将 5V DC 带入 20 米外

电器工程 电源 电缆
2022-01-23 00:08:28

对不起,如果我的问题很愚蠢,但我只在周末对电子产品充满热情。

我和一个朋友谈过,我们想把电源带到花园里一个装有微控制器的盒子里。必须输送电力的电缆将有 20 米长。

我和我的朋友都同意我们需要将 220V AC 带到盒子里,并在那里使用电源适配器将 220V AC 转换为 5V DC。

但是我认为距离很难用DC覆盖,他认为距离很难用5V覆盖(如果电缆头部的电压为5V,则电缆尾部的电压可能为3V或更低,如果电缆太长)。

现实是什么?为什么很难在 20 米长的电缆中带入 5V DC?嗯..真的很难吗?

PS:微控制器是一个Arduino,它必须读取一些传感器(光,温度,湿度)和一些执行器上的开关(主要是几个LED和两个或三个伺服电机)。它必须在整个夏天全天运行。

4个回答

除非您准备挖沟并埋设昂贵的防风雨电缆(或导管)以将 220v 从房子或任何地方带到花园,否则您应该事先将 220v 转换为 DC。

但是,您不能只插入 220v AC 到 5v DC 适配器,然后运行低压线(不需要导管或防风雨线),因为电缆会有一些电阻,并且会有电压降。不能说多少,不知道电流消耗和电线的规格。

所以最好传输一个更高的电压,比如 12 伏,然后在远端有一个 5 伏的稳压器来提供必要的电力。

本文有一个表格,您可以在其中计算各种规格的电线。请记住将其加倍,因为您有两根电线。

如果你记住一件事,这并不难。电缆/电线就像小电阻一样。电缆越长,通过电缆的电流越大,电压降就越高。所以你可能在开始时有 5v,但最后可能有 4.5v 或 4v。

这是低压装置的常见问题,例如户外景观照明。你只需要提前计划。

在 20m 的电缆处,您实际上有 40m,因为电源必须连接到 arduino,然后再返回。

在 5v 时,当这是 Arduino 在没有调节的情况下进行“标准”操作所需的最低电压时,您将有太多的电压降。一个快速使用的压降工具(google上有几百个),16awg线,5v,40m,500mA/0.5A,压降0.58V。这意味着您在 Arduino 上只能获得 4.42V。在较小的电流下,您会有较小的下降,但我猜测 500mA 作为标准 USB 电源适配器和三个非特定伺服器。

所以你需要更高的电压。但由于

  1. 您没有恒定的电流消耗
  2. 你需要一个恒定的电压
  3. 你可能需要一些监管

你最好的选择是使用 Arduino 上的板载调节器。考虑到稳压器所需的最低电压(压降电压)接近 2v,以及 40m 的电缆压降,9V 会更好。在 10mA 时,您只会得到 0.011V 的压降,而在 1 安培时,您会得到 1.05V 的压降,这仍然会给 Arduino 的板载稳压器提供 7.95V 的电压,这已经足够了(并且可以避免稳压器电压下降过多引起的任何热问题) . 这将为您在 Arduino 上提供一个不错的稳定 5v。

请注意,这也属于 DIY.Stackexchange.com 网站,因为户外景观照明是那里的一个常见问题,如果您需要有关如何实际安装布线或其他任何东西的帮助。但是,您最好的帮助来源是您当地的五金店,甚至是 Home Depot 或 Lowes 之类的商店他们往往有一个完整的部分(比如过道的一半或三分之一)专门用于景观布线、电缆、外壳等。他们可能会告诉你是否需要遵循任何电气布线代码,比如如果电缆需要埋在管道中或任何东西中。

一切都取决于盒子使用的电流。一个好主意是用万用表测量你的盒子使用的电流。欧姆定律是你的朋友,知道了电线的电阻,你可以很容易地推断出是否可以在没有大电压降的情况下使用 5 V。如果您不想使用 220 V AC,我的建议是使用高于 5 V 的电压,可能是 12 V 或 24 V。使用 5 V,您的电流使用非常有限。

我不是工程师或者我只是有一些青少年书呆子项目经验。我的解决方案是通过电缆发送更高的电压,例如 12V,至少 1 安培,而在另一端,您将有大约 4V 到 6V?从那里您可以使用 DC-DC 更改电流电压和放大器,并将 DC-DC 的输出插入您的 Arduino?在将其插入 Arduino 之前,请务必用万用表测量输出 DC,它可能会损坏低压或高压...