Ciao,
scusate, sto per fare una domanda stupidissima e mi sotterrerete....
Ho un alimentare da 120W a 24V da 5A. Devo alimentare delle sonde arduino che consumano 250mA e uso un convertitore switching step-down da 24V a 7V
Quante sonde posso alimentare col mio alimentatore?
Io faccio un conto considerando i Watt che consuma ogni sonda (0.250 x 7) ovvero circa 1.75Watt (considerando un fattore di potenza 1:1 anche se magari poi è un po meno, ma forse non tanto con lo step down switching). A quel punto con 120W potrei in teoria alimentare 120 / 1.75 = 68 sonde.
Non so se vanno visti solo gli Ampere ignorando i V, quindi con 5A posso alimentare 20 sonde che consumano 0.25A
Sicuramente qualcosa è sbagliato; mi aiutate a capire un pochino?
Sono un neofitissimo 
Se ogni sonda possiede il suo step down, supponendo un rendimento medio di quest'ultimo del 80%, puoi pensare per ogni "ramo" assorba circa 2.1W, quindi il numero di sonde teoricamente possibili è 120 / 2.1 ~= 57.
Ovviamente conviene non assorbire oltre 100W dal tuo alimentatore per allungargli la vita.
ok grazie. quindi è giusto fare un calcolo in watt assorbiti. In questo caso il fattore di potenza (quello che fa a volte differire i Watt da VoltAmpere) non c'entra nulla, vero?
Altra domanda "collaterale": se non usassi lo step down, ma alimentassi gli arduino con un alimentatore a 12V sempre da 120Watt quanti Arduino potrei alimentare? ho capito che l'LDO a bordo di arduino non è switching e la differenza di wattaggio tra input e output (5V) la dissipa in calore, quindi in questo caso potrei quasi dire che sta consumando .25A per 12V = 3Watt?
Il fattore di potenza o cos(fi) ha senso solo con correnti alternate e rappresenta l'eventuale anticipo o ritardo della corrente rispetto alla tensione.
Questo avviene nel caso di carichi induttivi o capacitivi.
Avendo tu parlato di step down, ho dato per scontato che ti riferissi a correnti continue.
Quando si prevede di alimentare molti dispositivi, un aspetto da prendere in considerazione è la caduta di tensione lungo la dorsale di alimentazione, dovuta alla lunghezza delle tratte, la loro sezione ed alla corrente che circola in esse.
A parità di potenza erogata (P = V x I), più alta è la tensione, minore sarà la corrente e, di conseguenza, la potenza dissipata in calore ovvero la caduta di tensione.
Quindi, usare un alimentatore da 12V al posto di quello da 24V più gli step down non è una buona idea, poiché non solo dovrai prevedere cavi di dorsale a sezione più grande, ma perderai in efficienza per la dissipazione termica del regolatore lineare di ciascun Arduino.
Infatti, come da calcolo da te fatto, la dissipazione è circa doppia (3W) e quindi potresti montare la metà dei dispositivi.
ciao, si mi è chiaro il concetto della caduta di tensione e il fatto che ho meno cadute di tensione aumentando la tensione (e/o quantomeno non sono costretto ad aumentare la sezione dei cavi).
Mi stavo riferendo solo a quanto accade a valle, ovvero se arrivo con 12V puliti (netti/reali) sull'arduino cambia qualcosa nei consumi se anzichè usare lo step-down switching utilizzo direttamente il Vin di arduino che non è switching?
Qual'è la differenza nei consumi se è vero (come ho letto qui in giro) che il voltaggio (o meglio potenza inutilizzata) in eccesso viene smaltito in calore?
cambia, appunto, il calore prodotto ... se entri con 7V, il regolatore lineare su arduino dovra' dissipare in calore solo 20.25=0.5W ... se entri con 12V, dovranno dissipare 70.25=1.75W ... cioe' scalderanno due volte e mezza di piu ...
Inoltre sara' tutta energia "consumata" per nulla, perche' dispersa in calore ... mentre gli step-down, essendo switching, "prendono" dall'alimentatore principale solo la parte di energia necessaria a generare i 7V in uscita (piu il loro consumo interno, ma e' fra il 15 ed il 20% del totale, dipende dall'efficenza dello switching), per cui alla fine il tutto consumera' di meno ...
Perfetto, grazie. Volevo essere sicuro di aver ben inteso che lo switching dissipa molto meno e che funziona come hai ben spiegato.
Avendo uno switching regolabile mi conviene tarare l'output a quanto? 6.5 è troppo azzardato considerando che magari qualche microcalo di tensione mi puo resettare arduino?
Puo poi aver senso uscire direttamente a 5v su ingresso 5v anzichè passare dal vin di arduino o meglio utilizzare quest'ultimo come filtro? La seconda di sicuro, se n'era gia parlato in un altro thread
l'1117 usato su arduino richiede una tensione minima in ingresso di almeno 1.25V piu alta di quella che deve dare il uscita, per funzionare correttamente ... 6.5V andrebbero anche bene, se fossero garantiti, ma per precauzione stai fra 6.8 e 7 V, cosi non avrai problemi anche in caso di fluttuazioni ...
Non e' invece il caso di uscire direttamente a 5V verso arduino, perche' gli switching generano sempre un po di disturbi sull'uscita ... se salti i filtri del regolatore lineare, mandi i disturbi sull'alimentazione della logica, se invece passi attraverso il lineare a bordo, questo ed i suoi filtri ripuliscono ulteriormente l'alimentazione, ed alla fine avrai meno problemi ...
nel mio caso si mettono dei filtri a bordo della PCB subito dopo l'alimentatore switching; conviene comunque avere un ulteriore regolatore che fa da extra filtro? (anche se spreca un altro pò di energia producendo calore e interferendo un pochinino con le sonde)