Was ist zu beachten, wenn ich in meinem Haus einen 12-V-Bus fahre?

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Ich habe kürzlich angefangen, viel mit winzigen programmierbaren Computern / Controllern (wie dem Raspberry Pi und dem Arduino) zu spielen, und ich plane, mehrere in meinem Haus als verschiedene Sensoren zu verteilen. Soweit ich daran herumgebastelt habe, habe ich einen Steckernetzteiltransformator mit USB-Stecker verwendet, um sie mit 5 V zu versorgen (wie den, mit dem ich mein Handy jede Nacht auflade). Das Problem dabei ist, dass ich überall, wo ich ein Gerät benötige, keinen Netzstecker habe.

Ich habe darüber nachgedacht, auf meinem Dachboden einen 12-V-Bus zu betreiben, der es mir ermöglicht, die Stromversorgung für Geräte überall dort abzuzweigen, wo ich sie benötige. Auf diese Weise würde ich nur einen 5-V-Regler benötigen, um mit jedem der Geräte zu koppeln. (Der einzige Grund, warum ich 12 V und nicht gerade 5 V betreiben würde, ist, dass ich bereits ein großes 12 V-Schaltnetzteil mit 15 Ampere habe, das ich verwenden könnte.)

Gibt es etwas Besonderes, das ich bei dieser Lösung beachten sollte? Ich fühle mich auf meinem Dachboden viel sicherer als auf meinen eigenen Stromleitungen. Scheint wie ein Kinderspiel auf der Oberfläche, aber ich kann etwas übersehen.

Loneboat
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Wenden Sie sich möglicherweise an Ihren örtlichen Bauaufsichtsbeamten. Sie sehen so etwas nicht oft und Sie könnten versehentlich gegen die Bauordnung verstoßen.
leicht
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National Electrical Code und Local / State Electrical Code stellen Anforderungen an eine ordnungsgemäße Niederspannungsverdrahtung . Sie müssen nicht die meiste Zeit ein lizenzierter Elektriker sein, um es zu installieren, aber Sie müssen den Code befolgen.
Passant
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Ich frage mich, ob diese Frage besser zu diy.se passt, da die erfahrenen Mitglieder dort mit den Vorschriften, auf die sich @Passerby bezieht, sehr vertraut zu sein scheinen.
brhans
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Anstatt 12 V bereitzustellen, möchten Sie möglicherweise Power over Ethernet bereitstellen, damit Sie die Netzwerkfähigkeit und die Stromversorgung mit einem einzigen Kabel erhalten.
Eric Johnson
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@ user2813274: Danke. Ich denke, PoE wäre zu teuer für meine Anwendung (Sensoren in meinem eigenen Haus), und ich glaube nicht, dass Verwirrung ein Problem ist - ich bin der einzige, der es berührt, und wenn ich mich jemals bewege, nehme ich meine Sensoren mit mir! :-)
Loneboat

Antworten:

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Ein paar Dinge fallen mir ein:

  1. Sie müssen den Bus vor Überstrom schützen. Selbst wenn Ihr Netzteil einen eigenen eingebauten Schutz hat, würde ich eine zusätzliche Sicherung (oder einen Schutzschalter) am Ausgang des Netzteils verwenden. Auf diese Weise können Sie sicher sein, dass Ihnen der maximale Strom nicht entgeht. Dies führt zu:

  2. Sie müssen bulligen Draht verwenden. In den USA werden 15A-Stromkreise mit mindestens 14AWG verdrahtet. Wenn Sie dünneren Draht verwenden möchten, müssen Sie jedes Bein entsprechend fixieren.

  3. Wenn Sie ein 14AWG-Kabel (oder ein gleichwertiges Kabel in Ihrer Nähe) verwenden, verwenden Sie nicht das für Haushalts-Wechselstrom typische Kabel. Obwohl es technisch funktionieren würde, würde es große Verwirrung und Mehrdeutigkeit verursachen. Sie möchten nicht, dass jemand 12VDC erwartet und die Netzspannung erhält (jetzt oder in Zukunft).

  4. Bei 12 V kann sich die Stromaufnahme schnell summieren. Denken Sie daran, wenn Sie Geräte hinzufügen. Möglicherweise möchten Sie in Zukunft ein 24-VDC-Netzteil austauschen. Es ist ein allgemeiner Industriestandard, der Ihnen die doppelte Leistung über die gleichen Drähte liefert und dennoch in die Kategorie "Niederspannung" fällt.

Hinzufügen zu Punkt 4: Wenn Sie lokale 5-V-Wandler wählen, die einen Bereich von Eingangsspannungen (einschließlich 12 V und 24 V natürlich) akzeptieren, müssen Sie nichts ändern, wenn Sie die Versorgungsspannung erhöhen.

bitsmack
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Toller Punkt, wenn ich keine ähnliche Verkabelung wie mein Wechselstrom verwende. Ich habe ein Bündel von Romex, das ich NICHT verwenden wollte, aber das lag nur daran, wie teuer es ist. Verwirrung zu vermeiden ist ein weiterer guter (und besserer!) Grund.
Loneboat
Würde ein "Aufprall" nur einen Transformator am Ende meines Netzteils mit sich bringen? Oder ein neues Netzteil ganz?
Loneboat
Ich bezog mich auf ein ganz neues Netzteil. Gleichstrom zu erhöhen ist nicht so einfach wie Wechselstrom, da ein einfacher Transformator nicht mit Gleichstrom arbeitet. Und ein 15A DC-DC-Wandler wird teuer sein :)
bitsmack
Ich habe es nur erwähnt, weil Sie vielleicht Ihre individuellen Spannungswandler spezifizieren möchten, um zusätzlich zu 12V 24V abspeisen zu können.
Bitsmack
Okay danke! Ich denke, ich bleibe vorerst bei 12V, da ich nur wenige Geräte mit sehr geringem Strom zur Stromversorgung habe. Gut zu wissen, dass 24V in Zukunft ein guter Schritt ist!
Loneboat
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Auf den ersten Blick sollte es in Ordnung sein, aber der Grund, warum wir 120/230 V verwenden, ist, dass der Strom so viel niedriger ist. Bei 12 V sind Ihre Ströme 10- oder 20-mal höher und Ihre Kabelgröße entsprechend höher, um hohe Spannungsabfälle zu vermeiden.

Ihr 15 A, 12 V Netzteil kann 15 x 12 = 180 W in einem Teilkurzschluss liefern. Dies ist eine offensichtliche Brandgefahr, daher ist eine gute Verkabelungspraxis eine Mindestanforderung, und die Verwendung einer Sterntopologie mit Strombegrenzung an jedem Zweig bietet möglicherweise zusätzliche Sicherheit.

Transistor
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Können Sie klarstellen, was Sie unter "bei 12 V werden Ihre Ströme 10- oder 20-mal höher sein" verstehen? Ich habe ein großes Kabel, das ich verwenden möchte (einadrig, ich denke, es ist 10 oder 8 Gauge).
Loneboat
Und mit Strombegrenzung meinen Sie, eine Sicherung in jedes Bein einzubauen?
Loneboat
Ja, es gibt einen Grund, warum Tesla AC anstelle von DC gewählt hat.
Tim Spriggs
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@TimSpriggs Dies ist Hochspannung (240/110 V) gegen Niederspannung (12 V), nichts zu tun mit Wechselstrom gegen Gleichstrom.
Bimpelrekkie
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Vielen Dank für alle Kommentare, Jungs. 12 V ist 12 V. Zumindest sind wir uns alle einig, was ein Volt ist. Ich denke, wir sollten das Argument fallen lassen. Was werden die Nachbarn denken?
Transistor
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Dinge, die man beachten muss.

  1. Wie konvertieren Sie von 12V nach 5V? Linearregler werden sehr heiß und verschwenden viel Strom, wenn sie nichttrivialen Strom liefern sollen. Daher sollten Sie einen Schaltwandler für Geräte mit höherem Stromverbrauch verwenden (A pi ist VIEL leistungsintensiver als ein einfacher Mikrocontroller).

  2. Wie dick müssen die Drähte sein, um einen nicht akzeptablen Spannungsabfall zu vermeiden (der Strom verschwendet, auch Startprobleme bei Schaltnetzteilen verursachen und Erdpotentialunterschiede verursachen kann, wenn Probleme auftreten, wenn nicht isolierte Kommunikationsverbindungen zwischen den Geräten bestehen ).

  3. Was werden Sie gegen Überstromschutz tun? Niedrigere Spannungen bedeuten ein geringeres Risiko eines Stromschlags, aber Hochstromversorgungen mit niedriger Spannung können ein Brandrisiko darstellen.

Peter Green
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Überlegte
loneboat
Das ist ein linearer Regler. Wenn Sie versuchen, ein Hochstromgerät wie einen Pi damit zu versorgen, haben Sie am Ende viel Hitze, die Sie loswerden müssen.
Peter Green
Jemand hat mich darauf hingewiesen, die Regulierungsbehörden zu wechseln, um das zu mildern. Ich werde diese untersuchen, bevor ich etwas implementiere. Danke für deine Kommentare!
Loneboat
Das Schalten von Reglern mit angemessenem Wirkungsgrad kostet etwa 1 USD für eine 2A-Regler-Leiterplattenbaugruppe auf [einem beliebigen Online-Markt].
Jasen
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Ja, um den gleichen prozentualen Spannungsabfall bei einem gegebenen Leistungspegel in einem 12-V-System und einem 120-V-System zu erzielen, das die gleiche Leistungsmenge liefert, müssen die Kabel im 12-V-System hundertmal größer sein.
Peter Green
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Jedes Kabel muss abgesichert sein, um Brandgefahr zu vermeiden.

Ziehen Sie die Verwendung von 48 V in Betracht. Dies ist die höchste Spannung, die von den meisten Behörden als "sichere" Niederspannung eingestuft wird. Dies verringert die Querschnittsanforderungen an Kabel im Vergleich zu 12 V. Wie es in Telefonzentralen und Pro-Audio-Pulten zu finden ist, sind Schaltregler leicht verfügbar, um von dieser auf eine andere Spannung herunterzufahren.

Neil_UK
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+1 Dies ist auch der Standard für PoE (Power over Ethernet), die Grenzwerte sind jedoch recht niedrig. Das OP muss auf jeden Fall die Netz- und Niederspannungsverdrahtung trennen. Nicht in derselben Leitung und nicht in denselben Anschlussdosen.
Spehro Pefhany
Kabel, die mehr als den Kurzschlussstrom der Stromversorgung führen können, müssen nicht abgesichert werden. Die billigen Abwärtswandler im E-Schacht sind bei 35 V nach oben gerichtet, daher ist möglicherweise eine niedrigere Spannung vorzuziehen. Persönlich würde ich 24V verwenden, wenn ich alle neuen Teile verwenden würde.
Jasen
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Verlegen Sie Ihr 12-V-Gerät nicht in demselben Kabel wie andere Leitungen (120, 240 oder Telefonleitungen). Es ist gefährlich und illegal.

KrazyKyngeKorny
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