เครือข่ายในบ้าน 5 V

ฉันวางแผนที่จะเพิ่มอุปกรณ์ IoT หลายตัวในบ้านของฉันและฉันกำลังมองหาโซลูชันที่สง่างามเพื่อเพิ่มพลังให้กับพวกเขาทั้งหมด พวกเขาจะต้องมี 5 V จำนวนน้อย (กล้อง) จะวาดได้ถึง 2 แอมแปร์ในขณะที่ส่วนใหญ่วาดน้อยกว่า 500 mA

ฉันคิดว่าจะใช้สายแยก 5 V ผ่านบ้านด้วยสายเคเบิล 10 AWG (เพื่อลดแรงดันไฟฟ้าตก) และ 120 V - 5 V, หม้อแปลง 20 แอมแปร์ในแต่ละชั้น ฉันจะเพิ่มตัวเชื่อมต่อบางชนิดเพื่อให้สามารถเชื่อมต่อกับสายได้อย่างง่ายดายในอนาคต

จุดประสงค์หลักของทั้งหมดนั่นคือเพื่อให้เต้าเสียบไฟฟ้าของฉันฟรีบันทึกหม้อแปลงเดี่ยวทั้งหมดที่ฉันต้องการและอนุญาตให้ฉันขยายเครือข่าย IoT ของฉันในอนาคตโดยไม่ต้องใช้ปลั๊กพิเศษ / สายแขวนที่ไม่จำเป็น นั่นเป็นทางออกที่ทำงานได้หรือมีวิธีที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการบรรลุเป้าหมายของฉันหรือไม่?

ฉันใคร่ครวญว่าควรใช้หม้อแปลง 120 V - 12 V เพื่อชดเชยแรงดันตกหรือไม่และเพิ่มตัวแปลงบั๊ก / ตัวควบคุมเชิงเส้นในแต่ละอุปกรณ์ แต่ฉันต้องการบันทึกฮาร์ดแวร์เพิ่มเติมหากใช้งานได้

1. เครือข่าย 5VDC มีแนวโน้มที่จะเป็น "ความคิดที่ไม่ดี"
2. เครือข่ายแรงดันไฟฟ้าที่ค่อนข้างสูงกว่าพร้อมหน่วยงานกำกับดูแลในท้องถิ่นควรจะดีขึ้นเล็กน้อย แต่เพิ่มความซับซ้อนทางอิเล็กทรอนิกส์
3. 5V psu ในพื้นที่พร้อมระบบกระจายระยะสั้นมีแนวโน้มที่จะมีภาพรวมที่ดีขึ้น

สายเคเบิล 12 เกจมีความต้านทาน ~ = 1.6 โอห์มต่อ 1,000 ฟุตหรือต่อ 500 "ลูปฟุต"
คุณจึงได้รับ 1.6V ต่อแอมป์สำหรับ 500 ลูปฟุตหรือประมาณ 3 mV ต่อลูปต่อฟุตต่อแอมป์

ตัวเลือกที่ 1:

การวิ่ง 5V ของการพูด 100 ฟุตที่ 10 A จะลดลง 3 mV x 100 x 10 = 3V
เห็นได้ชัดว่ามากเกินไปที่ 5V
คุณอาจตัดสินใจว่า 5A แม็กซ์โอเค - หรือว่าค่าเฉลี่ยปัจจุบันคือครึ่งหนึ่งสูงสุดหากการกระจายแบบ ecenly และความยาวสูงสุด 50 ฟุตอาจเป็นที่ยอมรับได้
แต่การประนีประนอมจะทำให้คุณลดลงในช่วง 0.5 - 1.5 V
กล้องสองสามอันที่อยู่ไกลที่สุดนั้นมีแนวโน้มที่จะ 'เสียวันของคุณ'

เครือข่ายของคุณจะต้อง "โง่" และสามารถจ่ายไฟสูงสุดที่ 5 VDC หรืออัจฉริยะและจ่ายไฟโดยการเจรจาเท่านั้น ที่ 10A นั่นคือ 5V x 10A = 50 W และอาจเพิ่มเป็นสองเท่าเพื่อให้การปล่อยและการหลอมรวมและ ... 50 - 100W นั้นเพียงพอที่จะเริ่มการยิงด้วยความเฉลียวฉลาดเล็กน้อย เมอร์ฟีมีความเฉลียวฉลาดมากมาย มันไม่ได้มีข้อบกพร่องร้ายแรง แต่จำเป็นต้องมีการดูแล นี่คือแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าและแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ - ดังนั้นถ้าคุณใช้ความระมัดระวังกับเครือข่าย DC เป็นไฟฟ้ากระแสสลับของคุณมันอาจจะโอเค - สังเกตว่าความต้องการสวิทช์สามารถจัดการกับกระแสตรงได้ดี ยิ่งยากยิ่งกว่า AC)

ตัวเลือก 2:

การกระจายที่ 8VDC หรือสูงกว่า (ดีกว่า 10-12VDC) (หรือคุณสามารถใช้ AC) จะช่วยให้เป็นอิสระจากปัญหาแรงดันตกคร่อม หากคุณใช้หน่วยงานกำกับดูแลท้องถิ่นเชิงเส้นแล้วคุณจะสูญเสียประสิทธิภาพด้วยการเพิ่มแรงดันฟีด หาก 8VDC "เพียงพอ" คุณกำลังสูญเสีย (8-5) / 8 ~ = 40% ของพลังงาน และอีกครั้งด้วยแรงดันไฟฟ้าที่มากขึ้น และคุณได้เพิ่มความซับซ้อนและค่าใช้จ่ายและระบบที่ไม่เป็นมาตรฐาน

หากคุณใช้ตัวแปลงโลคัลสวิตช์ท้องถิ่นประสิทธิภาพค่อนข้างคงที่พร้อมกับแรงดันฟีดและการสูญเสียการเดินสายลดลงเมื่อแรงดันเพิ่มขึ้นเนื่องจากการสูญเสียความต้านทานเป็นสัดส่วนกับกำลังสองปัจจุบัน แต่ตัวแปลงเพิ่มความซับซ้อนและค่าใช้จ่าย POE (จ่ายกระแสไฟฟ้าผ่านอีเธอร์เน็ต) เป็นหนึ่งในรุ่นนี้ - และค่าใช้จ่ายต่อหนึ่งตัวแปลงนั้นมีแนวโน้มว่าจะสูงมากเมื่อเทียบกับอุปกรณ์ชั้นวางและเมื่อเปรียบเทียบกับการใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าเชิงพาณิชย์

ตัวเลือก 3:

ปลั๊กไฟเดียวต่อสถานที่ช่วยให้คุณสามารถใช้งานได้ทั้ง 5v PSU ท้องถิ่นหรือปลั๊กไฟ AC หลักที่มีชุดของปลั๊ก
ที่โต๊ะทำงานที่ฉันพิมพ์ฉันมีฮาร์ดไดรฟ์ USB ขนาด 18 x 12V ที่ชั้นวางของ ฉันได้พิจารณาการใช้แหล่งจ่าย 20A พร้อม 12V ลูกค้าเป้าหมายที่กำหนดเอง (ซ็อกเก็ต std และสายเคเบิลจาก HDD ไปยังระบบเชื่อมต่อ) แต่จนถึงตอนนี้ปลั๊กไฟ 18 x 12V 1A บวกกับปลั๊กไฟหลักที่จำเป็นได้ผ่านมาแล้ว แรงดันไฟฟ้าตกไม่เป็นปัญหาฉันมีแหล่งจ่ายไฟสำรองที่ยอดเยี่ยมอย่างใดอย่างหนึ่งโดยให้บอกว่า 2 อะไหล่ 12V psus หรือโดยการยืมอุปกรณ์จากแหล่งจ่ายที่สำคัญน้อยกว่าถ้าจำเป็น

ความต้องการการจ่ายไฟ 5V "USB" ของฉันนั้นตรงตามพีซีหลายเครื่องที่มีช่องเสียบ USB รวมถึง HDD บางตัวที่มีกำลังไฟ 5V เอาท์พุท และ psus 5V "USB" นั้นพร้อมใช้งานเป็นอย่างมากราคาดี (โดยเฉพาะอย่างยิ่งอุปกรณ์ที่ใช้มักเชื่อถือได้) และตัวเชื่อมต่อนั้นเป็นสากล

และไฟ AC (230 V 50 Hz ในกรณีของฉัน) มีให้ทั่วทั้งบ้านหรือในบ้านหรือธุรกิจที่ฉันไป

สำหรับฉันและอาจเป็นสำหรับคุณตัวเลือก 3 เหมาะสมที่สุด

ฉันใช้ power-over-ethernet สำเร็จแล้วในอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่ติดตั้งรอบบ้านของฉัน

ข้อดีรวมถึง:

• สามารถใช้สายไฟ Cat-5 ที่คุณมีอยู่ได้
• การเดินสายใด ๆ ที่คุณใส่เข้าไปสามารถนำมาใช้ใหม่ได้ในภายหลังหากไม่ต้องการ
• มีอะแดปเตอร์แบบ off-the-shelf สำหรับการจ่ายและรับพลังงาน (พร้อมขายสำหรับระบบกล้องวงจรปิด)
• คุณสามารถใช้สำหรับการเชื่อมต่อเครือข่ายแบบใช้สายซึ่งโดยทั่วไปน่าเชื่อถือกว่า Wi-Fi

ฉันกำลังใช้ "passive" PoE (4 สายสำหรับเครือข่าย, 4 สายสำหรับ DC +/-) ที่ 24V พร้อมกับ 5V stepdown ในเครื่องที่จุดรับ 'หัวฉีด' ของ PoE วิ่งออกจาก UPS ของฉันดังนั้นแกดเจ็ตจึงยังคงทำงานอยู่เหนือการตัดไฟ

แรงดันไฟฟ้าตกเป็นฆาตกร

ปัญหาคือแรงดันตกคร่อมมากที่แรงดันต่ำมากเนื่องจากกระแสสูงกว่าปกติและแรงดันตกเป็นหน้าที่ของกระแส (E = IR) มันเป็นฟังก์ชันกำลังสองต่อแรงดันไฟฟ้า นั่นหมายความว่าการกระจาย 5 V แทน 12 V นั้นแย่กว่าโดยมีค่าเท่ากับ 5.76 ตัวอย่างรวดเร็วสำหรับการวิ่ง 100 '(30 ม.) ด้วยแรงดันไฟฟ้าตก 3.6%:

5 volts @ 12 amperes (60 W) ต้องการ 212 kcmil (4/0 AWG)
12 volts @ 5 amperes (60 W) ต้องการ 26 kcmil (6 AWG)

อย่า "bomp the wah"; ทำการคำนวณแรงดันตก

มีอยู่ครั้งหนึ่งที่ฉันดูโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ 15 A @ 12-19 V, 14 AWG wire จะไม่เป็นไร ยกเว้นเขาจะไป 200 '(60 เมตร) ดังนั้นเขาจึงให้ขนาดของสายไฟและการวัดหนึ่งหรือดีเพิ่มให้ล้างลวด AWG ได้มากถึง 10 เส้น แน่นอนว่าระบบล้มเหลวอย่างสมบูรณ์และไม่ได้ชาร์จแบตเตอรี่ตามที่คำนวณไว้ เขาไม่เข้าใจ "Bat ah bomped วา!" ^†

^{†การแปล: "แต่ฉันกระแทก (เพิ่มขนาด) ลวด"}

และคุณก็ทำอย่างนั้นเหมือนกัน คุณให้มันชนอย่างเหลือล้นให้กับ # 10 และไป "oughta เพียงพอแล้ว!" คุณจริงต้องไปลงในเครื่องคิดเลขที่แรงดันไฟฟ้าที่ลดลงและการตรวจสอบ สิ่งนี้ควรขึ้นอยู่กับกระแสที่เกิดขึ้นจริงจากการโหลดบนสายไฟไม่ใช่ตัวแบ่งหรือการจัดระดับการจ่าย จัดอันดับสาขายาวสำหรับ 20 A เมื่อต้องการเพียงพก 2 A เป็นขยะ

ฉันได้คำนวณการชนที่มันปรากฏออกมาฉันไม่ต้องการการชน

ปฏิบัติตาม Code ... แต่มันก็ไม่ได้แย่เกินไป

คุณยังต้องปฏิบัติตามรหัสไฟฟ้าสำหรับการติดตั้งที่เป็นส่วนหนึ่งของอาคาร โชคดีที่รหัสไฟฟ้ามีความผ่อนคลายมากสำหรับการติดตั้งแรงดันไฟฟ้าต่ำและผ่อนคลายมากขึ้นสำหรับการติดตั้ง <55 W

เว็บไซต์เพื่อนบ้าน diy.stackexchange.com เป็นเว็บไซต์ที่ดีสำหรับคำถามเกี่ยวกับรหัส

12 V นั้นดีกว่ามากที่คุณควรจะทำ

ดังที่คุณเห็นจากการคำนวณแรงดันตกที่ 12/5 ข้างต้น 12 V ทำงานได้ดีขึ้น มันมีการพิจารณาแรงดันตกยัง; แต่มันลดลงอย่างมากมาย ในขณะเดียวกันมันมีความหลากหลายสูงและยังสามารถขยายระบบให้เป็นระบบสำรองข้อมูลทั้งบ้านได้

• ไฟ LED 12 V มีความหลากหลายอย่างมากและสามารถหรี่แสงได้และสามารถแฮ็กได้มากกว่าไฟเมน
• เราเตอร์และโมเด็มอินเทอร์เน็ตส่วนใหญ่สามารถทำงานได้
• ทีวีบางรุ่นสามารถทำงานได้
• แบตเตอรี่มีให้พร้อมสำหรับราคาถูกหรือในจำนวนนักเคมี
• ตัวควบคุมประจุพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่สามารถจ่ายได้
• ซึ่งหมายความว่าเมื่อไฟฟ้าดับคุณมีไฟและ Netflix
• ออดอัจฉริยะบางตัวสามารถใช้งานได้
• ที่มีเตาก๊าซเท่านั้นเช่นจักรวรรดิเครื่องทำน้ำอุ่นก๊าซและเตาสามารถทำให้บ้านน่าอยู่อย่างสมบูรณ์แบบด้วยตารางลงหรือขาด

มีอะไรมากกว่าที่ได้รับจาก 12 V 5 v คือจริงๆไม่ได้เป็นปัญหา มันอาจเป็นตัวแปลงพลังงานที่ขายมากที่สุดได้ทุกที่!

ขึ้นอยู่กับระยะทางตามที่คนอื่นพูดถึง จริงๆแล้วเราใช้เครือข่าย RS485 โดยใช้ทาสที่ให้กำลังหลักห่างกัน 20 ฟุตในรูปแบบของดาว

เราสามารถทำงานกับ 3A 5v บนต้นแบบตั้งแต่ทาสที่ถูกต้องเพียง 3.3v ซึ่งบริหารจัดการโดยใช้ควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่เรียบง่าย

และเราใช้สายไฟฟ้าบิดราคาถูกเพื่อลดต้นทุนสำหรับการติดตั้งหลายจุด