Métodos de alimentación seguros - Trabajar con niños

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Este año llevaré a cabo un proyecto de investigación en la universidad, que incluirá la creación de pequeños dispositivos sensoriales electrónicos para niños (menores de 7 años) con autismo. Obviamente, la seguridad debe tomarse muy en serio.

Solo se utilizará una cantidad relativamente pequeña de corriente, probablemente para alimentar sensores simples en una placa Arduino, pero como mi conocimiento de todo lo electrónico es bastante limitado, pensé que primero intentaría obtener algunas sugerencias.

De la investigación que he hecho, encontré PoE en littlebird: enlace - que parece una solución bastante buena, ya que quiero poder controlar el dispositivo de forma remota, a través de una red local. Un beneficio también es que puedo reducir al mínimo el número de cables que sobresalen del dispositivo y no tener un cable directo a una toma de corriente.

Hasta ahora, estoy realmente solo en la etapa de planificación del 'núcleo' de estos dispositivos, que sería una placa Arduino con sensores limitados conectados, posiblemente utilizando las partes internas de un control remoto Wii. Como todavía no tengo participantes confirmados, no sé exactamente con qué necesidades sensoriales estaré trabajando (cada niño autista tendrá problemas sensoriales específicos) y, por lo tanto, exactamente la cantidad de energía que necesitaré para los dispositivos. Sin embargo, intentaré mantenerlo al mínimo, simplemente por razones de seguridad.

    
pregunta kodamapixel

3 respuestas

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Es probable que el poder sobre Ethernet (PoE) sea más adecuado si los dispositivos son conscientes de la red, de lo contrario, un cable Ethernet es bastante equivalente a un cable de alimentación (de baja corriente) o un cable USB.

Para cualquier dispositivo que pueda ser "usado" o "conectado" por los sujetos de prueba, consideraría firmemente un diseño sin atadura, alimentado con baterías recargables. Para señales pequeñas (es decir, sensores, registro de datos, sin motores, iluminación LED muy simple), esta opción debería ser económica y práctica para períodos de hasta 24 horas o más. NiMH sería mi primera opción debido al bajo costo y la amplia disponibilidad, con Litio como segundo. Solo asegúrese de usar un cargador apropiado para el tipo de batería, y las cosas deberían funcionar.

Tenga en cuenta que la mayoría de las baterías recargables, como las celdas de tamaño 'AA', solo proporcionan 1.2 en lugar de 1.5 voltios, por lo que 4 de ellas no son suficientes para 5V necesarios para alimentar de forma estable un Arduino, mientras que no Células recargables (es decir, desechables) como alcalina o zinc-carbono.

Con la electricidad, debes tener en cuenta tanto el voltaje como la corriente. El propio Arduino toma un rango de entrada de 7 a 12 CC, hasta 500 mA (no tengo una referencia en promedio / típicamente corriente, pero supongo que alrededor de 100-125 mA o menos), de una fuente de alimentación de CC externa. El puerto USB también se puede usar para extraer 5 voltios, hasta 500 mA desde un concentrador USB con alimentación o un puerto USB con alimentación.

El uso de una corriente de bajo costo y bajo costo (p. ej., 250-500 mA salida ) del adaptador de alimentación AC-DC ( wall wart ) sería un método predeterminado si no hay - Consumo de energía trivial, o necesita funcionar continuamente durante un largo período de tiempo. Se puede tener una unidad basada en una fuente de alimentación de modo de conmutación moderna (SMPS) por un costo modesto, y es de poco peso, pudiendo prescindir de la necesidad de un gran transformador de potencia incluido en ella. Combinado con las capacidades de limitación de potencia ya incluidas en el Aruino (UNO) del fusible reajustable (PTC, creo) utilizado para Fuente de alimentación USB, y / o el regulador de voltaje lineal utilizado para regular la energía de un adaptador de corriente CA-CC que también incluye sobretensión, limitación de corriente y protección contra cortocircuitos a menos que necesite requisitos adicionales de energía (por ejemplo, motores, LED de alta potencia) Puede utilizar la protección incorporada en el Arduino como suficiente para la protección contra descargas eléctricas / quemaduras.

    
respondido por el mctylr
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Un interruptor PoE se usa normalmente para alimentar teléfonos IP a través de un cable Ethernet sin tener que tener un adaptador de corriente adicional. Parece que estás haciendo algo similar con tus dispositivos.

El inyector de midspan sin duda será una forma barata de agregar energía a un puerto Ethernet sin alimentación, con la ventaja adicional de poder controlar el voltaje de alimentación. Puede obtener conmutadores PoE con todo lo incorporado, por lo que también recomiendo verlos, ya que podría ser más limpio y fácil de usar, pero podría costar un poco más.

También puedes hacer tu propia versión del inyector de midspan por incluso menos. Necesitará algunos enchufes RJ45 y una fuente de alimentación, y simplemente conecte los pines de datos directamente y el suministro a los sockets de salida a los pines de alimentación.

Aquí hay una tabla del pinout para RJ45 ethernet con y sin alimentación:

Una cosa de la que debe tener cuidado es que el PoE 'estándar' es de 48v, que caerá hasta 32v dependiendo de la longitud de su cable Ethernet. Asegúrese de que al dividir el suministro de Ethernet en el extremo Ardunio tenga algo para reducir el voltaje a 9-12v. Si está utilizando un inyector, puede controlar esto y suministrar un voltaje más bajo, pero si usa un interruptor PoE estándar, debe tener esto en cuenta.

¿Qué tipo de dispositivos sensoriales se conectarán a sus puertos PoE?

    
respondido por el BG100
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Es probable que tenga un comité de revisión de investigación humana para aprobar su decisión (al menos en nosotros). Las baterías son a menudo la fuente de alimentación segura más simple. Aún necesita aislarse de cualquier otra fuente eléctrica, probablemente incluida su red. Consulte con los criterios de revisión.

    
respondido por el russ_hensel

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