Evitar la caída de voltaje DC en largas distancias

Question

Estoy tratando de alimentar mi cámara IP a una gran distancia de la toma de corriente (unos 10m). El adaptador de corriente incluido, con una capacidad de 5V 2A es de unos 1,5m de largo.

Corté el cable y lo extendí usando un cable más grueso (para evitar la caída de voltaje) pero a pesar de eso el voltaje cae a unos 4.5V al final. La cámara se enciende, pero al hacer cualquier movimiento de PTZ en la cámara hace que se reinicie.

¿Alguna otra solución que no sea comprar un nuevo adaptador? Y si compro un nuevo adaptador, ¿cuál es la regla general para la caída de voltaje a través de x metro de cable cuando se suministra un bajo voltaje de DC?

Answer 1

Utiliza un cable alargador para llevar la CA a la distancia requerida, y luego utiliza el adaptador de corriente.

Answer 2

Si cortas el cable cerca del adaptador y extenderlo de 1,5m a 10m, puedes utilizar un cable que tenga 7 veces la sección transversal y se comportará de forma similar a 1,5m de cable.

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

Una cámara IP que casualmente tengo en mi escritorio aquí tiene un adaptador que está clasificado 5V/2A y utiliza Cable AWG20 (marcado en el cable). Compruebe su cable para ver si tiene marcas similares y utilice esas en lugar de las que he referido.

Si miras la tabla anterior, el AWG20 tiene un área de sección transversal de 0,52 mm, por lo que el cable AWG10, con un área de sección transversal de 2,588 mm, debería bastar (el AWG 12, el siguiente tamaño común más fino, es un poco demasiado ligero).

Si estás en un país que utiliza mm en lugar de AWG, puedes utilizar directamente el diámetro en mm de 2,1. Podrías utilizar algo parecido a un cable de altavoz, por ejemplo Belden 5T00UP es de unos 9 mm de diámetro exterior.

Es un cable bastante gordo. Si no cabe, tendrás que considerar usar un voltaje más alto y poner un regulador en el extremo del cable. Un simple adaptador por sí solo no servirá a menos que tengas un cable gordo.

Por ejemplo, podría utilizar un adaptador de 12VDC en el extremo más alejado y un LM2576 -para reducirlo a 5,0V. Tenga en cuenta que si el regulador falla 'on', la cámara probablemente se destruiría. Es posible que pueda encontrar un módulo basado en dicho regulador en eBay, etc.

Answer 3

Dos posibles soluciones:

(1) Puede que te funcione: Añade un supercondensador con capacidad de 5,4V en el extremo de la cámara.
Puede tratarse de 2 tapones de 2,7 V en serie, idealmente con equilibrado, o de 1 tapón de tensión superior (poco frecuente).

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

Cuanta más capacitancia, mejor.

Aquí hay un ejemplo de 5.4V. Cap de 5F.
La ESR es de 0,067 ohmios, lo que sugiere una corriente de descarga de al menos 10 amperios.

En stock Digikey 15,30 $US 1's.
Hoja de datos - Bussman, 5.4V, 5F

El 5F caerá teóricamente 1V en 5 segundos a un drenaje de 1A,
o 1V en un segundo con un drenaje de 5A.
Lo que significa que las sobrecargas de, por ejemplo, unos pocos amperios durante una fracción de segundo limitarán (probablemente) las fluctuaciones al orden de décimas de voltio.
Lo bien que funcione para ti está por determinar.

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Podrías utilizar 2 supercaps de 2,7V en serie.
La capacitancia neta sería la mitad del valor de 1 tapón para dos tapones iguales utilizados. por ejemplo, 2 x 2,7V, 100 uF en serie = 5,4V, 50F equivalente. Aquí hay una tabla de
Supercaps de Digikey, en stock, con precios en 1 cantidad y en orden de capacitancia descendente
A modo de guía:
¡5000F $208!
1200F $49
100F $10
10F $3

Aquí hay una
Tabla comparativa de las características de las supercaps Maxwell de 2,7V desde 1F hasta 3000F

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(2) 4 pilas NimH AA se ajustarán felizmente a su voltaje de estado estable después de un tiempo y proporcionarán una capacidad de sobrecarga de quizás 5A-10A. 4,5V/4 = 1,125V. Una NimH sería mejor si el voltaje de estado estable fuera más alto, pero puede estar bien con este voltaje.

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Conocer el consumo real de tu cámara en varios estados nos ayudaría a dar mejores respuestas.
¿Cuál es la tensión en el adaptador bajo carga?
No debería combarse mucho, pero puede hacerlo.

Answer 4

Has dicho esto

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

Muchas de las otras respuestas te dicen cómo detener la caída de tensión media. Es decir, te dicen cómo puedes usar un cable lo suficientemente grueso para suministrar más energía a la cámara continuamente . Creo que esto es exagerado porque los movimientos de la PTZ son todos motores y los motores utilizan mucha corriente para un muy corto tiempo cuando empiezan. Así que puede ser que no necesites cables más gruesos, sólo necesitas algo de energía almacenada en el extremo del cable de la cámara para ayudar con esta irrupción.

Russell habla de utilizar pilas o supercápsulas para resolver este problema. Ese es un buen enfoque, pero creo que sería una buena idea tratar de ver la cantidad de entrada antes de decidir sobre una solución particular - si usted es capaz de mirar la tensión (en el extremo de la cámara del cable) en un osciloscopio que sería ideal. Un simple condensador electrolítico de aluminio barato o 2 puede ser todo lo que necesitas.

Answer 5

Consigue un adaptador de 12-24V y un módulo regulador buck de conmutación de 5V. Alimenta el voltaje más alto a través de la línea y regúlalo en el extremo de la cámara. Esto hará que consuma menos corriente a través de la línea, reduciendo la pérdida de voltaje (y por lo tanto de energía) a lo largo de la línea.