Evitar la caída de voltaje de CC en largas distancias

Si corta el cable cerca del adaptador y lo extiende de 1,5 ma 10 m, puede usar un alambre que tenga 7 veces el área de la sección transversal y se comportará de manera similar a 1,5 m de cable .

Eso significa que el diámetro del cobre (no del aislamiento) debe ser \ $ \ sqrt {7} = 2.6 \ $ veces el diámetro.

Una cámara IP que tengo en mi escritorio aquí tiene un adaptador con una clasificación de 5V / 2A y utiliza cable AWG20 (marcado en el cable). Revise su cable para ver si tiene marcas similares y use esas en lugar de las que he mencionado.

Siobservalatablaanterior,elAWG20tieneunáreadeseccióntransversalde0.52mm,porloqueelcableAWG10conunáreadeseccióntransversalde2.588mmdeberíahacerlo(AWG12,elsiguientetamañocomúnmásdelgado,tambiénesunpocoligero).

SiseencuentraenunpaísqueutilizammenlugardeAWG,puedeusareldiámetrodemmde2.1directamente.Podríausaruncabledealtavoz,porejemplo, Belden 5T00UP es aproximadamente 9 mm O.D.

Eso es un alambre bastante gordo. Si no encaja, tendrá que considerar el uso de un voltaje más alto y colocar un regulador en el extremo más alejado del cable. Un simple adaptador por sí solo no lo hará a menos que tenga cable grueso.

Por ejemplo, podría usar un adaptador de 12 VCC en el extremo distante y un LM2576 - regulador de conmutación basado para reducir eso a 5.0V. Tenga en cuenta que si el regulador falla, la cámara probablemente se destruirá. Puede encontrar un módulo basado en dicho regulador en eBay, etc.

Use un cable de extensión para obtener el AC a la distancia requerida, luego use el adaptador de corriente.

Dos posibles soluciones:

(1) PUEDE trabajar para usted: agregue un supercapacitador con capacidad para 5.4V en el extremo de la cámara.
Esto puede ser 2 x 2.7V en serie, idealmente con balanceo, o 1 voltaje nominal más alto (raro).

Esto se cargará a 5 V con el tiempo y luego controlará las sobretensiones de la cámara. Con el uso prolongado caerá, pero aún así será mucho mejor en oleadas y picos.

Mientras más capacitancia, mejor.

Aquí hay un ejemplo de 5.4V. 5F cap.
La ESR es de 0.067 ohmios, lo que sugiere al menos 10 amperios de corriente de descarga.

En stock Digikey $ US15.30 1's.
Hoja de datos - Bussman, 5.4V, 5F

5F reducirá teóricamente 1V en 5 segundos con 1A de drenaje,
o 1V en un segundo con drenaje de 5A.
Lo que significa que los aumentos repentinos de unos pocos amperios por fracción de segundo limitarán (probablemente) las fluctuaciones en el orden de décimas de voltio.
Lo bien que funciona para usted es TBD.

Podrías usar 2 supercaps de 2.7V en serie.
La capacitancia neta tendría la mitad del valor de 1 tope para dos topes iguales utilizados. Ej. 2 x 2.7V, 100 uF en serie = 5.4V, equivalente a 50F. Aquí hay una tabla de
Supercápsulas Digikey, en stock, precio en 1 cantidad y en orden de capacitancia descendente
Como guía:
¡5000F $ 208!
1200F $ 49
 100F $ 10
  10F $ 3

Aquí hay un tabla comparativa de características de Maxwell 2.7V supercaps fom 1F a 3000F

(2) 4 baterías NimH AA se instalarán felizmente en su voltaje de estado estable después de un tiempo y proporcionarán una capacidad de sobretensión de quizás 5A-10A. 4.5V / 4 = 1.125V. Un NimH sería mejor si el voltaje de estado estable fuera mayor, pero podría estar bien con este voltaje.

Conocer el dibujo real de su cámara en varios estados nos ayudaría a dar mejores respuestas.
¿Cuál es el voltaje en el adaptador bajo carga?
No debe hundirse mucho, pero puede.

Has dicho esto

  

La cámara se enciende, pero al realizar cualquier movimiento PTZ en la cámara, se reinicia.

Muchas de las otras respuestas le dicen cómo detener la caída de voltaje promedio. Es decir. te están diciendo cómo puedes usar un cable lo suficientemente grueso para suministrar más energía a la cámara continuamente . Creo que esto es excesivo porque los movimientos PTZ son todos motores y los motores usan mucha corriente por un tiempo muy corto cuando se inician por primera vez. Por lo tanto, es posible que no necesite cables más gruesos, solo necesita un poco de energía almacenada en el extremo de la cámara del cable para ayudar con esta entrada.

Russell habla sobre el uso de baterías o supercápsulas para resolver este problema. Es un buen enfoque, pero creo que sería una buena idea tratar de ver cuánta avalancha hay antes de decidir una solución particular, si puede observar el voltaje (en el extremo de la cámara del cable) en un osciloscopio eso seria ideal Un simple capacitor electrolítico de aluminio barato o 2 puede ser todo lo que necesita.

Consiga un adaptador de 12-24V y un módulo regulador de conmutación de 5V. Alimente el voltaje más alto a través de la línea y regúlela en el extremo de la cámara. Esto hará que consuma menos corriente a través de la línea, lo que reducirá la pérdida de voltaje (y, por lo tanto, la potencia) a lo largo de la línea.

  

Y si compro un adaptador nuevo, ¿cuál es la regla general para la caída de voltaje en x metros de cable cuando se suministra voltaje de CC bajo?

Bueno, la caída de voltaje depende del consumo de corriente y la resistencia del cable de extensión.

Por ejemplo, si los motores PTZ consumen un 1% de A y su resistencia del cable es del 1% de ohm , por ley de ohm, obtendrá una caída de voltaje del 1% de A x1 ohm = 1% de volt . Si la cámara necesita 4.5 voltios para funcionar, entonces su cámara se reiniciará definitivamente.

Si no puede cambiar su carga (como en este caso), la solución es usar incluso un cable más grueso para disminuir la resistencia de su extensión. Por ejemplo, con un cable de 0.3 ohm obtendrías solo una caída de 0.3v y la cámara seguirá funcionando.

Editar: Espero que quede un cable más grueso dentro de la tubería.

Mi recomendación sería usar algún tipo de convertidor elevador CC-CC en la alimentación y un convertidor reductor en el fregadero. Cuanto más alto es el voltaje en el cable, más pequeñas son las pérdidas relativas por distancia. Construir y diseñar convertidores de CC-CC eficientes por sí mismo es una tarea difícil para los expertos, recomendaría a cualquier novato y a cualquiera que desee ir rápidamente y comprar los prefabricados.

  

¿No crees que hubiera hecho eso si fuera posible? El entorno no permite una extensión de A / C, ya que el cableado completo está dentro de una tubería. -

     

@navigator Solo necesita un cable de extensión con un tapón que se pueda desarmar, luego pasar el cable a través de la tubería no debería ser un problema. - eBusiness hace 19 horas

     

@eBusiness, sí, esa habría sido la solución obvia. Sin embargo, en este caso, la cámara está ubicada en un lugar alto donde colgar un punto de A / C de extensión no es viable ni elegante.

Tu pensamiento es demasiado limitado. AC es la mejor forma de transmitir energía a largas distancias, que se resolvió durante la Guerra de las Corrientes en el siglo XIX.

Pero "ejecutar CA a la cámara" no tiene por qué significar un cable de Home Depot con un tomacorriente dúplex y una verruga de pared enchufable al final. Todo lo que necesitas es un par de transformadores. El primero debe ser de red a algo alrededor de 30-40V, el segundo desde ese voltaje a 12v. Luego $ 5 en componentes para producir 5VDC. No debería tener problemas para colocar la mayoría de los componentes dentro de un tubo pequeño, el transformador podría ser un poco voluminoso.

Tan pronto como caiga por debajo de unos 60v, el código eléctrico dejará de aplicarse. Necesitará una caja adecuada alrededor del primer transformador, pero después de eso no necesita ningún método de construcción específico, solo métodos razonables.

La forma en que esto se hace normalmente es usar una fuente de alimentación de 4 cables que tenga cables de detección y de fuerza.

2 alambres más gruesos (fuerza) suministran la corriente y 2 alambres generalmente más delgados simplemente detectan / miden la tensión (no la corriente) en el extremo de la cámara. La fuente de alimentación luego se regula para suministrar 5V en el extremo objetivo, compensando automáticamente la caída de voltaje a lo largo de los cables (obviamente, debe ser lo suficientemente gruesa para suministrar sensiblemente la corriente dentro del rango de regulación de la fuente de alimentación)

Basándose en Enemy Of the State Machine's y sugerencias de Paul , esto es lo que creo que sería la solución más simple:

1. Compre una verruga de pared barata de 12 voltios capaz de suministrar al menos 1A o menos. (Es posible que ya tenga uno por ahí, en cuyo caso puede omitir este paso).

2. También compre un pequeño convertidor reductor de 12 VCD a 5 VCD, como éste o éste . Estos se venden comúnmente para uso automotriz, por lo que debería poder encontrar uno barato en muchas tiendas; Los enlaces de Amazon son en su mayoría con fines ilustrativos:

   

3. Siesnecesario,corteyreemplaceelcableparalaverrugadeparedde12Vylléveloalacámara.Conectesucámaraalcableatravésdelconvertidorreductor.

Hagamosloscálculosparaconfirmarqueestofuncionará:sucámaradibuja2Aa5V,parauntotalde10W,ysucableparecetenerunaresistenciadeaproximadamente0.5V/2A=0.25Ω.Suponiendounaeficienciadeconversióndel95%,elconvertidorconsumirá10W/0.95≈10.5W,oI=10.5W/(12V-U)amperios,dondeU=0.25Ω×Ieslacaídadevoltajesobreelcable.Sustituyendolasegundaecuaciónenlaprimeray resolviendo , obtenemos U & approx; 0.89 A, que está dentro de las capacidades de una verruga de pared de 1 A.

También vemos que la caída de voltaje en el cable es I & approx; 0,89 A × 0,25 Ω & aprox; 0.22 V, quedando 11.78 V para el convertidor, que debe manejar bien. (Los convertidores de potencia de los automóviles son, necesariamente, robustos; el que se muestra en la imagen debe tomar desde 8 V hasta 23 V.) La potencia disipada sobre el cable será de 0,89 A × 0,22 V y aprox. 0.2 W, o, para un cable de 10 m, 0.02 W / m, lo que también parece razonable.

Si quisiera, podría aumentar el voltaje intermedio hasta 24 V o incluso 48 V para hacerlo aún más eficiente, pero lo bueno de 12 V es que se usa tan comúnmente, por lo que las piezas son baratas y fácilmente disponibles. , y es bastante suficiente aquí.

¿Power over Ethernet? Usted mencionó que era una cámara IP, por lo que probablemente es compatible con POE. Puede usar un inyector POE si su interruptor no es compatible con POE. El POE está clasificado para 100 metros, la misma longitud que el cable Ethernet.

Quizás no sea el método más barato, pero estoy ejecutando una cámara IP de 12v en el extremo de un cable Ethernet barato de 50m usando POE. Acabo de agregar un divisor de POE activo al final de la ejecución. Sin cableado de lujo, solo se necesita impermeabilizar el divisor. Funciona perfectamente