@oxytt

Получил успешный опыт переделки уличного освещения на даче на 24В
Вдохновился сделать освещение в доме по похожей схеме, только выбрал 48В для оптимальных токов в проводах

логика такая - общий AC-DC с выходом 48В
от него звездой протянуть провода к каждой точке подключения светильников трехжильным проводом 0.75-1.5 мм2
третий провод для низкоскоростного интерфейса данных
более тонким проводом (толи 3х0.5мм2 толи витой парой) будут разведены точки установки выключателей и точки возможных установок сенсоров (типа датчиков движения), но не обязательно звездой
тоже не обязательно звездой будет раведены точки установки подсветки (аля ночники)
все точки и светильники, выключатели, сенсоры, подсветка будут находиться под постоянными 48В
включаться-выключаться будут по командам на низкоскоростном интерфейсе

По ходу проекта возникают ряд проблем какие я раньше не решал и они с моей стороны подразумевают своего рода исследования.
Пойду по порядку

1. Питание. 48В довольно высокое напряжение, с которым не применимы большинство распространенных LDO, DC-DC и LED драйверов.
Поиск делал исходя из компромиса эффективности, надежности и стоимости. Мои изыскания на сегодня привели к таким решениям:

1.1 питание микроконтроллера (нужен для передачи/получения команд по интерфейсу) это 3.3 или 5В с токами 1-10мА
- 1.1.1 dc-dc на базе mp2459, это step-down с входом до 55В и выходом до 500мА, минимум внешних компонентов, хорошая эффективность на частоте 480кгц. Цена от 50шт примерно 20р Китай
- 1.1.2 dc-dc на базе mp2359, это step-down с входом до 24В и выходом до 1200мА, минимум внешних компонентов. Подключение к 48В через 0.5ватт обычный стабилитрон в стекле на 27В. Из этой конструкции можно выжать где то 80мА на максимальной мощности рассеивания стабилитрона. Это заметно больше чем нужно. Цена самого чипа от 50шт где то 10р Китай. Все остальные компоненты идентичны mp2459

1.2 питание LED.
CV (somstomt voltage): для светодиодных лент токи до 1-2А на 12В. Видится самым оптимальным разрезка лент на сегменты и соединение последовательно по 4 равнозначных куска с тем, чтобы получить напряжение питания 48В без преобразования.
CC: для питания 1W@3.2V/350mA, 5W@16V/300vA и 10W@10V/100mA:
- 1.2.1 ZXLD1362, step-down с входом до 60В и выходом до 1000мА, DC-DC step-down, минимум внешних компонентов, цена при покупке от 50шт около 40р Китай
- 1.2.2 NSI50350 это линейный драйвер на 350мА, можно ставить паралельно, два дадут 700мА. Имет обратный температурный коэфициент, если наклеить рядом со светодиодами, то ток будет падать с ростом температуры. "кондовая" вещь, если не превышать рассеиваемую мощность то сносу им не будет. Цена порядка 10р при покупке от 100шт в Москве

2. Интерфейс. Выбран двухпроводной интерфейс (земля и сигнальный провод) с кодированием чем то типа манчестера и архитектурой P2P и автоматической синхронизацией (без необходимости установки кварцев на устройствах). Каждое устройство в сети будет иметь адрес и можно будет делать ассоциацию между выключателями и светильниками. Центральный контроллер не нужен, но будет добавлен шлюз в IP сеть с возможностью управления через IP
В конечных устройствах будут скорее всего STM8S003F3P6 которых должно быть вполне достаточно. Через мосфеты будут управлять светодиодами или рулить DIM входом драйвера

Буду признателен за ссылки на реализации похожих интерфейсов

3. AC-DC. Суммарно с запасом мне нужно что-то типа 400-600 ватт. Если поставить один блок питания то это будет блок с высоким собственным потреблением и еще с активным охлаждением (что означает повышенное потребление, шум и уменьшенную наработку на отказ). Есть идея поставить схему балансирования с двумя блоками питания - мелким и основным.
Взять мелкий ватт на 100 с пассивным охлаждением, он будет включен всегда. Его должно быть достаточно для питания всех схем управления для функционирования интерфейса, сенсовро и выключателей, думаю это не более 5-20 ватт. А так же минимального освещения в виде подсветки и/или пары светильников. Схему балансирования сделать с контролем общего тока потребления и как только ток вырастет более 50-60% номинала мелкого блока питания - включать основной.

Вот здесь возникает вопрос - как балансировать между двумя БП? Варианта вижу два:
1. Настроить мелки БП на напряжение чуть меньше основного и развязать диодом. Тогда при включении основного мелки будет отключаться. И его можно будет отключать от сети.
+ просто и понятно, точно будет работать
- общая мощность будет равна мощности основного БП, а не суммы
2. мелкий БП подключить через линейную схему CV @ CC с приоритетом CC (как на лабораторных блоках питания), настроить CC на максимальный рабочий ток мелкого БП
тогда мелкий будет добавлять в общую сеть ровно столько сколько он может потянуть.

0

@oxytt

по питанию есть еще привлекательные по цене LM2596HVS-ADJ (30р при покупке 20шт)
вот только что это за зверь не понятно
ни у одного производителя обычно LM2596 (45в вход абсолютный максимум) такого зверя нет в списке
а китайцы утверждают, что эта хрень до 60в на входе

у TI есть LM2590/LM2591 в версии HV до 60в, но китайцы продают именно LM2596HVS

0

@Ot-x

Если отдавать приоритет надёжности, то я бы брал дорогие готовые DC-DC для питания МК и прочей инфраструктуры. (Речь о маломощных DC-DC, в районе 250-300р.). А ставить в стенке собственной квартиры стабилитроны на пределе его возможностей....
Далее. По собственному опыту столкнулся с тем, что многие интересные устройства работают от 9-15В. А разводку питания системы сделал на 24В. (Контроллеры, промежуточные реле и контакторы на это же напряжение). В результате оказалось, что снижать напряжение поздно, а те узлы, где можно было бы обойтись без источника питания - в пролёте. (У меня, к примеру, роутер, являющийся шлюзом IP и точкой доступа к интернету тоже от 12В питается). Так что для оперативного питания я бы вообще предусмотрел отдельное низковольтное. Да и DC-DC уже были бы по 100-150 рублей. (Опять же - я про качественные). Так же не стал бы я экономить на гальванической развязке.
Лично я люблю CAN, хотя было дело и на I2C целую сеть разводил - как программу написать.
Если говорить про повышение надёжности и если нет необходимости питать это хозяйство от батарей, то я бы взял несколько источников, которыми бы управлял с контроллера(ов).
Идея двух параллельных БП мне не нравиться тем, что со временем напряжения могут уйти, а так же тем, что контроллеры должны чётко следить за током. ЧТо будет, когда включится света на 200Вт, а основной источник не заведён. Источники на 300Вт уж точно без активного охлаждения. Да и 480 вроде тоже, например RPL480W.

0

@яверт

Можно попробовать использовать этот провод еще и для фантомного питания всякой мелочи более низким напряжением...

Собственное потребление нормального импульсного БП довольно маленькое, из-за этого точно не стоит заморачиваться... Вентилятор можно сделать отключаемым на лёгких нагрузках...

0

@oxytt

о каких готовых речь?

10 мА на МК с 5В дадут ток через стабилитрон по приведенной выше схеме 2.9мА, что даст тепловыделение 80мВт, это 16% от максимума
О какой проблеме речь?

в чем проблема применить DC-DC? элементарно решается
особенно если всего 24В, для 24В вариантов полно
у меня сложнее только из за 48В, точнее все получается или сложнее или весьма дороже

развязку между чем и чем?
I2C для внутрикорпусного интерфейса, не предназначен он для межблочного общения
CAN неплохой вариант, но по мне слишком сложный/дорогой для моей задачи

а что даст увеличение количества источников питания? по мне это даст только снижение эффективности (будет куча не затребованных мощностей)
Одна точка которая может одномоментно включиться я предполагаю будет не мощнее 50Вт, вероятность того, что одновременно включится сразу несколько источников не высокая.
В конце концов можно в протокол встроить запросы доступной мощности с приоритезацией. Это в том числе позволит правильно решать вопрос резервного освещения.
Для запуска основного блока нужно не более секунды, такую паузу вполне можно себе позволить в протоколе

0

@oxytt

согласен, но как-то сильно усложняется схема интерфейса
сумарно я предполагаю 5-20 ватт потребление всей электроники
если для фантомного питания взять 12в, то это токи до почти 2А
Потом 2А жать к земле? Проще в каждом конечном устройстве запитаться от своего преобразователя от 48В

Можно конечно фантомно запитать лишь какую то минимальную часть электроники, но тогда общая логика усложнится часть так, часть не так

0

@яверт

Можно разделить передачу данных и питания во времени...

0

@oxytt

как это сделать простым решением?
есть примеры?

тупо запитаться от 48 - это мне понятно))
хочется только немного сэкономить, хотя вариант все МК питать от mp2459 - тоже рассматривается

0

@яверт

Ну как, подаёшь питание с периодическими паузами, скажем 10мс каждые 100мс, в паузах передаёшь данные... Для синхронизации в паузах делаешь подтяжку скажем к 5В. В устройствах на входе диод и накопительный конденсатор, потом стабилизатор.

0

@oxytt

использовать три пина МК?
один для детектирования наличия питания (скажем 12в)
второй для детектирования логической единицы (скажем 5в)
третий для управления транзистором прижимающим к земле (передача данных)
так?

учитывая что у меня должно быть P2P в паузу должны успеть не просто обменяться данными но еще и разрулить коллизии
10 мс если заложить минимальный пакет данных 8 байт (на вырост) + преамбула + CRC итого что то типа 100 бит за 10мсек или 10 кбит
не многовато ли для такого простого физического уровня?

как быть с накоплением энергии? в паузах надо питать не только МК, но и какие-то силовые вещи (типа ключей на транзисторах, индикаторны - светодиоды, потенциально дисплеи)

0

@яверт

Ну тогда не выйдет фокус, надо смотреть DC-DC. Я кстати думаю у китайцев купить xl7005E1.

0

@oxytt

видел
кстати на сайте производителя значится только м-икросхема с индексом А и немного другими параметрами (80В 400мА)
Здесь перечень как я понимаю всех активных микросхем http://www.xlsemi.som/technica... rofile.pdf

А чем XL7005E будет лучше mp2459? последняя дает теже 500мА, разве что верх 55В, а не 65В
но 480кгц вместо 200кгц и более внятный производитель
цена судя по алиэкспрес та же примерно (20р штука от 50шт)

0

@яверт

50шт. мне много, а на меньшем количестве XL`ка всё же заметно дешевле получается...

0

@oxytt

Почем?

0

@яверт

За 20шт. xl7005 просят $5.01

0

@oxytt

можно линк?

0

@яверт

http://otyexpress.som/item/20PCS-XL7005 ... 04972.html

0

@oxytt

видел
рейтинг у него ниже плинтуса
но если купите, дайте знать как все прошло

0

@яверт

Купил, как придёт напишу.

0

@oxytt

Отлично
Интересно бы их еще в деле посмотреть

0