intergarea

Sistemele de automatizare pentru locuințe precum Loxone necesită o sursă de alimentare de 24V DC. În majoritatea cazurilor, infrastructura este alimentată de o unitate de alimentare separată, care are un fel de protecție la întreruperea curentului (UPS, fie pe partea sa principală CA, fie pe partea DC) și este separată de celelalte componente cu consum ridicat (cum ar fi LED-urile) benzi, supape, încuietori, jaluzele opace). Acest lucru poate varia în funcție de configurarea reală a infrastructurii, dar situația pe care vreau să o abordez aici este faptul că o bună parte din diferiți senzori buni nu este de obicei proiectată pentru 24 de volți. De exemplu, puteți găsi senzori PIR interiori minunați și minunați pentru 24V DC, dar în cazul în care doriți să le combinați cu detectoare de spargere a sticlei, probabil că nu aveți noroc. La fel cu PIR-uri în aer liber și chestii precum sirenele și gongurile.

Am încercat să evit o situație în care aș avea un amestec de dispozitive pentru diferite intrări de tensiune, iar scenariile carcasei de colț au fost întotdeauna rezolvate de un regulator simplu de tensiune constantă și de doi condensatori care au făcut trucul și mi-au permis să furnizez informații de 24V 12V dispozitiv. De exemplu, am făcut această conversie pentru senzorul de umiditate al solului așa cum am descris mai devreme.

De îndată ce numărul de dispozitive de 12V crește, s-ar putea să fie mai eficient să creați o linie de circuit separată de 12V pentru alimentarea acestor componente de tensiune „mai mică”. Nu sunt pe deplin mulțumit de combinarea mai multor tensiuni într-o singură configurare, dar există cazuri în care această abordare mixtă are probabil mai mult sens. Cel puțin puteți evita necesitatea de a avea mai multe regulatoare locale de tensiune încorporate în dispozitivele de 12V.

Pentru a încheia această parte

  • Am folosit o sursă de alimentare de 24V DC pentru toate componentele și, în rare ocazii în care a trebuit să folosesc un dispozitiv de 12V (deoarece nu exista o alternativă de 24V), am implementat un regulator de tensiune liniar în interiorul dispozitivului respectiv. În acest fel, am modificat dispozitivul ca și când ar fi fost inițial conceput pentru 24V.
  • Acum caut un scenariu pentru a plasa un convertor DC/DC de la 24V la 12V în interiorul dulapului și să am un circuit de alimentare separat de 12V pentru componentele de 12V. Acest lucru are sens în mod evident doar după ce numărul componentelor atinge o cantitate semnificativă.

Alimentator separat

A avea o unitate de alimentare separată de 12V DC ar putea fi o soluție pentru cazurile în care fie nu vă pasă de ceea ce se întâmplă în caz de întrerupere a energiei, fie aveți UPS regulat de curent alternativ. Cuplarea unei surse de alimentare suplimentare pentru 12V este cel mai ușor de făcut.

Convertor DC/DC 24V la 12V

Dar ce se întâmplă dacă utilizați UPS 24V DC cu baterii care vă protejează deja circuitul de 24V? Aici opțiunea este de a utiliza convertorul de curent continuu, care va face ca 12V dorit din 24V să fie implicit la intrare. Este eficient acest lucru și puteți adăuga ceva la șina DIN? Hai să aruncăm o privire.

Pentru acest test și comparație am achiziționat convertor DC-DC de tip Rail DIN de la Mean Well. Versiunea de 12V (modelul DDR-15G-12) are o tensiune de intrare cuprinsă între 9-36V, iar ieșirea este întotdeauna de 12V cu reglarea posibilă +/- 10%. Puteți extrage maxim 1,25A din acesta, care este egal cu 15W max. Vă rugăm să consultați fișa tehnică pentru mai multe detalii.

Scopul aici este de a înțelege diferența de eficiență dintre regulatorul de tensiune și acest convertor. Care este consumul de energie inactiv și cum se corelează eficiența cu creșterea sarcinii.

MeanWell-DDR-15G-12

Pentru măsurătorile mele rapide, am conectat pur și simplu acest dispozitiv pe masă.

Regulator de tensiune liniară

Pentru a face o comparație realistă, am pregătit și cablarea simplă și de bază pentru regulatorul de tensiune MC78M12CT pe placa mea de rasă, care este un bun exemplu pentru ceea ce se poate folosi pentru conversia de tensiune încorporată pentru dispozitivele care necesită 12V, dar care sunt alimentate cu 24V. Este format din doi condensatori și regulator. Curentul maxim de ieșire, cu radiere adecvată este de 500 mA. Temperatura maximă de funcționare poate ajunge până la 150 ° C, deci pentru orice aplicații cu curent mai mare ar fi necesară o încălzire mare. Despre asta vom vorbi mai jos.

Măsurători

Dacă nu sunteți interesat să citiți detaliile complete, treceți la concluzia care va rezuma (cel mai probabil) rezultatul așteptat.

Curent inactiv

  • Convertorul MW DC-DC a luat 4.09mA când funcționa fără sarcină
  • Regulator de tensiune 3.49mA fără sarcină (doar condensatorul de ieșire)

Sarcină mică

La atașarea unei sarcini foarte mici, diferențele sunt foarte mici între regulatorul de tensiune și convertorul DC-DC. Ca exemplu de sarcină (pentru a face acest lucru mai puțin fictiv) am luat un senzor PIR cu un detector de rupere de sticlă numit Satel Navy. Acest dispozitiv este conceput pentru 12V și, din câte știu, nu oferă niciun tip similar pentru 24V. Acest senzor Satel necesită 6,16 mA când este inactiv și 9,45 mA când este detectată o mișcare și LED-ul roșu este aprins.

  • Convertorul MW DC-DC a luat 8,14 mA și 10,27 mA când a declanșat PIR
  • Regulatorul de tensiune a luat 9,61mA și 12,85mA când a declanșat PIR

Sarcină mai mare

Cu cât desenezi mai mult, cu atât diferența va fi mai mare. Am folosit bucăți dintr-o bandă LED de 12 volți vechi pentru a simula o sarcină mai mare. Regulatorul de tensiune a devenit foarte fierbinte la doar câteva secunde după ce am cerut să livrez 313mA. Acesta a fost rezultatul scontat și dacă te uiți la graficul de mai jos, nu era nevoie să treci dincolo de acest punct. Mesajul este clar, cred. Tocmai am măsurat câteva puncte inferioare cu curent mai mic pentru a indica tendința.

Măsurare rapidă pentru a compara eficiența regulatorului de tensiune liniar și a convertorului DC-DC

După cum puteți vedea, pierderea de energie diferă atunci când se livrează 313mA este de 3,4W atunci când se utilizează convertorul DC-DC și de 6,5W atunci când se utilizează regulatorul de tensiune. Este aproape de două ori mai mult.

Concluzie

Convertor DC-DC vs. regulator de tensiune liniar

Din perspectiva pur eficienței energetice, convertorul DC-DC are mai mult sens oriunde aveți mai mult de un senzor (sau un dispozitiv cu consum redus) la alimentare. Odată cu creșterea sarcinii, regulatoarele de tensiune liniară pierderea de energie și disiparea căldurii creează necesitatea unor radiatoare mai mari și întregul design al circuitului devine foarte ineficient.

Deci, regulatorul de tensiune este ideal pentru modificarea încorporată a unui dispozitiv existent de putere redusă, cu toate acestea, în momentul în care aveți mai multe dintre aceste dispozitive modificate, acesta începe să consume mai mult decât dacă ați utiliza conversia DC-DC pentru acel circuit dedicat de 12V.

Din punct de vedere economic, costul celor trei componente pentru funcționarea regulatorului de tensiune liniar este de aproximativ 1 EUR. Dar trebuie să știți cum să puneți aceste lucruri la un loc, având în vedere designul circuitului din interiorul unui dispozitiv achiziționat pe care trebuie să-l pătrundeți și garanția care este posibil să vă anuleze în mâini. Convertizorul MeanWell DC-DC model DDR-15G-12 costă aproximativ 16 EUR. Este o unitate de montare DIN care poate fi ușor integrată în dulap fără a fi nevoie să modificați dispozitivele în cele din urmă. Singurul lucru la care trebuie să fiți atenți este să fi marcat clar circuitele de 12V de la 24V pentru a evita orice confuzie!