Arduino potencia y redes sobre cat6

Planeo ejecutar alrededor de 4-5 arduino pro micro en mi patio trasero para manejar el control de las válvulas solenoides para el riego del jardín en función de las mediciones del suelo (para que lo mantengamos bien regado).

Mi pregunta se refiere al voltaje de suministro, deseo usar cat 6 en un recorrido de 20 m en total para suministrar energía y redes RS485 a través de los pares trenzados.

Según las respuestas anteriores con respecto a cat6, sé que el amperaje debería estar bien, suponiendo que todo arduino incluso funcione completamente sin dormir alrededor de 45 mA, es decir, unos 250 mA.

La válvula solenoide dice 8w a 12v, que es 0.6A, suponiendo que se requiere corriente para mantenerla abierta (no cerrada, ¿es correcto?) Que espero que, de lo contrario, la pérdida de energía haga que se abra.

Supongo que necesitaría ejecutar 12v de todos modos, ¿debería ejecutar 12v y 5v por los pares? Si ejecuto solo 12v, necesito un regulador de voltaje lineal, que se calienta bastante, ¿eso significa que son ineficientes? Si también ejecuto 5v, ¿qué tan bien funciona 5v en esa distancia debido a la caída de voltaje en los pares cat6?

¿Planea utilizar Arduino/AVR UART en modo de 9 bits (direccionamiento multipunto), o está abierto a otros protocolos? Además, ¿tiene una estación de control central de algún tipo y, de ser así, cuál es?
Lo siento, debería haber mencionado. Será coordinado por un raspberry pi que se "controlará" regularmente con los nodos. Entonces, el arduino no hablará hasta que se le hable primero. Iba a usar un MAX485 y generar estructuras binarias que estoy imaginando. Le daría a cada nodo una identificación y dejaría que el host lo identifique en el blob de datos.

Respuestas (2)

En general, un voltaje más alto significa una pérdida menor, por lo que desea utilizar el voltaje económico más alto (pero no más de 48 V, esto será peligroso). También recomiendo usar un solo voltaje, pero usando dos cables, por ejemplo, naranja/o blanco para (+) y azul/azul-blanco para (-). Esto simplemente facilita el cableado y reduce significativamente las posibilidades de que los microcontroladores se reinicien espontáneamente debido a interferencias o bucles de tierra.

Primero, veamos si puedes usar 12V. 20 pies de cable 23 AWG tendrán una resistencia de 0,4 ohmios (suponiendo 20 ohmios/1000 pies y dos cables en paralelo para tierra y Vcc). A 0,6 A, perderá 0,24 V, que los solenoides no notarán. Si ejecuta 5 válvulas de solenoide a la vez con un solo cable, consumirán un total de 3 A y un cable dejará caer 1,2 voltios, lo suficiente para energizar los solenoides. Entonces sí, parece que solo podemos ejecutar 12V.

Tenga en cuenta que si necesitara más energía, tendría que ir a 24V o 48V y tener un regulador de 12V en cada caja.

Ahora, para obtener 5V, puede usar un regulador lineal o de conmutación. Las ventajas del regulador lineal es que es simple y ya está presente en algunos arduinos (no en pro micro). A 45 mA, desperdiciará 0,3 W, que no es mucho y se disipa fácilmente. Sin embargo, dado que los reguladores de conmutación de 5V cuestan menos de $ 2 cada uno en eBay, le recomiendo que compre una docena de ellos y los use en todas partes.

¡Gracias, casi en el clavo! En realidad, estoy usando unos 20 m, no, por lo que sería más como una caída de 1 V, ¿verdad? También aquí está mi actuador: adafruit.com/product/997 . Los regaría por turnos, no todos a la vez, y no requieren voltaje cuando están cerrados, por lo que es aún menos. Parece que 12v es el camino a seguir, y funcionará. Finalmente, prefiera un convertidor de CC lineal de conmutación.
También como seguimiento, estoy usando clones con atmega328 que indican que puede usar 12v -> aliexpress.com/item/…
re solenoide: "Probamos este solenoide con varios voltajes de CC y descubrimos que podíamos accionarlo a 6 V CC"; esto significa que puede tolerar muchas caídas de voltaje. re regulador incorporado en arduinos baratos: he tenido mala experiencia con ellos: el regulador se rompería con una sobretensión tan baja como 13V. Entonces, una batería de plomo-ácido recién cargada produce suficiente voltaje para freír la entrada de arduino de 12V.
Lo ejecutaré desde una fuente de alimentación de "12v", pero he visto que estos llegan a 13v de todos modos, así que gracias por la advertencia. ¿Serían confiables esas fuentes de alimentación (como una jaula de acero) que tienen un "recorte" de voltaje una vez que ajuste el voltaje a 12v con precisión?
En general, las fuentes de alimentación conmutadas suelen ser bastante estables en el tiempo. Además, asegúrese de tener diodos de rueda libre en todas sus bobinas, de lo contrario, la energía almacenada en las bobinas puede freír los reguladores cuando están apagados.

¡Enciende a este bebé!

En primer lugar, si bien ejecutar 12 V para obtener energía sería al menos algo práctico dadas las limitaciones de su pregunta, lo limita en cuanto a la cantidad de corriente que tiene disponible. El uso de 24 o 48 V con reguladores reductores de hasta 12 V en cada punto final (estos están disponibles como módulos de una variedad de fuentes) probablemente será un enfoque con menos pérdidas y quizás algo más confiable en general.

Háblame....

En segundo lugar, también hay un problema en el lado de los datos: el UART de Pi realmente no es compatible con el sistema de direccionamiento multipunto (modo UART de 9 bits) que se usa comúnmente con redes RS-485 y UART de microcontrolador. Recomendaría ir con un UART externo para Pi que pueda admitir el modo de 9 bits correctamente, o usar una red I2C-over-RS485 en lugar de UART-over-RS485.

UART externos para Pi

Afortunadamente, los circuitos integrados SPI UART están disponibles a un precio relativamente bajo y admiten el modo de 9 bits, así como otras funciones útiles para RS-485 (como el control automático de los pines de control de dirección del transceptor RS-485). Algunos chips USB->UART también pueden admitir esta función; lea la hoja de datos de lo que está usando para los detalles.

Usando I2C sobre RS-485

El bus I2C proporciona varias funciones muy interesantes: direccionamiento multipunto, detección de contención y compatibilidad con multimasterización, todo listo para usar. "Pero, ¿cómo vas a conseguir que vaya 20 m sobre par trenzado?" usted pregunta. Simple: tomamos RS-485 y lo usamos como capa física para nuestro enlace I2C con la ayuda del IC de búfer P82B96. Este chip divide las señales I2C bidireccionales en dos señales unidireccionales, cada una para SCL y SDA; a partir de ahí, es posible usar transceptores RS-485 modernos que implementan un bus abierto/bus flotante a prueba de fallas en un drenaje pseudoabierto. (es decir, cablee DE al complemento de TX y D a 0), como se muestra en el esquema a continuación: U2 y U3 son los transceptores RS-485, y la puerta NOT puede ser lo que tenga a mano que se ejecuta fuera del tensión de alimentación disponible.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

(Necesitará transceptores de 3,3 V para U2 y U3 para usar esto con Pi, por cierto).

¡muy interesante! Estoy tratando de llegar a un acuerdo con el I2C sobre RS-485 (más que una respuesta adicional, ¡gracias!) Parece que tenemos tres P82B96 en este ejemplo, uno actuando como modulador y dos actuando como demoduladores, efectivamente módems para I2C sobre RS-485? Entonces, en este caso, hemos tomado las señales de reloj y datos y las hemos dividido en un par (uno por dirección). ¿Es eso lo esencial? Mi plan original era usar un USB-> RS485 en la raspberry pi y un max-485 para los arduinos.
@MitchellCurrie: U1 es el único P82B96 en el esquema, U2 y U3 son transceptores RS-485. Pero sí, el circuito general es efectivamente una especie de módem para I2C sobre RS485, y divide el reloj y los datos en un par diferencial bidireccional para cada uno.
Veo. Así que se necesitan un par de ellos para hacer la salida de 4 hilos para nuestro I2C a través de RS485. Supongo que tengo los pares de cables disponibles en CAT6 de 8 núcleos. Tendré que pensar un poco en esto, parecería más simple simplemente conectarlo con un adaptador USB. En mi opinión, el principal beneficio de I2C es el hecho de que tiene modos de direccionamiento integrados en el protocolo, ¿es así?
segundo seguimiento: digamos con una fuente de alimentación de 48 V, ¿cuál es la eficiencia de, digamos, un arduino que necesita 0,25 W (50 mA a 5 v) de 0,25 W (5 mA a 48 V). Si se trata de una fuente de alimentación conmutada, normalmente tienen una eficiencia de alrededor del 90% si mi recuerdo es correcto.
Un buen módulo convertidor de dinero debe tener una eficiencia del 80 al 90 % en la reducción de 48 V a 5 V; son bastante comunes en el trabajo de telecomunicaciones.
Muchas gracias. Por último, descubrí que puede haber una opción más simple: P82B715 que extiende I2C. No parece necesitar demasiado "Plato de caldera" para usarlo. ¿Alguna idea? Ahora que me ha vendido I2C, es la solución más elegante (como soy ingeniero de software, esto me atrae principalmente) tronixstuff.com/wp-content/uploads/2010/10/i2cbufferedss1.jpg
Puede usar el P82B96 solo como extensor de bus, y es muy preferible al P82B715. Sin embargo, la capa física RS-485 le brinda una resistencia al ruido y una distancia mucho mejores.
Debido al hecho de que RS-485 es de 12v. Entonces, el búfer filtra la señal, la capa de enlace RS-485 la aumenta. Basado en una carrera de 20 m de CAT6, ¿cuál es la probabilidad de que realmente necesite el RS-485? La tasa de baudios no es muy importante para ser honesto, pero la simplicidad estaría bien.
@MitchellCurrie: RS485 no es "12 V" per se, pero lo aumenta al proporcionar una interfaz de línea diferencial / balanceada. Con CAT-6, no hay muchas razones para no usarlo, por cierto: tiene los cables a mano, y simplemente los estaría conectando en paralelo para las señales si estuviera transmitiendo un solo extremo con el P82B96 directamente. .
Gracias, ahora también estoy mirando MCP2515 que también parece ser el favorito, como el módulo TJA1050.
El MCP2515 es una bestia un poco diferente: se usa con CAN, que es una pila de protocolos completamente diferente, aunque también funcionaría bastante bien para su aplicación siempre que estuviera dispuesto a lanzar más hardware al problema.
Gracias en todo. Probaré RS-485 solo para tener una idea y pasar a otro nivel de pila cuando sea necesario.
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