¿Qué grosor de cable se debe usar para alimentar Arduino en 9 metros?

He construido un dispositivo Arduino independiente que tiene algunos botones, LED y un servo. También tengo una fuente de alimentación que en la carcasa dice 4,9 V CC ~ 700 mA. (La lectura real es de 5,7 V). Esta fuente de alimentación funcionó durante todo un año sin parar alimentando mi Arduino UNO a 9 metros de longitud con dos cables de núcleo sólido. [Vea abajo.]

Ahora construí este dispositivo para que sea independiente y también para usar un cable más limpio. Si utilizo el cable doble, el dispositivo recibe alimentación, pero no funciona correctamente. Si conecto el dispositivo directamente a la fuente y omito la extensión, funciona bien; esto me lleva a la conclusión de que, de hecho, es el cable. El voltaje en el otro lado de la extensión parece normal, así que supongo que es la corriente que cae por debajo de lo requerido.

¿Qué tipo o tipo de cable puedo usar para evitar una gran pérdida de energía y alimentar mi dispositivo a 9 metros? - obviamente lo más delgado y limpio posible.

ACTUALIZAR

Investigué el "mal funcionamiento" y parece que la placa se reinicia cada vez que se mueve el servo. Como si el servo estuviera drenando la corriente o si el servo causara una gran caída de voltaje.

El voltaje en ambos cables es el mismo en el extremo que en la fuente sin nada conectado y con el dispositivo funcionando (sin que el servo se mueva).

La fuente de energía:

Fuente de alimentación - Cargador Motorola Cell

El cable de núcleo sólido viejo pero funcional:

Viejo alambre de núcleo sólido

El cable dual nuevo pero que no funciona:

Nuevo de dos hilos

Averías como? ¿Cuál es el voltaje medido en el tablero cuando está encendido, en ambos cables?
@Passerby comprueba la actualización.
Entonces, ¿no hay diferencia en el voltaje (sin caída de voltaje significativa) con el cable, con o sin alimentación? ¿Cuánta corriente toma la placa, con y sin el servo? Si la diferencia es solo con la carga del servo, el cable podría tener un corte o muesca en el interior que reduce la corriente disponible. Conecte un multímetro en el modo actual para verificar.
¿Cuáles son los requisitos actuales de su servo? ¿Cómo ha enrutado los rieles de alimentación en su circuito? ¿Qué condensadores de filtrado tiene y dónde están? ¿Cómo estás regulando el voltaje? ¿Cómo se ve el riel de alimentación en el microcontrolador en un osciloscopio?

Respuestas (7)

El alambre más grueso tiene menor resistencia por unidad de longitud. Por lo tanto, un cable de sección transversal más gruesa (es decir, AWG) debería brindarle menos resistencia. Una buena referencia para las recomendaciones de calibre de cable para los requisitos actuales es http://www.powerstream.com/Wire_Size.htm . Entonces, en base a eso, no recomendaría un cable más delgado que 22 AWG para la transmisión de energía.

El cable ayudará, pero el cable por sí solo probablemente no sea la solución.

Su servo está extrayendo demasiada energía de su Arduino cada vez que se mueve, lo que hace que su Arduino se reinicie. Puede usar algunos condensadores de suavizado para almacenar algo de carga adicional para un uso rápido (aunque nunca lo he intentado), o puede conectar un juego adicional de baterías/adaptador de corriente para el servo.

Conecte la energía +ve y -ve de las baterías adicionales a su servo, y la -ve de la energía adicional a la -ve de su fuente de alimentación original (para que la señal de posicionamiento del servo del Arduino pueda volver a tierra a la fuente original ).

Tengo una foto de cómo lo configuré en mi sitio , junto con una descripción de cómo lo configuré todo.

No me apresuraría a concluir que el problema es el cable. Un cable más grueso puede tener una resistencia más baja y enmascarar problemas de diseño más fundamentales. ¿Ha incluido condensadores para filtrar la potencia de entrada? ¿Ha inspeccionado sus rieles de alimentación con un osciloscopio?

Un cable más delgado o más largo, con su mayor impedancia, degradará la regulación de voltaje y la respuesta transitoria de su fuente de alimentación (ya que no puede saber lo que sucede en el otro extremo del cable), pero con suficiente filtrado, es poco probable que cause los problemas graves que describe a menos que realmente use el cable incorrecto.

Ver el cable en las imágenes. Funciona perfectamente si conecto mi dispositivo a 30 cm de la fuente, pero no a 8 m. Tengo tapas de 47uF probadas con una tapa y sin regulador y probé con tapa-regulador-tapa. Ambos funcionan en corto alcance.

Como menciona vicatcu, un cable con una sección transversal más pequeña tendrá una mayor resistencia. La resistencia de un alambre (con una sección transversal dada) aumenta con la longitud. La caída de tensión en el cable viene dada por la ley de Ohm como V = IR. Entonces, la caída de voltaje depende de la corriente. Para ver los efectos de la caída de voltaje en el otro extremo del cable, debe medir el voltaje bajo carga. Quizás no vio una caída de voltaje porque su Arduino estaba desconectado o no estaba funcionando a plena carga cuando midió el voltaje. También es posible que su dispositivo presente una carga variable en el tiempo (¿pulsos para los servos?). Los picos de corriente de carga podrían causar caídas de voltaje rápidas que su medidor quizás no pueda capturar.

Independientemente de si el registro del cable es un problema o no, creo que vale la pena mencionar que, dado el tamaño equivalente del cable (grosor), el cable trenzado (paradójicamente, tal vez) se conduce mejor que el cable sólido. Por lo tanto, en los cálculos de conductancia, también se debe tener en cuenta si el cable es sólido o trenzado.

Tienes un clásico "bucle de tierra". La alta corriente al motor corre en el mismo cable que el suministro de Arduino, y cuando el motor causa una gran caída de voltaje, el Arduino se reinicia.

Resuélvalo así: haga dos tramos de cable al adaptador. Alimenta el Arduino con uno y el servo con el otro. Luego, el cable al servo puede caer varios voltios sin que el Arduino se apague. Esto hace que su circuito funcione sin necesidad de calibres de cables gigantes o actos heroicos similares.

No, eso no es lo que significa el término "bucle de tierra". Ese tiene que ser uno de los términos más incomprendidos y mal criticados en la electrónica de sillón.
Por favor explique.

A menos que esté pasando por alto el regulador, ~ 5v está muy por debajo del rango de entrada diseñado del Arduino.

Sería mejor ejecutar un voltaje más alto en el largo recorrido del cable y usar reguladores locales separados para el servo y el arduino (este último ya tiene uno a bordo, por supuesto).

Una modificación de esta idea sería conectar la red de CA al dispositivo (¡con un cableado que cumpla con el código, por supuesto!) y colocar la fuente de alimentación allí. Y tal vez elija una fuente de alimentación más apropiada mientras lo hace.

Si realmente desea ejecutar el arduino con ese suministro, podría considerar cambiar a un regulador de 3.3v y reducir la velocidad del reloj en consecuencia.