¿Algo especial a tener en cuenta al ejecutar un "Autobús" de 12v en toda mi casa?

Recientemente comencé a jugar mucho con pequeñas computadoras/controladores programables (como Raspberry Pi y Arduino), y planeo distribuir varios en mi casa como varios sensores. En lo que he estado jugando con ellos, he estado usando un transformador de verrugas de pared con un enchufe USB para proporcionarles 5v (como el que uso para cargar mi teléfono celular todas las noches). El problema de hacer esto en toda mi casa es que no tengo un enchufe de CA donde necesitaría un dispositivo.

He estado pensando en hacer funcionar un "autobús" de 12v en todo mi ático, lo que me permitiría derivar la energía para los dispositivos donde sea que la necesite. De esta manera solo necesitaría un regulador de 5v para emparejar con cada uno de los dispositivos. (La única razón por la que usaría 12v y no solo 5v es porque ya tengo una gran fuente de alimentación conmutada de 15 amperios y 12v que podría usar)

¿Hay algo especial que deba considerar con esta solución? Me siento mucho más seguro usando 12v en mi ático que usando mis propias líneas eléctricas. Parece una obviedad en la superficie, pero puedo estar pasando por alto algo.

Es posible que desee consultar con su inspector de construcción local. No ven este tipo de cosas a menudo y es posible que sin darse cuenta viole el código de construcción.
Ese es un buen punto, lo haré. Sin embargo, parece un poco duro que ejecutar 12v de baja corriente violaría el código. ¡Pero nunca se sabe! ¯_(ツ)_/¯ ¡Gracias!
No es broma. Solo me viene a la mente porque mi esposa y yo recientemente terminamos un espacio y el código de construcción fue sorprendentemente oneroso. ¡Buena idea, sin embargo!
Ahora me doy cuenta de que tengo algunas cosas ahí arriba que SÉ que violan el código. Mejor limpie eso antes de que el inspector verifique las cosas que PODRÍAN violar el código. :-o
Sí, pero es más fácil decir que lo sientes que pedir permiso.
El Código Eléctrico Nacional y el Código Eléctrico Local/Estatal tienen requisitos para un cableado de bajo voltaje adecuado . No necesita ser un electricista con licencia la mayor parte del tiempo para instalarlo, pero sí debe seguir el código.
@Passerby: ¿Dónde busca los códigos locales? En realidad, nunca los he leído, y siempre supuse que eran densos y algo inaccesibles para los laicos. ¿Son relativamente fáciles de obtener/comprender?
Me pregunto si esta pregunta podría encajar mejor en diy.se, ya que los miembros experimentados parecen estar muy familiarizados con los códigos normativos a los que se refiere @Passerby.
Si desea leerlos usted mismo, puede encontrar la documentación del Código Eléctrico Nacional "NFPA 70" en el sitio web de nfpa. Una vez registrado, puede leer (pero no imprimir ni descargar) de forma gratuita.
Varía. Un google para your state electrical codepuede mostrar copias en línea. De lo contrario, la biblioteca local, la ferretería local, el ayuntamiento (último recurso, no querrá que los inspectores locales se vuelvan entrometidos). NJ, por ejemplo, modifica el NEC NFPA de varios años y tiene diferentes estándares. Todo ubicado en la subsección de su Código Uniforme de Construcción. Y disponible en línea, etc.
brhans que se ha preguntado antes allí. diy.stackexchange.com/questions/24686/…
En lugar de proporcionar alimentación de 12 V, es posible que desee proporcionar alimentación a través de Ethernet para obtener la capacidad de red y la alimentación con un solo cable.
Estoy de acuerdo con la nota de Eric sobre PoE: ya existen soluciones para este tipo de aplicación, además de desperdiciar* una gran cantidad de energía en el cableado debido al bajo voltaje, también confundirá a las personas al implementar su propio estándar. *(cálculo para alimentar un raspberry pi de 0,6 A/3 W a 100 pies de distancia con un cable de calibre 14 -> resistencia de 0,5 ohmios (considerando también el tramo de retorno) * 0,6 A -> 0,3 W de energía desperdiciada para un solo dispositivo)
@user2813274: Gracias. Sin embargo, creo que PoE sería demasiado costoso para mi aplicación (sensores en toda mi propia casa), y no creo que la confusión sea un problema: soy el único que lo toca, y si alguna vez me muevo, me llevaré mis sensores. ¡conmigo! :-)
@Passerby 12V no es un cableado de bajo voltaje , es un voltaje extra bajo , pero sí, hay estándares.
No preguntes no digas.
Mi conjetura es que las verrugas de pared resultarán más baratas y fáciles que tender un cable lo suficientemente grueso como para proporcionar un bus de 12V. Si también estuviera usando el cable para la señal (PoE), las cosas podrían ser diferentes.
"Me siento mucho más seguro usando 12v en mi ático que usando mis propias líneas eléctricas". - Tenga en cuenta que 12V @ 15A es perfectamente capaz de provocar un incendio en las condiciones adecuadas, así que no escatime en la seguridad del cable/conector "porque son solo 12V".

Respuestas (5)

Algunas cosas vienen a la mente:

  1. Necesita proteger el bus de sobrecorriente. Incluso si su fuente de alimentación tiene su propia protección incorporada, usaría un fusible adicional (o disyuntor) en la salida de la fuente de alimentación. De esta manera puede estar seguro de que la corriente máxima no se le escapará. Esto lleva a:

  2. Necesitarás usar alambre fornido. En los EE. UU., los circuitos de 15 A están cableados con # 14 AWG, como mínimo. Si desea usar un cable más delgado, deberá fusionar cada pata de manera adecuada.

  3. Si usa un cable #14AWG (o su equivalente local), ¡no use el cable típico que se usa para la CA doméstica! Aunque funcionaría técnicamente, causaría una gran confusión y ambigüedad. No desea que nadie espere 12 VCC y obtenga voltaje de red (ahora o en el futuro).

  4. A 12 V, el consumo de corriente puede acumularse rápidamente. Tenga esto en cuenta cuando agregue dispositivos. Es posible que desee cambiar una fuente de alimentación de 24 VCC en el futuro. Es un estándar industrial común, le brinda el doble de potencia sobre los mismos cables y aún cae en la categoría de "bajo voltaje".

Agregando al punto #4: si elige convertidores locales de 5 V que aceptan un rango de voltajes de entrada (incluidos 12 V y 24 V, por supuesto), entonces no tendrá que cambiar nada si aumenta el voltaje de suministro.

Gran punto sobre no usar un cableado similar a mi CA. Tengo un paquete de Romex que NO planeé usar, pero eso fue solo por lo caro que es. Sin embargo, evitar la confusión es otra gran (¡y mejor!) razón.
¿El "rebote" solo implicaría un transformador en el extremo de mi fuente de alimentación? ¿O una nueva fuente de alimentación por completo?
Me refería a una fuente de alimentación completamente nueva. Aumentar la CC no es tan trivial como la CA, ya que un transformador simple no funciona con corriente continua. Y un convertidor DC-DC de 15A va a ser caro :)
Solo lo mencioné porque es posible que desee especificar sus convertidores de voltaje individuales para poder funcionar con 24 V además de 12 V.
¡Bien gracias! Creo que me quedaré con 12V por ahora, ya que solo tengo unos pocos dispositivos de muy baja corriente para alimentar. ¡Es bueno saber que 24 V sería un buen paso adelante en el futuro!
Tengo varios de estos que planeaba usar: ti.com/product/LM7805C Parece que también funcionarían bien con 24 V, lo que significa que ni siquiera tendría que cambiar nada en el extremo del dispositivo. :-D
Raspberry pis NO son "dispositivos de muy baja corriente".
@PeterGreen: Los dispositivos principales que usaré son estos, @ ~80mA: adafruit.com/images/product-files/2471/…
@loneboat Tienes la idea correcta, pero no usaría un regulador lineal como el LM7805. Los reguladores lineales básicamente solo bajan el voltaje creando calor. Si va de 12 V a 5 V y consume 1 A, entonces su dispositivo está usando 5 W, ¡pero el regulador está usando 12 W adicionales! Se quemará rápidamente. Y aún peor a 24 V :) Busque "reguladores de conmutación" o "convertidores CC-CC".
@bitsmack: Genial, gracias. ¡Buscaré cambiar de uno!
Al ver su comentario, 80mA desperdiciará alrededor de 1W en un regulador lineal. Podrías sobrevivir con un disipador de calor, pero esa no es realmente la forma en que quieres proceder...
¿Qué sugeriría usar para cable para distinguirlo de AC120? La gente no usa Romex por apariencia, sino porque ayuda a garantizar que los cables sobrecalentados no se incendien.
@supercat Otras respuestas/comentarios han mencionado el código NEC. Sería prudente que el OP descubra qué reducción de potencia es necesaria para dos conductores que transportan corriente en un solo cable. Espero que #12AWG sea más que suficiente para 15A, pero debe verificarse. Si es así, elegiría un cable genérico 2C#12AWG (o 3C#12AWG, si el OP quiere una conexión a tierra separada) de Belden o Alpha, etc. Siempre que los cables estén fusionados correctamente, será seguro. Buen punto, sin embargo. Lo agregaré a la respuesta más tarde hoy.
3. Cuando puse circuitos de 12 V CC y 230 V CA en una caravana, solo usé diferentes colores de cubierta exterior. En una casa donde normalmente usaría un cable de tierra de 2 núcleos sólidos para la red eléctrica, usar un cable flexible de 2 núcleos para el material de bajo voltaje y no usar cajas de conexiones de red debería ser suficiente (es posible que desee etiquetar las cajas de conexiones como bien). Afortunadamente, como es probable que otros esperen la red eléctrica, el principal modo de falla debido a la confusión es el menos peligroso.

A primera vista, debería estar bien, pero la razón por la que usamos 120/230 V es porque la corriente es mucho más baja. A 12 V, sus corrientes serán 10 o 20 veces más altas y el tamaño de su cable será correspondientemente mayor para evitar caídas de alto voltaje.

Su fuente de alimentación de 15 A y 12 V es capaz de entregar 15 x 12 = 180 W en un cortocircuito parcial. Este es un peligro de incendio obvio, por lo que una buena práctica de cableado es un requisito mínimo y, tal vez, el uso de una topología en estrella con limitación de corriente en cada rama proporcionaría algo de seguridad adicional.

¿Puede aclarar qué quiere decir con "a 12 V sus corrientes serán 10 o 20 veces más altas"? Tengo un cable grande que pretendo usar (un solo núcleo, creo que es de calibre 10 u 8).
Y por limitación de corriente, ¿te refieres a poner un fusible en línea con cada pata?
Sí, hay una razón por la que Tesla eligió CA en lugar de CC.
@TimSpriggs Esto es alto voltaje (240/110 V) frente a bajo voltaje (12 V), nada que ver con CA frente a CC.
Mi error. Lo siento mucho, viejo amigo.
(1) Para una potencia dada, P, la relación entre la corriente, I, y el voltaje, V, viene dada por PAG = V yo entonces si reducimos nuestro voltaje de distribución a 12 120 = 1 10 el voltaje la corriente debe aumentar por un factor de 10. (2) La protección puede ser por fusible, disyuntor en miniatura o algún tipo de protección electrónica. No tengo una buena sugerencia para una instalación doméstica (donde el costo será un problema), aunque son comunes en la distribución industrial de 24 V CC.
El voltaje de CA de @FakeMoustache es mucho más fácil de convertir, y la capacidad de girar trivialmente 120 V hasta el voltaje de transmisión fue un factor económico importante.
@chrylis: FakeMoustache es muy consciente de los beneficios de la CA para la transmisión de energía. Simplemente está señalando que esta pregunta se trata del voltaje de distribución y no de CA frente a CC. Tim reconoció esto en el siguiente comentario.
"A 12 V, sus corrientes serán 10 o 20 veces más altas", sí, 10 o 20 veces más que una cantidad casi insignificante. Dudo que ejecutar Arduinos y Raspberry Pi suponga un gran problema.
Sí, pero considere que para la misma caída de voltaje necesitaría un cable de 10 a 20 veces más grueso (no 10 a 20 veces más grueso, pero sí 10 a 20 veces más de área conductora). ¡Y también considere que en 110 V una caída de 1 V es menos del 1% pero en 12 V esa misma caída de 1 V es el 8% del voltaje!
@FakeMoustache: al menos en el Reino Unido, 240 V es "bajo voltaje" (un término técnico en la distribución de energía). "alto voltaje" es algo en el rango de kV. 12V es SELV ("voltaje extra bajo especial").
@MartinBonner Y como diseñador de circuitos integrados que trabaja con transistores que apenas pueden soportar 2 voltios, ¡12 voltios es alto voltaje! Mi punto es: todo es relativo.
Gracias por todos los comentarios, caps. 12 V son 12 V. Al menos todos estamos de acuerdo en lo que es un voltio. Creo que deberíamos abandonar la discusión. ¿Qué pensarán los vecinos?
@immibis 1+ años después :-) -> A 12 V, 15 A, una caída del 10 % (1,2 V) requiere una resistencia de bucle de R=V/I = 1,2/15 = 80 miliohmios = molestamente baja. Eso es un bucle de unos 60 pies lineales (es decir, 2 cables de 60 pies de largo) de calibre 8 o 40 pies de calibre 10. Como el consumo actual probablemente será << 15A y disminuirá con la distancia, los procesadores y los periféricos típicos estarán bien (como usted dice). Si él quiere / quería cargas más pesadas, entonces puede haber problemas. [[¡Hey Mira! - Puedo cambiar estos dos focos de 75 Watt 12V con el Arduino y... ¡ups]].

Cosas para considerar.

  1. ¿Cómo convertirás de 12V a 5V? Los reguladores lineales se calentarán mucho y desperdiciarán mucha energía si se les pide que suministren una corriente no trivial. Por lo tanto, querrá usar algún tipo de convertidor de conmutación para dispositivos que consumen más energía (un pi consume MUCHA más energía que un simple microcontrolador).

  2. ¿Qué grosor deberán tener los cables para evitar una caída de voltaje inaceptable (que desperdicia energía, también puede causar problemas de arranque con convertidores de modo conmutado y puede causar diferencias de potencial de tierra cuando puede ser un problema si tiene enlaces de comunicación no aislados entre los dispositivos) ).

  3. ¿Qué hará con la protección contra sobrecorriente? los voltajes más bajos significan un menor riesgo de descarga eléctrica, pero los suministros de corriente alta de bajo voltaje pueden ser un riesgo de incendio.

Estaba considerando usar algo como esto para regular: ti.com/product/LM7805C
Eso es un regulador lineal. Comience a intentar usarlo para alimentar un dispositivo de alta corriente como un Pi y terminará con mucho calor para deshacerse de él.
Alguien de arriba me refirió a cambiar los reguladores para aliviar eso. Los investigaré antes de implementar cualquier cosa. ¡Gracias por tus comentarios!
los reguladores de conmutación con una eficiencia razonable cuestan alrededor de $ 1 por un conjunto de PCB regulador 2A en [cualquier mercado en línea].
El bit de caída de voltaje es importante. Si obtiene una caída de 5 V en el otro extremo de una línea de 120 V, a nadie le importará mucho. Pero una caída de 5V en un suministro de 12V es significativa.
Sí, para lograr el mismo porcentaje de caída de voltios a un nivel de potencia determinado en un sistema de 12 V y un sistema de 120 V que suministre la misma cantidad de energía, los cables del sistema de 12 V deben ser cien veces más grandes.

Todos los cables deben tener fusibles para evitar el riesgo de incendio.

Considere usar 48v. Ese es el voltaje más alto considerado bajo voltaje 'seguro' por la mayoría de las autoridades. Facilita los requisitos de sección transversal en el cable en comparación con 12v. Como se encuentra en gabinetes de centrales telefónicas y escritorios de audio profesional, los reguladores de conmutación para pasar de ese voltaje a cualquier otro voltaje están fácilmente disponibles.

+1 Este también es el estándar para PoE (Power over Ethernet), pero los límites son bastante bajos. Una cosa que definitivamente tiene que hacer el OP es separar la red eléctrica y el cableado de bajo voltaje. No en el mismo conducto y no en las mismas cajas de conexiones.
cualquier cable capaz de transportar más que la corriente de cortocircuito de la fuente de alimentación no necesita fusibles. Los convertidores de dinero baratos en e-bay alcanzan un máximo de 35 V, por lo que puede ser preferible un voltaje más bajo. Personalmente, usaría 24 V si estuviera usando todas las piezas nuevas.

No haga funcionar su 12v en el mismo conducto que cualquier otra línea (120, 240 o líneas telefónicas). Es peligroso e ilegal.

¿Algo especial a tener en cuenta al ejecutar un "Autobús" de 12v en toda mi casa?
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