Si el vostre transformador es troba a prop de la piscina i els cables són inferiors a 10-15 metres, 12 V funciona bé. Si els recorreguts són més llargs o si hi ha diversos llums que comparteixen un circuit, especifiqueu 24 V. Amb la mateixa potència, un sistema de 24 V consumeix la meitat del corrent d'un sistema de 12 V, de manera que la pèrdua de potència del cable cau en un factor de quatre i la caiguda de tensió a la meitat. La trampa de caiguda de tensió no és la tensió nominal en si - sinó cables de mida inferior, connectors-encadenats en margarida i transformadors situats massa lluny de la piscina. Quan la tensió que arriba al controlador de LED cau per sota de la seva finestra d'entrada, s'obtenen atenuació, canvi de color, parpelleig i fallada prematura del controlador. Calculeu la caiguda abans d'especificar, no després d'omplir la piscina.
Per què importa la caiguda de tensió en un circuit de llum de piscina?
Cada metre de cable té resistència i cada connexió afegeix una mica més. El corrent que travessa aquesta resistència produeix una caiguda de tensió (V=I × R), de manera que la tensió a l'extrem més llunyà és menor que al transformador. El controlador LED de la llum necessita una tensió d'entrada mínima per mantenir el seu corrent de sortida constant. A 12 V, el marge és prim: perdre 2-3 V és una pèrdua d'un 20-25%, la qual cosa fa que molts controladors fora de les especificacions. Els resultats són llums predictibles - que s'enfosqueixen a mesura que s'encenen altres càrregues, blancs que es desplacen cap al groc, controladors que es reinicien i controladors que fallen abans d'hora perquè s'executen al límit del seu rang de funcionament.
12V vs 24V: el que realment canvia
Reduir el corrent a la meitat ho canvia tot, perquè la pèrdua en un cable s'escala amb el quadrat del corrent (P=I²R). Una llum de 24 V amb la mateixa potència consumeix la meitat del corrent, de manera que les pèrdues de cable són una quarta part de la xifra de 12 V. Utilitzant números rodons per a una llum de 60 W en un cable de 25 m amb conductors de 2 × 1,5 mm²: a 12 V la caiguda és d'uns 3 V - 25% del nominal. A 24 V és d'aproximadament 1,5 V - 6%, còmodament dins de la majoria de finestres del controlador.
| Paràmetre | Sistema de 12 V | Sistema de 24 V |
|---|---|---|
| Corrent a 60 W | 5.0 A | 2.5 A |
| Caiguda de tensió, recorregut de 25 m (2×1,5 mm²) | ~3.0 V (25%) | ~1.5 V (6%) |
| Pèrdua de potència del cable en aquest recorregut | ~15 W | ~3.8 W |
| Carrera màxima pràctica (típica) | 10–20 m | 30–50 m |
| Estabilitat de brillantor en tirades llargues | Caus visibles | Estable |
| Es requereix tolerància d'entrada del conductor | Més ajustat (típic de 9 a 15 V) | Més fluix (típic de 18 a 30 V) |
Com calcular la caiguda de tensió abans de fer la comanda
Utilitzeu la fórmula senzilla: Vdrop=2 × L × I × R, on L és la longitud del cable-unidireccional en metres, I és el corrent per llum (més qualsevol càrrega-encadenada) i R és la resistència per metre d'un conductor (uns 11,5 mΩ/m per a 1,5 mm², 6,9 mΩ.4Ω/m² per a 6,9 mΩ. 4 mm²). El factor 2 té en compte els conductors de sortida i retorn.
Regla general: mantenir la caiguda de tensió total per sota del 5% de la tensió nominal (0,6 V a 12 V, 1,2 V a 24 V). Si el vostre càlcul supera això, augmenta la mida del cable, escurça el recorregut o canvia a 24 V. Afegiu també un marge d'entre el 20 i el 30% a la qualificació de VA del transformador: els controladors treuen més a l'inici i els transformadors s'escalfen i baixen dins dels recintes.
Dos refinaments fan que el càlcul sigui honest. En primer lloc, mesura l'execució real - inclòs el bucle de servei enrotllat darrere del nínxol i la caiguda vertical d'un transformador a un nínxol - perquè els instal·ladors habitualment subestimen entre un 20 i un 30%. En segon lloc, afegiu un petit marge per a la resistència de la connexió: cada femella de filferro, terminal i unió de cadena-margarida afegeix una fracció d'un ohm i deu connexions marginals poden afegir mig volt que cap càlcul del cable només prediu.
Exemple de funcionament: un circuit de dos-llums a 12 V enfront de 24 V
Executeu el càlcul en un cas realista: dos llums de 20 W en un circuit (40 W en total), un cable uni-de 20 m, 2 conductors de coure de 2,5 mm² (6,9 mΩ/m). El corrent total és de 3,3 A a 12 V i 1,65 A a 24 V.
12 V: caiguda de V=2 × 20 × 3,3 × 0.0069=0.91 V -, que és un 7,6% de 12 V, per sobre de l'objectiu del 5%. La solució a 12 V és un cable de 4 mm²: 2 × 20 × 3,3 × 0.0043=0.57 V, que és un 4,7% - just dins del límit, amb un marge zero per a pèrdues de connexió.
24 V: caiguda de V=2 × 20 × 1,65 × 0.0069=0.46 V - 1.9% de 24 V, còmodament dins de l'objectiu amb el mateix cable de 2,5 mm².
| Paràmetre | Sistema de 12 V | Sistema de 24 V |
|---|---|---|
| Carrega | Dos llums de 20 W (40 W) | Dos llums de 20 W (40 W) |
| Corrent del circuit | 3.3 A | 1.65 A |
| Carrera de 20 m, 2×2,5 mm² | 0,91 V (7,6%) - falla l'objectiu del 5%. | 0,46 V (1,9%) - passa |
| Cable necessari per passar el 5% | 4 mm² (0,57 V, sense marge) | 2,5 mm² amb marge |
| Cost del cable per a la tirada (típica) | ~30-40% més | Línia de base |
La lliçó per als compradors: a 12 V, el disseny ja està a la vora de la física una vegada que les curses passen de 15 a 20 m o les càrregues sumen. 24V converteix la mateixa instal·lació d'un càlcul marginal en una de robusta -, per això la majoria dels projectes de piscines comercials amb diversos accessoris s'especifiquen a 24 V.
Triar el cable, els connectors i el transformador
L'elecció del cable és l'assegurança més barata en un sistema d'il·luminació de piscina. Utilitzeu la taula com a punt de partida i, a continuació, comproveu-ho amb la fórmula anterior. Tingueu en compte que la columna d'ampacitat és un límit tèrmic, no un -límit de caiguda de tensió -, és possible que estigui dins de la classificació d'ampacitat i encara no s'aconsegueixi l'objectiu de caiguda de voltatge del 5%-a llarg termini.
| Conductor (coure) | Resistència per metre | Ampacitat típica | Millor ús |
|---|---|---|---|
| 1,5 mm² (~15 AWG) | 11.5 mΩ/m | ~15 A | Tirades curtes, llums individuals a 12V |
| 2,5 mm² (~13 AWG) | 6.9 mΩ/m | ~20 A | Funcions estàndard, circuits de 24 V |
| 4 mm² (~11 AWG) | 4.3 mΩ/m | ~27 A | Circuits llargs de 12 V,{1}alta potència |
Especifiqueu conductors de coure, no alumini-revestit de coure (CCA), que té un aspecte similar i té aproximadament un 40% més de resistència per al mateix calibre. Confirmeu que el cable està classificat per a ús humit o subterrani i minimitzeu les juntes: cada connector és una fallada potencial i un contribuïdor de-caiguda de tensió. Quan encadeneu diverses llums en cadena-, feu el càlcul del corrent total a cada segment de la carrera - el primer segment porta tota la càrrega i cau més.
El transformador mereix la mateixa atenció que el cable. Seleccioneu-ne un amb un marge de 20-30% de VA (un transformador de 60 VA per a una càrrega de 45-50 W, per exemple) perquè funcioni fresc i absorbeixi les sobretensions d'inici. Els transformadors magnètics són senzills i robusts però pesats; Els transformadors electrònics són més lleugers però s'han d'adaptar a la càrrega i sovint requereixen una càrrega mínima. La col·locació és una qüestió de codi: segons l'article 680 del NEC, el transformador s'ha d'ubicar amb la separació requerida de la piscina (almenys 1,5 m / 5 peus de la paret interior de la piscina tret que estigui separat per una barrera permanent) i el costat principal normalment està protegit-GFCI. A la nostra fàbrica, el full de dades de cada aparell indica la finestra d'entrada del controlador i l'indicador de cable recomanat - demaneu a qualsevol proveïdor els mateixos dos números per escrit abans de dissenyar el circuit.
Cablejat de la piscina de baixa tensió: article 680 del NEC
Als Estats Units, els sistemes elèctrics de piscines i balnearis es regeixen per l'article 680 del NEC. La il·luminació subaquàtica de baixa tensió -normalment s'alimenta amb un transformador llistat, sovint amb protecció GFCI al costat principal, i la lluminària en si s'ha de classificar per a ús subaquàtic (UL 676 cobreix les lluminàries submarines). "Baixa tensió" no vol dir que no hi hagi regles: el tipus de cable, la connexió a terra i la connexió i la ubicació del transformador encara s'apliquen. Per a projectes fora dels EUA, confirmeu que el codi de cablejat local - la majoria adopten límits de seguretat de baixa-tensió i guies de caiguda de tensió similars.
Llista de verificació del comprador
Mesureu el recorregut real del cable des del transformador fins a la llum més llunyana abans d'especificar la tensió - inclou bucles de servei i caigudes verticals
Calcula la caiguda de tensió amb un objectiu del 5%; augmenta la mida del cable si cal
Trieu 24 V quan els recorreguts superin els ~15-20 m o quan diverses llums comparteixen un circuit
Confirmeu l'interval de voltatge d'entrada del controlador per escrit - un ampli rang perdona les caigudes
Seleccioneu un transformador amb un 20-30% d'espai lliure, instal·lat en un lloc sec i ventilat a la distància requerida de la piscina segons l'article 680 del NEC
Especifiqueu conductors de coure, no CCA, ni cables-humits
Minimitzar les articulacions; si s'encadena-margarida, calculeu la caiguda per segment
Demaneu al proveïdor el diagrama de cablejat i el calibre de cable recomanat per a la seva instal·lació
PMF
P1: Què és millor per a les llums de la piscina, 12V o 24V? R: Tots dos són sistemes de baixa tensió-segurs. 24V és millor quan els cables són llargs (per sobre de ~15-20 m) o quan diverses llums comparteixen un circuit, perquè la caiguda de tensió i les pèrdues de cable són aproximadament una quarta part dels valors de 12 V amb la mateixa potència.
P2: Què passa si la tensió baixa massa? R: El controlador LED rep menys que la seva tensió d'entrada mínima: les llums s'atenuen, els colors canvien, els controladors es poden reiniciar i els controladors poden fallar abans d'executar-se fora de la seva finestra de funcionament.
P3: Com calculo la caiguda de tensió? A: Vgop=2 × L × I × R, on L és la longitud del cable-unidireccional, I és el corrent i R és la resistència del conductor per metre. Mantingueu el resultat per sota del 5% de la tensió nominal.
P4: Puc fer funcionar llums de 24 V des d'un transformador de 12 V? R: No. Fes coincidir la tensió del sistema amb l'aparell. La barreja de tensions danya els controladors i crea un problema de seguretat si es modifica el cablejat de camp per compensar-ho.
P5: Quina mida de cable he d'utilitzar? R: Depèn del corrent, la longitud i l'objectiu del 5%. Com a guia, 1,5 mm² s'adapta a tirades curtes a 12 V; Les tirades més llargues necessiten 2,5 mm² o 4 mm², o un sistema de 24 V.
P6: Les llums de la piscina de baixa tensió- necessiten protecció GFCI? R: El costat principal del transformador normalment està protegit-GFCI tal com exigeix l'article 680 de NEC. Confirmeu el codi local i la llista del transformador per al vostre mercat.
P7: Per què els meus llums de 12 V parpellegen o s'atenuen quan la bomba arrenca? R: Les bombes provoquen caigudes de tensió al circuit de derivació. Si el circuit de llum ja es troba a prop del seu límit de caiguda, la baixada empeny el conductor fora de rang. Correcció: cable més gran, un circuit dedicat o 24 V.
P8: Un rang d'entrada de controlador més ampli ajuda realment? A: Sí. Un controlador amb una classificació de 9 a 15 V en un sistema de 12 V, o de 18 a 30 V en un sistema de 24 V, absorbeix la-caiguda de tensió del món real sense atenuació ni fallada - una especificació que val la pena exigir per escrit.
P9: Què he d'especificar per a un recorregut molt llarg de 50 m o més? R: A 50 m fins i tot 24V necessita un conductor gruixut: primer calcula amb la fórmula. Una solució típica és 24 V amb 4 mm² o més, o dividir el recorregut en dos circuits amb un transformador més a prop de cada grup de llums.
P10: Els connectors encadenats-margarides afegeixen una caiguda de tensió significativa? A: Sí. Cada unió afegeix resistència de contacte i una tirada amb deu connexions marginals pot perdre mig volt a la part superior de la caiguda del cable. Utilitzeu el cablejat-sempre que sigui possible, torqueu els terminals segons les especificacions i incloeu-hi un petit marge en el càlcul.