50 Kameras mit Strom versorgen, wie am besten?

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Autor
50 Kameras mit Strom versorgen, wie am besten?
Suche nach: strom (35534)

    







BID = 927082

clkdiv

Gesprächig



Beiträge: 112
Wohnort: Berlin
 

  


Hallo liebe Leute,

ich habe eine Frage. Ich betreibe eine Konstruktion aus 50 Kameras, die den so genannten Bullet-Time-Effekt erzeugt. Hier sieht man, was das Gerät macht: Klick Mich

Nun möchte ich die Abstände zwischen den Kameras deutlich erweitern und habe ein Problem mit der Stromversorgung.

Die Netzteile der Kameras sind in vier Blöcken á dreizehn Stück in Gehäusen verbaut und es sind jeweils ca. 1,50 Kabel zu den Kameras vorhanden. Der Strom wird über ein "missbrauchtes" USB-Kabel zu den Kameras gebracht und dort über einen Batterie-Dummy in die Kamera eingespeist. Das Kabel von den Netzteilen zur Kamera ist also zwar ein USB-Kabel, es wird aber nur für die Stromversorgung der Kamera genutzt, und nicht als USB-Verbindung.

Die gibt es aber auch noch: Jede Kamera ist per Mini-USB auch noch an einen Rechner angeschlossen. Über dieses USB-Kabel wird die Kamera gesteuert und ausgelesen.

Es kommen also zwei USB-Kabel an der Kamera an: ein "normales" für die Steuerung, ein "missbrauchtes" für die Stromversorgung.

Nun hatte ich am Wochenende das ganze als große Version aufgebaut und hatte mich im Vorfeld auf Probleme mit den Kabellängen bei den Steuerungs-USB-Kabeln eingerichtet. Ich hatte einige USB-Repeater-Kabel dabei und das vorher auch mit einigen Kameras getestet.

Probleme kamen aber von ganz unerwarteter Seite: Ich hatte, um die Stromversorgung zu den Kameras zu bringen, normale USB-Verlängerungen an die "missbrauchten" Stromversorgungs-USB-Kabel angeschlossen, jeweils drei Meter. Erstaunlicherweise ließen sich die Kameras damit nicht starten. Sobald die Kamera das Objektiv ausfährt, geht sie einfach aus. Offensichtlich ist es so, dass die Netzteile die weiteren drei Meter nicht mehr verknusen können.

Jetzt frage ich mich, wie man das Problem am besten beheben kann. Ich könnte jetzt wohl die Netzteile aus den Gehäusen holen und näher an die Kameras heran bringen, aber damit würde ich das Setup, das momentan als kleine Version funktioniert, zerstören.

Deshalb jetzt meine Fragen:

Wäre es vielleicht auch möglich, einen Kondensator in die Kabel zu löten, der die Spannungsspitze während des Herausfahrens des Objektives abfängt?

Oder könnte ich wenigstens größere, stärkere Netzteile kaufen, die dann jeweils dreizehn Kameras (oder auch kleinere Blöcke) versorgen? Vielleicht PC-Netzteile?

Oder hat jemand vielleicht noch eine Idee, wie man den Saft an die Kameras bringen könnte?

Die Kameras sollen wohl 40 Milliampere ziehen, wenn sie mal laufen, die Netzteile, die ich jetzt habe, liefern ca. 5 Volt bei 1,5A. Die Kameras werden einzeln nacheinander eingeschaltet und der interne Blitz wird nie benutzt.

Ich würde mich riesig freuen, wenn ich nicht wieder alles auseinanderbauen müsste, sondern eine Lösung fände, die das bestehende Setup intakt ließe. So etwas wie die Kondensatorlösung wäre sehr gut, aber würde das überhaupt funktionieren, und wenn, welche müsste ich dann nehmen?

Und wenn ich größere Netzteile besorgen müsste, welche sollten das sein?

Ich danke euch sehr!

[ Diese Nachricht wurde geändert von: clkdiv am 26 Mai 2014  8:52 ]

BID = 927083

rasender roland

Schreibmaschine



Beiträge: 1735
Wohnort: Liessow b SN

 

  

40 mA pro Kamera halte ich für sehr optimistisch.
Aus meiner Erfahrung kann ich sagen das USB Kabel zur Stromversorgung
nicht das gelbe vom Ei sind.
Einmal bei der Länge und dann sind die Kontakte nicht sehr zuverlässig.
Das merkt man wenn eine 2,5 " Platte oft benutzt.
Bei den Netzteilen solltest Du aber nicht von 40 mA pro Kamera ausgehen.
Und wenn die Kameras eine DC Buchse haben solltest Du diese nutzen.

_________________
mfg
Rasender Roland

[ Diese Nachricht wurde geändert von: rasender roland am 26 Mai 2014  9:05 ]

BID = 927084

clkdiv

Gesprächig



Beiträge: 112
Wohnort: Berlin

Hallo und danke für die Antwort!

Die Kameras haben keine DC-Buchse sondern werden über einen Batterie-Dummy mit Strom versorgt, an dem ist ein USB-A Eingang. Ich bin deshalb jetzt auch definitiv an diese USB-Kabel gebunden, ansonsten hätte ich einen riesigen Aufwand, im Prinzip einen Neubau. Deswegen suche ich ja gerade nach einer Lösung.

Vielen Dank.

BID = 927085

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12742
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Offensichtlich ist es so, dass die Netzteile die weiteren drei Meter nicht mehr verknusen können.
Das Netzteil liefer ja nur die Spannung und ist nicht für den Spannungsabfall auf der Leitung verantwortlich.


Zitat :
Die Kameras sollen wohl 40 Milliampere ziehen
Wenn der Objektiv-Motor arbeitet wohl etwas mehr. Miss das doch mal nach.


Zitat :
einen Kondensator in die Kabel zu löten, der die Spannungsspitze während des Herausfahrens des Objektives abfängt?
Wenn schon, müssten sie an jeder Kamera hängen, und zwar möglichst nah. Anderenfalls hast du überhaupt nichts gekonnt.
Die müssten aber ziemlich groß sein, um dem durch den Motor verursachten Spannungsabfall entgegenzuwirken:

Bei 50mA Stromaufnahme über 1s und einen Spannungsabfall von 500mV angenommen landen wir bei 100mF (-> Supercap).
Ganz schöner Aufwand, außerdem wird das Netzteil beim Einschalten mit enormen Ladeströmen der Kondensatoren beaufschlagt.
Zweckmäßiger wäre da, wie immer, die Verwendung geeigneter Leitungen.





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Theoretisch gibt es zwischen Theorie und Praxis keinen Unterschied. Praktisch gibt es ihn aber.

BID = 927086

clkdiv

Gesprächig



Beiträge: 112
Wohnort: Berlin

Hallo und vielen Dank!

Das stimmt sicher, das mit den geeigneten Leitungen. Das Problem ist, dass die jetzigen Leitungen auf einer Platine fix aufgelötet sind und die Batterie-Dummies mit USB-A-Buchsen ausgestattet sind.

Ich muss also an den Buchsen der Kameras mit USB-A ankommen. Ich könnte nun "anständige" Kabel auf die Platinen löten, ok, aber dann müsste ich an 50 Kabelenden auch noch USB-A-Stecker anlöten. Erschwerend kommt hinzu, dass in dem Kabel, das die Stromversorgung der Kameras leitet, die Datenkabel durchaus auch noch benutzt werden. Darüber läuft nämlich das Signal, um die Kameras auszulösen. Hört sich jetzt seltsam an, es ist aber so. Die Kameras werden ausgelöst über ein Signal, das sie über den Batterie-Dummie erhalten. Das ist ein Hack, der auch wunderbar funktioniert, solange die Kabel nicht zu lang sind. JEdenfalls sind alle vier Litzen des USB-Kabels benutzt, d.h. ich hätte 200 Lötstellen auf der Platinenseite und 200 Lötstellen an den USB-Steckern, um die anständigen KAbel in Anschlag zu bringen. Das ist ein ziemlicher Brocken.

Also, wenn die Kondensator-Lösung nicht geeignet ist, dann würde mich interessieren, was ich sonst machen könnte. Was spricht dagegen, die jeweils 13 Netzteile gegen ein oder mehr stärkere auszutauschen?

Vielen herzlichen Dank!

[ Diese Nachricht wurde geändert von: clkdiv am 26 Mai 2014 10:08 ]

BID = 927088

BlackLight

Inventar

Beiträge: 5321


Zitat : clkdiv hat am 26 Mai 2014 10:04 geschrieben :
Also, wenn die Kondensator-Lösung nicht geeignet ist, dann würde mich interessieren, was ich sonst machen könnte.
Du könntest mal den Gleichstromwiederstand deine USB-Verlängerungen ausmessen und die mit "Qualitätsware" vergleichen. Ich vermute, dass da jemand auf den Preis geschaut hat und USB-Kabel mit kaum Kupfer geordert hat. (Nur so eine Vermutung und bitte nicht angegriffen fühlen.)

BID = 927089

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12742
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Also, wenn die Kondensator-Lösung nicht geeignet ist,
Sie ist zumindest sehr unpraktisch.


Zitat :
Was spricht dagegen, die jeweils 13 Netzteile gegen ein oder mehr stärkere auszutauschen?
Nichts, nur bringt es eben auch nichts, wie ich schon schrieb.
Selbstzitat: Das Netzteil liefer ja nur die Spannung und ist nicht für den Spannungsabfall auf der Leitung verantwortlich.

Du brauchst ein hinreichend starkes (gerne auch großzügig überdimensioniertes 5V Netzteil) Netzteil und mehrere Verteilerstationen. Die Verteilerstationen fährst du dann mit "großem Querschnitt" (bspw. Lautsprecherleitung 2x2,5*) an. Von dort kannst du mit kurzen USB-Leitungen zu den Kameras.

*) Wenn die maximale Stromaufnahme der Kamera und die maximale Länge der Verbindung bekannt sind, kann der Wert sicher noch optimiert werden.




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BID = 927090

clkdiv

Gesprächig



Beiträge: 112
Wohnort: Berlin

Ok, vielen Dank, das hatte ich schon befürchtet. Ich hatte halt gedacht, dass die stärkeren Netzteile sozusagen die "Hürden" der zusätzlichen drei Meter überwinden könnten, indem sie nicht in die Knie gehen?

Also so wie es aussieht, bleibt mir dann nicht anderes übrig, als entweder die Kabel und vollständig zu tauschen oder die Netzteile näher an die Kameras zu bringen, richtig?

Danke sehr!

BID = 927092

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12742
Wohnort: Cottbus


Zitat :
Ich hatte halt gedacht, dass die stärkeren Netzteile sozusagen die "Hürden" der zusätzlichen drei Meter überwinden könnten
Du verstehst da was grundsätzlich falsch.

Nehmen wir mal an, du hättest ein ideales Netzteil (Ri=0) und einen Leitungswiderstand von 1Ohm. Dann hast du bei einem Stromfluss von 1A nun mal einen Spannungsabfall von 1V. Wieviel Strom das Netzteil zu liefern im Stande ist, ist dabei egal (wir hatten ja eh gesagt, dass es ideal sein soll)
Geregelte Netzteile kann man auch weitgehend als ideal ansehen*, da sie ihre Ausgangsspannung unabhängig vom Laststrom (natürlich nur im Bereich ihrer Möglichkeiten) konstant halten.

Folglich

Zitat :
als entweder die Kabel und vollständig zu tauschen oder die Netzteile näher an die Kameras zu bringen, richtig?
Jup.

Wie gesagt, miss mal die wirkliche Stromaufnahme der Kameras beim Einschalten.
Nur dann lässt sich sagen, ob deine jetzigen Netzteile überhaupt geeignet sind.


Offtopic :
*bitte jetzt keine Diskussion ob der Formulierung vom Zaun brechen




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[ Diese Nachricht wurde geändert von: Offroad GTI am 26 Mai 2014 12:45 ]

BID = 927094

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Wie gesagt, miss mal die wirkliche Stromaufnahme der Kameras beim Einschalten.
Das wird er nicht ohne weiteres können, denn dazu wird man ein Oszilloskop benötigen.

Laufen die Displays der Kameras?
Dann wirst du mit 40mA nicht hinkommen.
Unbekannt ist vor allem, wie hoch der Stromverbrauch in dem Moment ist, in welchem die Kamera das Bild auf ihren internen Speicher schreibt.


Zitat :
Erschwerend kommt hinzu, dass in dem Kabel, das die Stromversorgung der Kameras leitet, die Datenkabel durchaus auch noch benutzt werden. Darüber läuft nämlich das Signal, um die Kameras auszulösen.
Das ist in der Tat erschwerend, weil durch den Spannungsabfall in der Minusleitung die Signalpegel u.U. bis zur Unkenntlichkeit verfälscht werden.

Funktioniert der Aufbau denn, wenn nur einzelne Kameras genutzt werden, oder gibt es da auch schon Probleme?

P.S.:
Zitat :
Es kommen also zwei USB-Kabel an der Kamera an: ein "normales" für die Steuerung, ein "missbrauchtes" für die Stromversorgung.
Das hatte ich übersehen.

In diesem Fall würde ich zunächst versuchen die Versorgungsspannung geringfügig höher einzustellen, aber nicht höher als die maximal zulässigen 5,25V.


P.P.S.:
Zitat :
d.h. ich hätte 200 Lötstellen auf der Platinenseite und 200 Lötstellen an den USB-Steckern, um die anständigen KAbel in Anschlag zu bringen. Das ist ein ziemlicher Brocken.

Also, wenn die Kondensator-Lösung nicht geeignet ist,..
Die Kondensatoren könntest du ja auch nicht einfach im Karton liegen lassen sondern müsstest sie mit mindestens 100 Lötstellen anschliessen.


[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 26 Mai 2014 14:48 ]

BID = 927104

clkdiv

Gesprächig



Beiträge: 112
Wohnort: Berlin

Hallo und vielen Dank für die Tips!

Nur um Missverständnissen vorzubeugen: Das "missbrauchte" USB-Label dient einerseits dazu, die Stromversorgung der Kamera sicherzustellen, und andererseits dazu, das Trigger-Signal zur Kamera zu befördern. Es hat also überhaupt gar nichts mit der USB-Spezifikation zu tun, außer dass USB-Stecker dran sind.

Die benutzten Netzteile sind speziell für diese Kameraserie und sie haben einwandfrei gearbeitet, bis ich sie verlängern wollte. Ich vermute, sie sind gerade so bis 1,50 Meter ausgelegt, nicht mehr. Es sind allerdings die totalen Chinakracher, Nachbauten der originalen Canon-Geräte, mit sehr unterschiedlichen Durchmessern in den Kupferleitungen. Ich habe ein einziges Canon-Netzteil, und das hat einen ca. 4-fachen Querschnitt der Adern.

Gut, ich bin jetzt am überlegen, was ich tun soll. Wenn ich es richtig verstehe, könnte ich testweise mal ein Labornetzteil benutzen und die Spannung etwas erhöhen?

Die Kameraakkus bringen 3,7 Volt, die Netzteile etwa 5,8 Volt ohne Last. Was denkt ihr, was könnte ich gefahrlos probieren? Es wäre tatsächlich eine gute Lösung, wenn ich die Stromversorgung einfach austauschen könnte und die gesamte Verkabelung so belassen wie sie ist.

Danke!



[ Diese Nachricht wurde geändert von: clkdiv am 26 Mai 2014 16:59 ]

BID = 927106

Offroad GTI

Urgestein



Beiträge: 12742
Wohnort: Cottbus


Zitat :
die Netzteile etwa 5,8 Volt ohne Last.
Phu, dass sieht nicht nach geregelten Netzteilen aus. Außer natürlich eine um 16% größere Ausgangsspannungs gilt neuerdings als geregelt
Die sind wohl ein Fall für die


Zitat :
was könnte ich gefahrlos probieren?
Die 5,8V könnten schon zuviel werden.


Zitat :
und die gesamte Verkabelung so belassen wie sie ist.
Didd wird aber nun mal offensichtlich nichts.

P.S.:
Hast du ein Labornetzteil und ein halbwegs brauchbares Multimeter? Dann könnest du ja mal den tatsächlichen Querschnitt der USB-Leitungen bestimmen.



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BID = 927107

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
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Zitat :
Das "missbrauchte" USB-Label ... hat also überhaupt gar nichts mit der USB-Spezifikation zu tun, außer dass USB-Stecker dran sind.
Die Verwendung des gleichen Steckers ist nicht schön, denn dadurch kann man die Leitung kaum mit deutlich höherer Spannung betreiben.
Wenn du das doch machst, dann kannst du darauf warten, daß z.B. eine Putzfrau evtl. herausgefallene Kabel falsch wieder einsteckt und so die Kamera schrottet.

Normalerweise würde man wohl die Speiseleitungen mit höherer Spannung betreiben, und dann erst an der Kamera mittels eines Festspannungsreglers, wie dem 7805, die benötigten 5V herstellen.


Zitat :
Die Kameraakkus bringen 3,7 Volt,
Warum hast du die überhaupt heraus geworfen?
Ich könnte mir vorstellen, dass die auch über den normalen USB-Anschluß der Kamera nachladen.

Anstatt die 5V-Speisespannung mit Kondensatoren zu stützen, wie du es vor hattest, könntest du es besser einmal mit Akkus versuchen.
Mit 4 der mittlerweile verbotenen NiCd-Zellen geht das einwandfrei.
Ob es mit NiMH-Akkus auch geht, weiß ich nicht, es käme auf einen Versuch an.
NiMH-Akkus haben eine sehr ähnliche Spannungslage, aber man soll sie nicht vollständig entladen, während dies bei NiCd-Akkus der ideale Lagerzustand war.

BID = 927489

clkdiv

Gesprächig



Beiträge: 112
Wohnort: Berlin

Hallo und vielen Dank,

also die Akkus werden nicht über USB geladen. Die Verwechslung der "normalen" USB-Kabel mit den missbrauchten durch die Putzfrau ist nicht zu befürchten, das eine ist USB-A, das andere Mikro-USB. Die Verwendung der 7805 habe ich kurz in Erwägung gezogen, aber nun habe ich getestet und die billigen USB-Kabel testweise durch 0,75mm Querschnitt ersetzt.

Sofort waren alle Probleme verschwunden, sogar 10m waren kein Problem.

Jetzt würde ich also doch gerne die USB-Kabel durch 0,75er ersetzen, habe dazu aber eine Frage: Es gibt ja einerseits die 2 Adern für die Stromversorgung, andererseits 2 Adern zum Triggern der Kameras.

Das Triggern erfolgt durch Arduinos, 5 Volt high/low. Über die Triggeradern geht also nur hin und wieder mal Strom. Muss ich mir nun Gedanken über eine Abschirmung machen? Ich würde ein vieradriges Kabel mit 0,75er Querschnitt nehmen, oder sogar 1mm, und alle billigen Kabel ersetzen. Aber muss ich irgendeine Schirmung achten?

Danke euch sehr!


BID = 927496

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
muss ich irgendeine Schirmung achten?
Ich denke, daß das nicht nötig sein wird, aber vielleicht solltest du 100 Ohm Widerstände in die Steueradern legen, damit nicht die I/O-Pins von Arduino oder Kamera durch unklare Masseverhältnisse geschrottet werden.


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