Alguma coisa especial a considerar ao usar um "ônibus" de 12v em toda a minha casa?

Recentemente, comecei a brincar muito com pequenos computadores / controladores programáveis ​​(como o Raspberry Pi e o Arduino), e planejo distribuir vários em toda a minha casa como vários sensores. Até onde eu tenho mexido com eles, eu tenho usado um transformador de parede com um plugue USB para fornecer 5v (como o que eu uso para carregar meu celular todas as noites). O problema de fazer isso em toda a minha casa é que eu não tenho um plugue de CA sempre que precisar de um dispositivo.

Eu estive pensando em usar um "barramento" de 12V em todo o meu sótão, o que me permitiria desligar a energia dos dispositivos onde quer que eu precisasse. Dessa forma, eu precisaria apenas de um regulador de 5V para emparelhar com cada um dos dispositivos. (A única razão pela qual eu usaria 12v e não 5v em linha reta é porque eu já tenho uma fonte de alimentação grande de 15 A 12V que eu poderia usar)

Há algo de especial que devo considerar com esta solução? Eu me sinto muito mais seguro rodando 12v no meu sótão do que em minhas próprias linhas de energia. Parece um acéfalo na superfície, mas eu posso estar ignorando alguma coisa.

Algumas coisas vêm à mente:

1. Você precisa proteger o barramento contra sobrecorrente. Mesmo que sua fonte de alimentação tenha sua própria proteção interna, eu usaria um fusível adicional (ou disjuntor) na saída da fonte de alimentação. Dessa forma, você pode ter certeza de que a corrente máxima não ficará longe de você. Isto leva a:

2. Você precisará usar arame farpado. Nos EUA, os circuitos 15A são conectados com # 14AWG, no mínimo. Se você quiser usar um fio mais fino, precisará fundir cada perna adequadamente.

3. Se você usar um fio # 14AWG (ou seu equivalente local), não use o cabo típico usado para alimentação CA doméstica! Embora funcionasse tecnicamente, causaria grande confusão e ambiguidade. Você não quer que ninguém espere 12VDC e obtenha tensão de rede (agora ou no futuro).

4. A 12V, o consumo atual pode aumentar rapidamente. Lembre-se disso ao adicionar dispositivos. Você pode trocar uma fonte de alimentação de 24VCC no futuro. É um padrão industrial comum, fornece o dobro da potência dos mesmos fios e ainda se enquadra na categoria "baixa tensão".

Adição ao ponto 4: se você escolher conversores locais de 5V que aceitem uma faixa de tensões de entrada (incluindo 12V e 24V, é claro), não precisará alterar nada se aumentar a tensão de alimentação.

Em face disso, deve estar tudo bem, mas a razão pela qual usamos 120/230 V é porque a corrente é muito menor. A 12 V, suas correntes serão 10 ou 20 vezes maiores e o tamanho do cabo será correspondentemente maior para evitar quedas de alta tensão.

Sua fonte de alimentação de 15 A, 12 V é capaz de fornecer 15 x 12 = 180 W em um curto-circuito parcial. Esse é um risco óbvio de incêndio, portanto, uma boa prática de fiação é um requisito mínimo e, talvez, o uso de uma topologia em estrela com limite de corrente em cada perna forneça alguma segurança adicional.

Coisas a considerar.

1. Como você converterá de 12V para 5V? Os reguladores lineares ficam muito quentes e gastam muita energia se forem solicitados a fornecer corrente não trivial. Portanto, você desejará usar algum tipo de conversor de comutação para dispositivos com mais consumo de energia (A pi é MUITO mais com consumo de energia do que um simples microcontrolador).

2. Qual a espessura dos fios para evitar queda de tensão inaceitável (que gasta energia, também pode causar problemas de inicialização com conversores de modo comutado e causar diferenças de potencial de aterramento quando pode ser um problema se você tiver links de comunicação não isolados entre os dispositivos )

3. O que você fará sobre a proteção contra sobrecorrente? tensões mais baixas significam menor risco de choque elétrico, mas suprimentos de alta tensão e baixa tensão podem ser um risco de incêndio.

Qualquer cabo deve ser fundido para evitar risco de incêndio.

Considere usar 48v. Essa é a voltagem mais alta considerada baixa voltagem "segura" pela maioria das autoridades. Facilita os requisitos de seção transversal do cabo em comparação com 12v. Como é encontrado nos gabinetes de central telefônica e nas mesas de áudio profissional, estão prontamente disponíveis comutadores de reguladores para descer dessa para qualquer outra voltagem.

Não opere seu 12v no mesmo conduíte que qualquer outra linha (120, 240 ou linha telefônica). É perigoso e ilegal.