Попытка запитать 100 Arduino от одной линии электропередачи

Вы уже используете дифференциальную систему сигнализации, которая не учитывает уровень земли, поэтому вам не нужно беспокоиться об этой стороне вопроса.

Что касается распределения мощности, то вам нужна стратегия, известная как регулирование точки нагрузки. Это когда вы подаете более высокое напряжение (но более низкий ток) на одну плату или, в этом сценарии, скорее на группу плат и регулируете эту мощность с помощью импульсного регулятора на более низкое напряжение (5 В) и более высокий ток.

Это имеет то преимущество, что:

• Вы беспокоитесь только о небольших группах Arduino, а не обо всех
• Вы можете использовать более тонкие провода для подачи питания в группу
• Вы получаете меньшие потери от сопротивления провода при высоких токах

Для 100 плат Arduno вам может понадобиться около 10 плат на группу с импульсным регулятором на 3 А для каждой группы, что даст в среднем 300 мА на плату (конечно, в зависимости от ваших текущих потребностей — вы можете захотеть меньше на группу и больше групп, чтобы получить больший средний ток на плату).

В этом примере у вас будет общий предел выходного тока 30 А в 10 секциях при 5 В. Это соответствует (P=V×I) 150 Вт. Таким образом, будет достаточно источника питания 200 Вт 24 В.

При напряжении 24 В мощность 150 Вт потребует 6,25 А (плюс еще немного для учета эффективности регуляторов, поэтому назовем это 8 А — отсюда и желание иметь источник питания мощностью 200 Вт).

Для 3A вам понадобится как минимум провод 24AWG, но желательно значительно толще, может быть, 18AWG. Для 8A для 24V понадобится минимум 15AWG, желательно больше, хотя вам не нужен такой размер на всем протяжении до конца вашей цепи регуляторов. Если бы вы подключили каждый регулятор напрямую к источнику питания по отдельности, то понадобились бы только тонкие провода (абсолютный минимум 30AWG, что очень мало, хотя для минимизации потерь вам бы понадобилось больше, например, 20AWG).

Так что для простоты и для снижения расходов на провод просто придерживайтесь одного размера на всем протяжении, чтобы вы покупали только один калибр провода (чтобы получить большую скидку при покупке большего количества). Вы можете легко использовать:

• 18AWG напрямую от блока питания к каждому регулятору POL (24 В, 0,8 А)
• 18AWG от каждого регулятора POL ко всем Arduino в группе (5 В, 3 А)

Конечно, все это с использованием цифр, взятых с потолка, и вам нужно будет настроить их под ваш конкретный проект, но вы поняли идею — более высокое напряжение для группы, стабилизируйте до 5 В, затем 5 В для каждого Arduino в группе. Вам не нужно беспокоиться о заземлении и т. д., потому что вы используете RS-485.