Para una aplicación de robótica, me gustaría alimentar algunos sensores y componentes electrónicos externos del circuito lógico en un brazo robótico.
Los componentes son una computadora (19 V, 65 W => 5 A), 2 cámaras (1,2 A), 1 luz (0,35 A), placa de E/S USB 2.0 y placa de alimentación. Todo esto además del consumo de corriente de la lógica del motor, que funciona con una fuente de alimentación de 4.3A atm. Por lo tanto, estimo que el límite superior es 12A.
La potencia lógica corre a través de un cable de calibre 18. De acuerdo con esta tabla , el calibre 18 permite 16 A como cableado del chasis o 2,3 A como transmisión de potencia.
Tenga en cuenta que el brazo del robot mide aproximadamente 0,6 m de largo; obviamente, debido a que la potencia lógica funciona internamente, la longitud del cable es superior a 0,6 m.
¿Podré alimentar mis dispositivos electrónicos con energía lógica?
Estoy dispuesto a probar mi sistema empíricamente.
(Por cierto, como estudiante de CS, no tengo experiencia con la electrónica).
Tres cosas a tener en cuenta:
El amperaje máximo para el cableado del chasis también es una clasificación conservadora,
Las pautas de AWG son muy CYA. Dice 16A, pero eso es probablemente entre el 60% y el 90% de lo que realmente puede manejar.
pero está diseñado para cableado en el aire, y no en un paquete.
Múltiples cables de calibre 18 atados juntos tendrán una capacidad menor (reducida) que un solo cable de calibre 18. Y en una tubería menos que al aire libre.
Para longitudes cortas de cable, como las que se usan en los paquetes de baterías, debe compensar la resistencia y la carga con el tamaño, el peso y la flexibilidad.
¡Pero lo más importante es realmente su aplicación ! La longitud es mínima, probablemente 1 metro (más la ruta de retorno, por lo tanto, 2 metros), por lo que la resistencia del cable es mínima, lo que significa una caída de voltaje muy pequeña.
Pero, ¿cuántos cables de alimentación hay? ¿Cada motor está cableado individualmente?
¿Está el amperaje completo en toda la longitud de los cables? ¿Los 5 amperios de la computadora realmente van sobre el brazo o están en la base? Se puede alimentar individualmente?
¿Qué ciclo de trabajo se espera? ¿Con qué frecuencia van a estar encendidos los motores? ¿Cuánto tiempo estará encendida toda la instalación?
En su mayor parte, necesita un esquema de cableado. Un plan de cómo todo está conectado. Sin eso, no puede saber realmente lo que necesita en términos de tamaño de cable. Un esquema para el brazo del robot sería el mejor lugar para comenzar.
Aunque el cable de cobre de 18 AWG puede admitir hasta 16 A, existen ciertos factores de reducción que debe tener en cuenta al calcular su ampacidad. Un factor es la temperatura ambiente. La capacidad de carga actual del cobre cambia con la temperatura y, por lo tanto, es necesario agregar cierto margen a su diseño para adaptarse a esas pérdidas.
Otro factor que debe considerar es la cantidad de cables que está utilizando para transportar la cantidad requerida de corriente. Esto surge del hecho de que la corriente que pasa a través del cable también genera algo de calor que se disipa en los conductores.
Puede encontrar más detalles sobre los factores de reducción de potencia y cómo aplicarlos a su diseño aquí
Ahora, llegando al problema específico que mencionó aquí, la potencia máxima en el peor de los casos que ha calculado para el sistema es ~ 12A. Mientras que un cable de 18 AWG puede soportar hasta un máximo de 16 A. Después de aplicar los factores de reducción (que son aplicables a su escenario) en el cálculo, es posible que la ampacidad del cable no sea suficiente para su diseño. Entonces puede decidir cualquiera de las dos opciones:
La capacidad actual de un conductor es básicamente una cuestión de gestión del calor. Si gran parte de la carga son los motores y tienen un ciclo de trabajo corto, puede tomar una carga mucho mayor de lo que dice el libro; la tabla que está leyendo es probablemente el valor del peor de los casos. O si el conductor está expuesto y la máquina está en el Ártico, puede usar más energía que si está en Dubai.
Sin embargo, generalmente es una muy mala idea llevar los equipos eléctricos al límite. Las bases de datos no provocan incendios cuando están sobrecargadas, las fuentes de alimentación sí lo hacen. Y es bastante probable que un brazo robótico se sobrecargue en algún momento.
connor lobo
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