Alguma coisa especial a considerar ao usar um "ônibus" de 12v em toda a minha casa?

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Recentemente, comecei a brincar muito com pequenos computadores / controladores programáveis ​​(como o Raspberry Pi e o Arduino), e planejo distribuir vários em toda a minha casa como vários sensores. Até onde eu tenho mexido com eles, eu tenho usado um transformador de parede com um plugue USB para fornecer 5v (como o que eu uso para carregar meu celular todas as noites). O problema de fazer isso em toda a minha casa é que eu não tenho um plugue de CA sempre que precisar de um dispositivo.

Eu estive pensando em usar um "barramento" de 12V em todo o meu sótão, o que me permitiria desligar a energia dos dispositivos onde quer que eu precisasse. Dessa forma, eu precisaria apenas de um regulador de 5V para emparelhar com cada um dos dispositivos. (A única razão pela qual eu usaria 12v e não 5v em linha reta é porque eu já tenho uma fonte de alimentação grande de 15 A 12V que eu poderia usar)

Há algo de especial que devo considerar com esta solução? Eu me sinto muito mais seguro rodando 12v no meu sótão do que em minhas próprias linhas de energia. Parece um acéfalo na superfície, mas eu posso estar ignorando alguma coisa.

barco náutico
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Convém verificar com o inspetor de construção local. Eles não veem esse tipo de coisa com frequência e você pode violar inadvertidamente o código de construção.
slightlynybbled
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O Código Elétrico Nacional e o Código Elétrico Local / Estadual têm requisitos para a fiação adequada de Baixa Tensão . Você não precisa ser um eletricista licenciado na maioria das vezes para instalá-lo, mas precisa seguir o código.
31816 Passerby
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Gostaria de saber se esta pergunta pode se encaixar melhor no diy.se, pois os membros experientes parecem familiarizar-se com os códigos regulamentares aos quais @Passerby se refere.
brhans
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Em vez de fornecer energia de 12V, convém fornecer Power over Ethernet para obter a capacidade e a energia da rede com um único cabo.
Eric Johnson
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@ user2813274: Obrigado. Eu acho que o PoE seria muito caro para a minha aplicação (sensores em toda a minha casa) e não acho que a confusão seja um problema - sou o único a tocá-lo e, se alguma vez me mexer, estou usando meus sensores comigo! :-)
loneboat 29/03

Respostas:

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Algumas coisas vêm à mente:

  1. Você precisa proteger o barramento contra sobrecorrente. Mesmo que sua fonte de alimentação tenha sua própria proteção interna, eu usaria um fusível adicional (ou disjuntor) na saída da fonte de alimentação. Dessa forma, você pode ter certeza de que a corrente máxima não ficará longe de você. Isto leva a:

  2. Você precisará usar arame farpado. Nos EUA, os circuitos 15A são conectados com # 14AWG, no mínimo. Se você quiser usar um fio mais fino, precisará fundir cada perna adequadamente.

  3. Se você usar um fio # 14AWG (ou seu equivalente local), não use o cabo típico usado para alimentação CA doméstica! Embora funcionasse tecnicamente, causaria grande confusão e ambiguidade. Você não quer que ninguém espere 12VDC e obtenha tensão de rede (agora ou no futuro).

  4. A 12V, o consumo atual pode aumentar rapidamente. Lembre-se disso ao adicionar dispositivos. Você pode trocar uma fonte de alimentação de 24VCC no futuro. É um padrão industrial comum, fornece o dobro da potência dos mesmos fios e ainda se enquadra na categoria "baixa tensão".

Adição ao ponto 4: se você escolher conversores locais de 5V que aceitem uma faixa de tensões de entrada (incluindo 12V e 24V, é claro), não precisará alterar nada se aumentar a tensão de alimentação.

bitsmack
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Ótimo ponto sobre não usar fiação semelhante ao meu AC. Eu tenho um pacote de Romex que NÃO planejei usar, mas isso foi apenas por causa do quão caro é. Evitar a confusão é outra ótima (e melhor!) Razão.
loneboat 29/03/16
Será que "pular" implicaria um transformador no final da minha fonte de alimentação? Ou uma nova fonte de alimentação inteiramente?
loneboat 29/03/16
Eu estava me referindo a uma fonte de alimentação totalmente nova. O aumento da CC não é tão trivial quanto a CA, pois um transformador simples não funciona com corrente contínua. E um conversor 15A DC-DC vai ser caro :)
bitsmack
Eu mencionei isso apenas porque você pode especificar seus conversores de voltagem individuais para poder funcionar com 24V além de 12V.
23616 Bitsmack
Ok, obrigada! Acho que ficarei com 12V por enquanto, pois só tenho alguns dispositivos de corrente muito baixa para alimentar. É bom saber que 24V seria um bom passo no futuro!
loneboat 29/03/16
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Em face disso, deve estar tudo bem, mas a razão pela qual usamos 120/230 V é porque a corrente é muito menor. A 12 V, suas correntes serão 10 ou 20 vezes maiores e o tamanho do cabo será correspondentemente maior para evitar quedas de alta tensão.

Sua fonte de alimentação de 15 A, 12 V é capaz de fornecer 15 x 12 = 180 W em um curto-circuito parcial. Esse é um risco óbvio de incêndio, portanto, uma boa prática de fiação é um requisito mínimo e, talvez, o uso de uma topologia em estrela com limite de corrente em cada perna forneça alguma segurança adicional.

Transistor
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Você pode esclarecer o que quer dizer com "a 12 V, suas correntes serão 10 ou 20 vezes maiores"? Eu tenho algum cabo grande-ish que pretendo usar (single-core, acho que é 10 ou 8).
loneboat
E por limitação atual, você quer dizer colocar um fusível alinhado com cada perna?
loneboat
Sim, há uma razão pela qual a Tesla escolheu AC em vez de DC.
Tim Spriggs
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@ TimSpriggs Esta é alta tensão (240/110 V) vs baixa tensão (12V), nada a ver com CA vs CC.
Bimpelrekkie 29/03
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Obrigado por todos os comentários, pessoal. 12 V é 12 V. Pelo menos todos concordamos com o que é um volt. Eu acho que devemos desistir da discussão. O que os vizinhos vão pensar?
Transistor
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Coisas a considerar.

  1. Como você converterá de 12V para 5V? Os reguladores lineares ficam muito quentes e gastam muita energia se forem solicitados a fornecer corrente não trivial. Portanto, você desejará usar algum tipo de conversor de comutação para dispositivos com mais consumo de energia (A pi é MUITO mais com consumo de energia do que um simples microcontrolador).

  2. Qual a espessura dos fios para evitar queda de tensão inaceitável (que gasta energia, também pode causar problemas de inicialização com conversores de modo comutado e causar diferenças de potencial de aterramento quando pode ser um problema se você tiver links de comunicação não isolados entre os dispositivos )

  3. O que você fará sobre a proteção contra sobrecorrente? tensões mais baixas significam menor risco de choque elétrico, mas suprimentos de alta tensão e baixa tensão podem ser um risco de incêndio.

Peter Green
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Foi pensando em usar algo como isto para regular: ti.com/product/LM7805C
loneboat
Isso é um regulador linear. Comece a tentar usá-lo para alimentar um dispositivo de alta corrente, como um Pi, e você terá muito calor para se livrar.
Peter Green
Alguém acima me indicou mudar de regulador para aliviar isso. Vou pesquisá-los antes de implementar qualquer coisa. Obrigado por seus comentários!
loneboat
trocar reguladores com eficiência razoável custa cerca de US $ 1 para um conjunto de PCBs de regulador 2A em [qualquer mercado on-line].
Jasen 29/03
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Sim, para obter a mesma queda de voltagem percentual em um determinado nível de energia em um sistema de 12V e um sistema de 120V que fornece a mesma quantidade de energia que os cabos no sistema de 12V precisam ser cem vezes maiores.
Peter Green
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Qualquer cabo deve ser fundido para evitar risco de incêndio.

Considere usar 48v. Essa é a voltagem mais alta considerada baixa voltagem "segura" pela maioria das autoridades. Facilita os requisitos de seção transversal do cabo em comparação com 12v. Como é encontrado nos gabinetes de central telefônica e nas mesas de áudio profissional, estão prontamente disponíveis comutadores de reguladores para descer dessa para qualquer outra voltagem.

Neil_UK
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+1 Esse também é o padrão para PoE (Power over Ethernet), mas os limites são razoavelmente baixos. Uma coisa que o OP definitivamente precisa fazer é separar a rede elétrica e a fiação de baixa tensão. Não no mesmo conduíte e nas mesmas caixas de junção.
Spehro Pefhany 29/03
qualquer cabo capaz de transportar mais do que a corrente de curto-circuito da fonte de alimentação não precisa ser fundido. Os conversores baratos baratos no e-bay atendem a 35V, portanto uma voltagem mais baixa pode ser preferível. Pessoalmente, eu usaria 24V se estivesse usando todas as peças novas.
Jasen
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Não opere seu 12v no mesmo conduíte que qualquer outra linha (120, 240 ou linha telefônica). É perigoso e ilegal.

KrazyKyngeKorny
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