 1.2 voltios, lo suficiente como para energizar los solenoides. Así que sí, parece que solo podemos ejecutar 12V.

Tenga en cuenta que si necesita más energía, tendría que ir a 24 V o 48 V, y tener un regulador de 12 V en cada caja.

Ahora para obtener 5V, puede usar un regulador lineal o de conmutación. Las ventajas del regulador lineal es que es simple y ya está presente en algunos arduinos (no en pro micro). A 45 mA, desperdiciará 0.3W, que no es mucho y se disipa fácilmente. Sin embargo, dado que los reguladores de conmutación de 5 V cuestan menos de $ 2 cada uno en eBay, te recomiendo que compres una docena de ellos y los uses en todas partes.

¡Enciende a este bebé!

Primero que nada, si bien la ejecución de 12 V para obtener energía sería al menos algo práctica, dadas las restricciones de su pregunta, lo limita a la cantidad de corriente que tiene disponible. El uso de 24 o 48V con reguladores reductores hasta 12V en cada punto final (están disponibles como módulos de una variedad de fuentes) probablemente será un enfoque general con menos pérdidas y quizás algo más confiable.

Háblame ....

En segundo lugar, también hay un problema en el lado de los datos: el UART de Pi no es realmente compatible con el sistema de direccionamiento multipunto (modo UART de 9 bits) que se usa comúnmente con las redes RS-485 y los UART de microcontroladores. Recomiendo ir con un UART externo para el Pi que admita el modo de 9 bits correctamente, o usar una red I2C sobre RS485 en lugar de UART sobre RS485.

UART externos para el Pi

Afortunadamente, los circuitos integrados SPI UART están disponibles de forma relativamente económica y admiten el modo de 9 bits, así como otras funciones útiles para RS-485 (como el control automático de los pines de control de dirección del transceptor RS-485). Algunos chips USB-> UART también pueden admitir esta función; lea la hoja de datos para lo que está usando para los detalles.

Usando I2C sobre RS-485

El bus I2C proporciona varias características muy buenas: direccionamiento multipunto, detección de contención y compatibilidad con múltiples dominios, todo listo para usar. "Pero, ¿cómo vas a lograr que se mueva 20 m sobre un par trenzado?" usted pregunta. Simple: tomamos RS-485 y lo usamos como la capa física para nuestro enlace I2C con la ayuda del IC de búfer P82B96. Este chip divide las señales I2C bidireccionales en dos señales unidireccionales, cada una para SCL y SDA; a partir de ahí, es posible usar transceptores RS-485 modernos que implementan un sistema de falla de bus abierto / flotante en un pseudo-drenaje (por ejemplo, el cable DE al complemento de TX y D a 0), como se muestra en el siguiente esquema: U2 y U3 son los transceptores RS-485, y la puerta NO puede ser lo que tenga a mano que se encuentre fuera del tensión de alimentación disponible.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

(Necesitará transceptores de 3.3V para U2 y U3 para usar esto con el Pi BTW.)