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

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.

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.

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.

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.

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.

Verlegen Sie Ihr 12-V-Gerät nicht in demselben Kabel wie andere Leitungen (120, 240 oder Telefonleitungen). Es ist gefährlich und illegal.