Rango de entrada/salida de Arduino (longitud del cable)

Así que tengo esta loca idea de encender algunas luces navideñas en el exterior de mi casa este fin de semana. Planeo colocar 2 cables Cat5e de unos 11,5 metros (~38 pies) desde una placa Arduino hasta sensores y relés de estado sólido (todos CC y alrededor de 5 V CC). Me gustaría tomar esta "red" el próximo año y configurar un poco de domótica. La configuración actual usaría:

Los SSR pueden procesar cualquier cosa, desde 3 a 32 VCC. Los sensores están buscando 5 VDC.

¿Cree que el cable Cat5e puede ofrecer lo que requiere la entrada y la salida? ¿Voy a perder potencia corriendo con Cat5e a esa distancia? (Es par trenzado pero no plenum o par trenzado blindado)

Si no, ¿debería buscar un cable más grueso, un aumento de potencia al final, o simplemente no es factible?

Planeo probar la configuración en la mañana de cualquier manera, ¡pero valoro su opinión!

¡Gracias de antemano por su respuesta!

¿Cuánta corriente necesitan sus SSR? ¿Y qué es el sensor, una fotorresistencia? ¿O es así como llamas al aislamiento óptico en el SSR?

Respuestas (2)

Asumiré que está usando un relé similar a este que encontré en Digikey.

Enumera la corriente de control a 5 V como 3 mA, que usaré como un buen número aproximado. Si queremos saber si el relé se encenderá, entonces queremos estar seguros de que el voltaje de control en el relé será mayor que el voltaje de control mínimo de 3V.

La primera verificación es si podemos o no obtener la corriente. En este caso, 3 mA está muy por debajo de la fuente/sumidero de corriente máxima típica de un microcontrolador (20 mA), por lo que estamos bien. Si su relé usa más corriente que eso, es posible que deba considerar usar un transistor para controlar el relé.

La segunda verificación es para ver cuál será el voltaje en el relé después de las pérdidas resistivas del cable. Si asumimos la resistencia del cable en el peor de los casos, entonces eso es 0.188 Ω/m, como dijo Ildefonso. Tenga en cuenta que esta es la resistencia de bucle, no la resistencia de un solo cable.

Con una longitud de 11,5 metros, tendrá una resistencia total del cable de 2,2 Ω. (11,5 m * 0,118 Ω/m). Con una corriente de 3 mA, esto genera una caída de tensión de 6,5 mV (2,2 Ω * 3 mA). Si maneja el relé usando una fuente de 5 V, el voltaje que el relé vería es 4,993 V (5 V - 6,5 mV), lo que muestra que en CC esas longitudes de cable son insignificantes.

Tendría que dibujar 900 mA o usar un cable de 5 km de longitud para comenzar a ver un voltaje cercano al umbral mínimo (3 V) del relé.

Para alimentar un sensor, los mismos cálculos serán válidos. Si conoce la corriente CC que requiere su sensor, entonces probablemente encontrará que CAT5 alimentará bien su sensor. Si el sensor tiene una salida analógica, no debería haber un gran problema, y ​​con una señal digital, probablemente necesitará ir más lento que si el sensor estuviera en la placa Arduino.

Para responder a sus otras preguntas secundarias,

  • Siempre pierde energía en el cableado, pero con CC de baja corriente, generalmente no es mucho. Lo que probablemente quiere decir es si perderé demasiado voltaje.
  • El plenum/blindaje no afectaría sus pérdidas óhmicas/resistivas.
  • Si la resistencia del cable fuera demasiado alta, podría usar el doble de cables para reducir la resistencia a la mitad. El cable en CAT5 es de calibre bastante alto, por lo que usar un cable de bajo calibre ayudaría de manera similar.
  • Si no puede permitirse el lujo de usar más cable, pero desea enviar más energía por la línea, puede aumentar el voltaje enviado por el cable y usar un suministro de conmutación CC-CC para reducir el voltaje. Esto es similar a lo que sucede en Power over Ethernet y AC Power Grid Transmission.

Alguna información general sobre el cable:

http://en.wikipedia.org/wiki/Category_5_cable

Puedes leer:

Corriente máxima por conductor 0,577 A

Resistencia de bucle de CC ≤ 0,188 Ω/m

Por supuesto, actualmente está ejecutando casi señales de CC (en comparación con los 100 Mhz para los que está preparado el cable), por lo que ... puede obtener una aproximación bastante buena con los parámetros de CC.

Una respuesta más detallada requeriría más información sobre sus dispositivos (especificaciones SSR y especificaciones del sensor).

Espero que esto ayude,

Ildefonso Camargo