Zrób to sam 10/100M Ethernet PoE Injector: 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Tutaj zrobimy prosty inektor PoE odpowiedni dla sieci Ethernet 10/100M, który może być również zasilany bezpośrednio z baterii.

Krok 1: Jaka jest potrzeba?

Jeśli musisz zainstalować urządzenie podłączone do sieci, takie jak zewnętrzny punkt dostępowy Wi-Fi, kamera IP lub WiMax CPE, uruchomienie innego oddzielnego kabla zasilającego może być frustrujące.

Tak więc, jeśli zdalne urządzenie obsługuje Power over Ethernet, możesz użyć tej funkcji, aby pozbyć się tego oddzielnego kabla zasilającego.

Krok 2: Jaki jest powód, dla którego chcesz go zrobić zamiast kupować?

• Pierwsze co przychodzi mi do głowy to pieniądze, dostępne są tanie wtryskiwacze, ale wiele z nich jest śmiesznie wycenionych. Dlaczego by nie wykorzystać do tego celu części zamiennych elektrycznych?
• Kolejną zaletą jest to, że możesz bezpośrednio podłączyć to do akumulatora, co znacznie zmniejszy marnotrawstwo energii.
• A dowiedzenie się o tym, jak działa Ethernet PoE, jest dodatkową korzyścią, następny bałagan z PoE będzie znacznie łatwiejszy.

Krok 3: Jak działa PoE – teoria

Ogólnie rzecz biorąc, używamy Ethernetu przez skrętkę, kabel jest powszechnie znany jako kabel LAN, ale warstwa fizyczna Ethernetu nie ogranicza się tylko do skrętek, początkowo używała kabli koncentrycznych! Obecnie światłowody są szeroko stosowane.

W sieci Ethernet 10/100M po skrętce używane są tylko 2 pary (4 przewody), dzięki czemu możemy łatwo użyć pozostałych dwóch nieużywanych par kabla Cat5/Cat6 do przesyłania zasilania do odległego urządzenia.

Profesjonalne wtryskiwacze potrafią znacznie więcej niż tylko przesyłać moce, są to tak zwane aktywne wtryskiwacze PoE, ale tutaj zrobimy prosty wariant, pasywne PoE.

Nie wybiera automatycznie profilu zasilania, zużycia energii urządzenia ani niczego podobnego, po prostu dostarcza energię.

Ponieważ wszystkie 4 pary są używane w Gigabit Ethernet, po prostu nie można przeciąć nieużywanych par w celu wysłania zasilania.

Krok 4: Zróbmy DIY Injector PoE

Ten krok zależy wyłącznie od routera i dostępnych komponentów.

• Jeśli router/AP/CPE może pobierać zasilanie bezpośrednio z portu Ethernet, musisz skonfigurować tylko sprzęt zasilania (PSE).
• Jeśli router/AP/CPE nie może pobrać zasilania z portu Ethernet, musisz wykonać rozdzielacz zasilania na oddalonym zasilanym urządzeniu (PD).

Dla mnie zewnętrzny punkt dostępowy może pobierać energię bezpośrednio z portu Ethernet, więc nie muszę robić rozdzielacza zasilania. W przypadku sprzętu do zasilania (PSE) możesz to zrobić, jak chcesz.

Po prostu splatałem około 4″ płaszcza zewnętrznego kabla UTP Cat5e, rozdzieliłem przewody niebieski+biały/niebieski i brązowy+biały/brązowy, zdjąłem je i przylutowałem kilkoma przewodami.

Możesz nawet podłączyć przewody bez lutowania, ale może to nie być tak wytrzymałe, jak lutowane. Teraz wystarczy podłączyć je do źródła zasilania, możesz użyć odpowiedniego zasilacza AC-DC, najlepiej tego, który jest dołączony do urządzenia.

Możesz też podłączyć to do baterii, która jest odpowiednia do wymagań routera. Niewielki router, zewnętrzny AP akceptuje szeroki zakres napięcia wejściowego od 12 V do 24 V, dzięki czemu można go bezpiecznie podłączyć do akumulatora kwasowo-ołowiowego 12 V bez obaw.

Jeśli twój router działa na 5V, możesz bezpiecznie podłączyć go do akumulatora kwasowo-ołowiowego 6V z dwiema diodami 1N4007 połączonymi szeregowo.

Poniżej, jak podłączyłem zarówno router, jak i zewnętrzny CPE bezpośrednio do baterii słonecznej 12 V 60 Ah, zapewnia prawie 3 dni kopii zapasowej bez słońca.

Kabel Cat5e ma około 25 metrów, podłączony do zewnętrznego AP, który pobiera około 500 mA przy 12 V. Router TP-Link szczęśliwie pracuje w szerokim zakresie napięć, bezpośrednio podłączony do 12V DC z akumulatora.

Krok 5: Wskazówki i obliczenia

• Kabel Cat5 zawsze marnuje trochę mocy, wyższe napięcie oznacza niższy prąd, a tym samym mniejsze straty mocy. Spróbuj zasilać urządzenie wyższym napięciem, np. 24V lub 48V, jeśli to możliwe.
• Większość zewnętrznych punktów dostępowych nie będzie działać, jeśli napięcie spadnie poniżej 10 V po stronie odbiorczej, spowoduje to częste resetowanie. Więc obliczyć spadek napięcia w kablu.

Tutaj, jak obliczyć spadek napięcia, zgodnie ze specyfikacją kabli Cat5e, rezystancja pętli DC na parę wynosi około ≤0,188 Ω / m, z najgorszym kablem, powiedzmy, że jest to 0,2 Ω / m.

Ponieważ używamy pary przewodów równolegle, więc efektywna rezystancja pętli DC wynosi 0,1Ω/m, więc dla 25m kabla całkowita rezystancja pętli DC wynosi 25x(0,05×2)=2,5Ω. Przy 500mA spadek napięcia wyniesie 0,5×2,5=1,25V.

Ten spadek napięcia jest obliczany na podstawie najgorszych wskaźników, więc możemy spodziewać się spadku o 1 V po stronie odbiorczej. Musisz więc wybrać zasilacz, który jest w stanie dostarczyć odpowiednie napięcie, w tym spadek.

Teraz kolejna rzecz o tanich kablach Cat5e lub Cat6, większość z nich jest wykonana z aluminium pokrytego miedzią, mają znacznie wyższą rezystancję, a więc znacznie większy spadek napięcia i straty mocy. Te przewody pękają, jeśli są mocno skręcone, najłatwiej je zidentyfikować. Więc dla projektu DIY PoE iniektora idź z dobrymi kablami.

Ponieważ do wewnętrznych elementów magnetycznych adaptera Ethernet nie jest podłączony żaden przewód, powinien on działać z dowolnym urządzeniem obsługującym PoE i kartą Ethernet, w tym z adapterem USB na Ethernet.

Krok 6: Wniosek

To wszystko w przypadku tego projektu, może brakować przydatnych informacji, daj mi znać, jak mogę go jeszcze ulepszyć w komentarzach. Dalsza lektura na wikipedii.

PoE dla Gigabit Ethernet będzie trochę trudne, ponieważ wiąże się z przepychaniem mocy przez magnesy Ethernet.

Przy wyższym prądzie magnesy Ethernet z pewnością nagrzeją się, a nawet wybuchną ze względu na ich ultracienkie uzwojenie i wyższą rezystancję. Ciekawe będzie zobaczyć, ile prądu mogą przenosić.