Alimentación de dispositivos en cascada

#1
Hola. Pregunta de novato, novato.

Supongamos que tengo un dispositivo que se alimenta con 5 V, 1 A, algo así como un circuito tipo Arduino. Este dispositivo tiene a la entrada un regulador de tensión para asegurar que solo recibe esos 5 V.

Pregunta: ¿Puedo colocar en cascada 20 de estos dispositivos, alimentados con 100 V, 1 A?

La idea es conectar la tierra de un dispositivo con la entrada del siguiente de tal manera que el amperio circule por todos los dispositivos. Naturalmente, ya sé que habrá pérdidas por calor, radiación, etc., pero lo puedo compensar con un 0,1 o 0,2 A más a la entrada.

¿Esto es posible? ¿Qué características debería cumplir el regulador de tensión o la parte de alimentación del dispositivo?

Montaje práctico: alimentar 40 Raspberry Pi para formar un cluster.
 

Dr. Zoidberg

Well-known-Papá Pitufo
#2
¿Puedo colocar en cascada 20 de estos dispositivos, alimentados con 100 V, 1 A?
Y...no se puede. Si necesitás 20A y le metés una fuente de 1A no vas a llegar ni en avión, por más que tenga 100V. La alimentación es en paralelo, no en serie, así que necesitás 20 fuentes de 5V 1A o una fuente de 5V 20A


La idea es conectar la tierra de un dispositivo con la entrada del siguiente de tal manera que el amperio circule por todos los dispositivos.
:oops::oops::oops::oops:
Si vos intentás conectarlos en serie, tenés que garantizar que sobre cada regulador caen exactamente 5V, cosa que es mentira por que en cada regulador cae lo que sobra entre la entrada (100V) y la salida (5V) y con 1A disiparías 95watts...suponiendo que el primer regulador no se queme con una tensión de entrada taaan alta...y te garantizo que vuela.
Por otra parte, si tu idea funcionara (que no lo hace) tendrías cada GND "levantada" en 5V de la siguiente, con lo que no podrías interconectar los Raspi entre sí, a riesgo de poner en corto cada regulador.

No le des vueltas: poné 20 fuentes de 5V 1A o una fuente de 5V 20A con 20 conectores USB en paralelo.
 
#3
Si pero no.
Si fueran o fuesen todos de 1A constante, seguramente iría.
Pero los arduinos o semejantes tienen consumos tremendamente cambiantes y fluctuantes.
Luego habría que extremar el cuidado en su uso porque no tienen masas comunes, se me ocurre que todo debería de ir optoacoplado.

Corolario . Un reductor conmutado con entrada de alta tensión, yo compré unos integrados para un proyecto con 70V de entrada. Al final no los usé y los tengo guardados. Hasta 30V hay a patadas, pero conforme sube la tensión la cosa se complica, pero deben de haber para 100V
 
#4
Hola. Pregunta de novato, novato.

Supongamos que tengo un dispositivo que se alimenta con 5 V, 1 A, algo así como un circuito tipo Arduino. Este dispositivo tiene a la entrada un regulador de tensión para asegurar que solo recibe esos 5 V.

Pregunta: ¿Puedo colocar en cascada 20 de estos dispositivos, alimentados con 100 V, 1 A?

La idea es conectar la tierra de un dispositivo con la entrada del siguiente de tal manera que el amperio circule por todos los dispositivos. Naturalmente, ya sé que habrá pérdidas por calor, radiación, etc., pero lo puedo compensar con un 0,1 o 0,2 A más a la entrada.

¿Esto es posible? ¿Qué características debería cumplir el regulador de tensión o la parte de alimentación del dispositivo?

Montaje práctico: alimentar 40 Raspberry Pi para formar un cluster.
una monstrusidad .
total.
de donde lo mires.
y es de conceptos.

1 -- si quisieras hacer esa locura, lo que deberias "compensar" es la tension y no la corriente la cual por ser una serie seria igual en todo .
2--- es una serie., hace practicas con series y veras de que estas hablando.
3 --- como lo calculas ? creo que ( y siguiendo la locura) , como es una serie gigante necesitas que SIEMPRE circule la corriente maxima necesaria, aunque solo un equipo lo este solicitando , esta circulara por algun tipo de by pass de las demas....
en fin, de locos.
y eso sin pensar que pasa si algo pasa, por que no haras que CADA MODULO sea capaz de soportar 100 v , por sea caso..

4 ---LO QUE ES:
Ssi queres usar una fuente comun , pues:
trafo comun ( para obtener comodo los 5 v y ( 1amper * numoero de modulos) y listo
de ahi en mas todo independiente ( es mas barato modulos de 1 amper que querer hacer uno solo de 20 y ademas, la independencia es salud , (decia un catalan)) .

hace como hago yo: dejatelo en la cabeza, pensalo, pensalo y dibuja pros y contras terminaras dandote cuenta de el absurdo y entendiendo el asunto.
------- Mensaje actualizado: -------

Y..una fuente de 5V 20A con 20 conectores USB en paralelo.
ah.. esa, si, me olvide que son comunes, de fuente de PC y eso.
(y)
 
#5
Si vos intentás conectarlos en serie, tenés que garantizar que sobre cada regulador caen exactamente 5V, cosa que es mentira por que en cada regulador cae lo que sobra entre la entrada (100V) y la salida (5V) y con 1A disiparías 95watts...suponiendo que el primer regulador no se queme con una tensión de entrada taaan alta...y te garantizo que vuela.
La pregunta iba también relacionado con qué tipo de alimentación haría falta.

La idea era... que la corriente sea la misma la que pasa por todos los disp., y la caída de tensión también. La cuestión es si, desde fuera, desde el punto de vista de la alimentación externa, "ve" una caída total de 100 V y 1 A.

A ver... sigo con mi "loco" razonamiento...

En todos nuestros circuitos, cuando queremos poner un par de led o bombillas, sabemos que la tensión cae un poco en cada una de ellos, así que al final redondeamos la caída de 5 V en una resistencia adjunta, que además nos asegura la limitación de corriente. Bueno... ¿cómo sabe, cada uno de estos elementos, en qué posición se encuentra? No lo saben. Solo se sabe que la corriente pasa por todos ellos, y que en cada uno cae una parte de la tensión.

Bueno... pues yo quiero colocar 20 de esos dispositivos, que consuman la misma corriente y la misma caída de tensión.

Por otra parte, si tu idea funcionara (que no lo hace) tendrías cada GND "levantada" en 5V de la siguiente, con lo que no podrías interconectar los Raspi entre sí, a riesgo de poner en corto cada regulador.
Humm.... para el dispositivo número 1, que recibe la primera caída de tensión, a la salida de su regulador interno de tensión, ¿cómo saben los electrones que están realmente a 100 V con respecto a tierra?
 
#6
Si, si fuesen todos de consumo idéntico si que sería posoble, pero no lo van a ser en ninguna circunstancia.
A eso le di vueltas para, por ejemplo tener dos cargadores YUSB enel mechero del coche; si pones un 7805 quemas 7V 1A... luego si de ahí aprovechas por ejemplo otros 5V y 500mA eso que te encuentras...
Se podría diseñar un circuito "shunt" paralelo a cada etapa que compensase las corrientes... al final mas caro el collar que el galgo.

Regulador conmutado y todos con masa común.
 

Dr. Zoidberg

Well-known-Papá Pitufo
#7
Humm.... para el dispositivo número 1, que recibe la primera caída de tensión, a la salida de su regulador interno de tensión, ¿cómo saben los electrones que están realmente a 100 V con respecto a tierra?
El problema no es el primero, sino el segundo y todos los que le siguen...
Y no te confundas: los reguladores son cuadripolos y la corriente que circula entre los terminales de entrada no tiene nada que ver con la que se transfiere desde la entrada a la salida. De igual forma, la tensión en los terminales de entrada no tiene mucho que ver con la tensión de salida, así que si querés hacer una "guirnalda" de reguladores en serie, en los terminales que se conectan en serie puede haber cualquier tensión y circular una corriente muy pequeña, y además son variables no-lineales.
 
#8
Bueno, después de unos días de investigación, jugar con el Proteus, y molestar a varios gurús, se llega a una interesante conclusión.

Si... y solo si... TODOS los circuitos fueran exactamente iguales, Y el consumo, en cada uno de ellos, fuera exactamente el mismo, entonces SÍ que se podría crear un circuito como el que comento (poner en serie todos los circuitos, conectando los negativos a positivos del siguiente).

El problema... es que se trata de una situación demasiado ideal: basta con que en un circuito se consuma un poco más o de menos, para que influya en las caídas de tensión de todos los demás.

Habría una posibilidad de regular ese consumo... sería el de colocar un diodo zener, de tal manera que si el circuito no consumo todo lo que debe, fuera el diodo zener el responsable de hacer ese "gasto". Pero... estaríamos hablando de un diodo de los gordos.

Estoy preparando un esquema para que veáis cómo debería ser. De todas maneras, lo recomendado es lo que ya habéis comentado antes: un único alimentador que entregue los 5 V, y repartir la corriente entre todos los circuitos, conectándolos en paralelo.
 
#9
Bueno, después de unos días de investigación, jugar con el Proteus, y molestar a varios gurús, se llega a una interesante conclusión.

Si... y solo si... TODOS los circuitos fueran exactamente iguales, Y el consumo, en cada uno de ellos, fuera exactamente el mismo, entonces SÍ que se podría crear un circuito como el que comento (poner en serie todos los circuitos, conectando los negativos a positivos del siguiente).
El problema... es que se trata de una situación demasiado ideal: basta con que en un circuito se consuma un poco más o de menos, para que influya en las caídas de tensión de todos los demás.
Es una situación inestable. Los transitorios de conexión deben ser iguales, los consumos deben ser iguales todo el tiempo... Conectarlos sin nada extra es una bomba de tiempo.


Habría una posibilidad de regular ese consumo... sería el de colocar un diodo zener, de tal manera que si el circuito no consumo todo lo que debe, fuera el diodo zener el responsable de hacer ese "gasto". Pero... estaríamos hablando de un diodo de los gordos.
El regulador shunt típico-sencillo es un 1zener+1transistor+1resistencia. El transistor es quien se "come" la corriente y debe llevar disipador .

Siendo que cada circuito ya lleva un regulador, el regulador shunt no debe regular a 5V sino cerca de la tensión máxima admitida.
En condiciones normales, trabajarán solo aquellos conectados a las placas de menor consumo.
 
#10
Como los arduinos son baratos, montalo y nos lo cuentas a ver si funcionan o no...
Sería complicado incluso programarlo porque al tener masas comunes a distinto potencial, ni el USB se podría conectar a un PC de sobremesa. Si es un portátil con baterías si.
 
#11
Bueno, después de unos días de investigación, jugar con el Proteus, y molestar a varios gurús, se llega a una interesante conclusión.

Si... y solo si... TODOS los circuitos fueran exactamente iguales, Y el consumo, en cada uno de ellos, fuera exactamente el mismo, entonces SÍ que se podría crear un circuito como el que comento (poner en serie todos los circuitos, conectando los negativos a positivos del siguiente).

...
Aunque fueran todos iguales, serian Arduinos autistas que no podrian hablar con nadie. El Arduino numero 3 de la serie, por dar un ejemplo, estaria dando a su salida (suponiendo niveles CMOS de 5V) aproximadamente 10V en estado bajo y 15V en estado alto

Y con quien puede hablar un dispositivo electronico digital cuya salida entrega valores de entre 10 y 15V? Con nadie.
Si, se podria poner optoacopladores a CADA entrada y salida, ademas de tener que suponer el caso ideal de que todos consumen lo mismo. De la misma manera podria empujar mi auto hasta la cima del Aconcagua y despues viajar unos cuantos minutos sin gastar nafta. O poner 10 motores de Fiat 600 "en paralelo" para construir un motor de Formula 1.

Como dato adicional, el operador que tocara los Arduinos altos de la serie sufre un riesgo serio de electrocucion en continua. Y como ya dijo Scooter, programarlos desde una PC de escritorio seria una mision imposible.
 
Última edición:
#13
Pero sí puedo poner servos, relés, display, botones, wi-fi... cualquier cosa que no implique un intercambio directo de señal.
Es relativo. Poner botones, por ejemplo, que estan en contacto con un operador a potenciales cercanos a los 100V es una manera segura de crearse problemas.

De todos modos me parece una idea sumamente absurda e irrealizable, es entendible que la preguntes por primera vez pero no veo tan entendible el buscarle un marco teorico en el que funcionaria, porque como ya te han dicho, tal marco teorico es harto inestable. Puedes poner reles, wi-fi, optoacopladores... igual lo mas probable es que en el encendido el sistema haga kaputt con humo y todo.

Si no me equivoco tu fuerte es el SW. Puedo hacer un programa que tenga cientos de punteros no inicializados? La probabilidad de que ese programa ande es algo asi como un millon de veces superior a la probabilidad de este sistema de no quemarse. Y el interes en analizar si tal sistema podria llegar a funcionar, ya sea poniendo dispositivos en serie o dejando sin inicializar adrede cientos de punteros, es absolutamente nulo.
 
Última edición:
#14
el UNICO motivo posible en hacer eso es el ahorro de energia, suponiendo que tengo una fuente unica de 100 v y de locas quiero conectar muchos circuitos.

PERO entre que si se cae alguno de esta serie deberia de actuar un modulo ( simplifiquemoslo llamandolo DZ que NO es tan asi ni a palos ya que hay que preveer no solo la posibilidad de consumo variable ,sino que tambien que se ponga en corto o se abra) .>>> para eso >>> esas fuentes switching up o down que son super eficientes y baratas y alimentas COMO CORRESPONDE gastando lo minimo .
gastas MENOS que en esa ridicula serie + su proteccion estrambotica.

encima, no perdes la masa comun donde haga falta.

A VER CHE... una serie es una serie, yo no se mucho de electronica arduinesca, pero una serie es una serie, como lamparitas de navidad ( y peor que si fuesen de leds) >>> se te abre una y te quedaste sin nada, se te pone una en corto le cae mas tension a las demas....
 
#15
Es que eso es parte de mi pregunta: ¿qué tipo de circuitería extra sería necesaria poner delante (o detrás) del regulador de tensión de cada dispositivo (o sustituyéndolo completamente) para conseguir esa estabilidad.
 

Dr. Zoidberg

Well-known-Papá Pitufo
#16
Es que eso es parte de mi pregunta: ¿qué tipo de circuitería extra sería necesaria poner delante (o detrás) del regulador de tensión de cada dispositivo (o sustituyéndolo completamente) para conseguir esa estabilidad.
Te recom:endo que ni te gastes en ese invento. Te va a salir mas caro el collar que el perro, con el riesgo de volar todo ante el minimo error.
Es una solucion, conceptualmente, muy mala.
 
#17
Mas alla de la locura de hacerlo así, si fuesen luces de los arboles de navidad no habría problemas ya que así se hacen, pero en tu caso no!! los led de los tv tienen una fuente de corriente constante ya que por mas que sean todos iguales, los consumos reales no lo son, pero suponiendo que lo hicieras, que las salidas o entras de dichos arduinos, no pueden vincularse en ningún lugares, tendrían que estas aislados totalmente, ya que la misma masa de entra de fuente es la misma que la masa de referencia en las entrada y salidas.
 
#18
Es que eso es parte de mi pregunta: ¿qué tipo de circuitería extra sería necesaria poner delante (o detrás) del regulador de tensión de cada dispositivo (o sustituyéndolo completamente) para conseguir esa estabilidad.
Algo así, la tensión de los reguladores debe ser cercana a la máxima admitida por la placa y la tensión de alimentación menor que su suma.
Los transistores que trabajen van a calentar --> deben estar sobre un disipador. Salvo claro, que la corriente sea bastante menos de 1A.
Seriesyseries2.jpg

Pero ojo, yo tampoco lo considero buena solución porque no tenés una masa común. Cualquier derivación accidental a masa de cualquiera de las placas (bueno, menos la última) será destructiva.
 

DOSMETROS

Insipient Constructor
#20
Solo a los efectos de experimentar , había pensado lo mismo que Eduardo con zeners de 5 W, digamos reguladores paralelo en serie . . .

Digamos que lo más razonable sería para leds o lamparitas o calefactores . . .
 

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