DIY 10/100M ethernetový PoE injektor: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Tu vyrobíme jednoduchý PoE inektor vhodný pre 10/100M ethernet, ktorý bude možné napájať aj priamo z batérií.

Krok 1: Čo je potrebné?

Ak si chcete nainštalovať zariadenie pripojené k sieti, ako je vonkajší prístupový bod WiFi, IP kamera alebo WiMax CPE, môže byť frustrujúce viesť ďalší samostatný napájací kábel.

Ak teda vzdialené zariadenie podporuje napájanie cez ethernet, môžete túto funkciu použiť na odstránenie samostatného napájacieho kábla.

Krok 2: Aký je dôvod, prečo si chcete namiesto kúpy vyrobiť?

• Prvá vec, ktorá vám príde na myseľ, je o peniazoch, sú k dispozícii lacné vstrekovače, ale mnohé z nich majú smiešnu cenu. Prečo na vykonanie práce nepoužijete nejaké voľne ležiace náhradné elektrické súčiastky?
• Ďalšou výhodou je, že ho môžete priamo pripojiť k batérii, čo dramaticky zníži plytvanie energiou.
• A dozvedieť sa o tom, ako funguje ethernetové PoE, je ďalšou výhodou, vaše ďalšie problémy s PoE budú oveľa jednoduchšie.

Krok 3: Ako funguje PoE - teória

Vo všeobecnosti používame ethernet cez krútený pár, kábel je bežne známy ako kábel LAN, ale fyzická vrstva ethernetu nie je obmedzená iba na krútené páry, pôvodne používala koaxiálne káble! Teraz sa vo veľkej miere používajú optické vlákna.

V 10/100M ethernetovom krútenom páre sa používajú iba 2 páry (4 vodiče), takže na odoslanie energie na vzdialené zariadenie môžeme ľahko použiť ďalšie dva nepoužité páry kábla Cat5/Cat6.

Profesionálne vstrekovače robia oveľa viac, než len posielajú sily, nazývajú sa to aktívne PoE injektory, ale tu urobíme jednoduchý variant, pasívny PoE.

Nevyberá automaticky profil napájania, spotrebu energie zariadenia ani nič podobné, iba dodáva energiu.

Pretože všetky 4 páry sú použité v gigabitovom ethernete, jednoducho nemôžete prerušiť nepoužívané páry a odoslať tak energiu.

Krok 4: Vyrobme si DIY PoE injektor

Tento krok závisí výlučne od vášho smerovača a dostupných komponentov.

• Ak router/AP/CPE môže napájať priamo z ethernetového portu, musíte nakonfigurovať iba zariadenie na získavanie energie (PSE).
• Ak router/AP/CPE nemôže napájať z ethernetového portu, musíte na zariadení na diaľkové napájanie (PD) vytvoriť rozdeľovač napájania.

Pre mňa môže vonkajší prístupový bod napájať priamo z ethernetového portu, takže nemusím vyrábať rozdeľovač napájania. Pokiaľ ide o zariadenia na získavanie energie (PSE), môžete to urobiť tak, ako chcete.

Jednoducho som spojil asi 4 palcový vonkajší plášť kábla UTP Cat5e, oddelil som modré+biele/modré a hnedé+biele/hnedé vodiče, odstránil som ich a spájkoval s niektorými vodičmi.

Môžete dokonca pripojiť drôty bez spájkovania, ale to nemusí byť také pevné ako spájkované. Teraz ich stačí pripojiť k zdroju energie, môžete použiť vhodný adaptér AC-DC, najlepšie ten, ktorý je súčasťou vášho zariadenia.

Alebo to môžete pripojiť k batérii, ktorá vyhovuje požiadavkám na napájanie smerovača. Máloktorý router, vonkajší AP akceptuje široký rozsah vstupov 12 V až 24 V, takže ho môžete bez obáv bezpečne pripojiť k 12 V olovenej batérii.

Ak je váš smerovač napájaný 5 V, môžete ho bezpečne pripojiť k 6 V olovenej batérii s dvoma diódami 1N4007 v sérii.

Ďalej je uvedené, ako som pripojil router aj externý CPE priamo k solárnej batérii 12V 60 Ah, ktorá poskytuje takmer 3 -dňové zálohovanie bez slnka.

Kábel Cat5e má približne 25 metrov a je pripojený k vonkajšiemu prístupovému bodu, ktorý pri napätí 12V spotrebuje približne 500 mA. Router TP-Link našťastie pracuje v širokom rozsahu napätia, priamo pripojenom k batérii 12 V DC.

Krok 5: Tipy a výpočty

• Kábel Cat5 vždy stráca nejaký výkon, vyššie napätie znamená nižší prúd, a tým aj nižšie straty výkonu. Skúste zariadenie napájať vyšším napätím, ako je 24 V alebo 48 V, ak je to možné.
• Väčšina vonkajších prístupových bodov nebude fungovať, ak napätie na prijímajúcom konci klesne pod 10 V, čo bude mať za následok častý reset. Vypočítajte teda pokles napätia v kábli.

Ako by ste mohli vypočítať pokles napätia, podľa špecifikácie káblov Cat5e je odpor DC slučky na pár okolo ≤ 0,188Ω/m, pri najhoršom kábli povedzme 0,2Ω/m.

Pretože používame pár drôtov paralelne, efektívny odpor DC slučky je 0,1Ω/m, takže pre 25 m kábla je celkový odpor DC slučky 25x (0,05 × 2) = 2,5Ω. Pri 500mA bude pokles napätia 0,5 × 2,5 = 1,25V.

Tento pokles napätia sa počíta s najhoršími metrikami, takže môžeme očakávať pokles 1 V na prijímacom konci. Musíte si teda vybrať napájací zdroj, ktorý je schopný dodávať dostatočné napätie vrátane poklesu.

Teraz ďalšia vec o lacných kábloch Cat5e alebo Cat6, väčšina z nich je vyrobená z medeného hliníka, ktorý kladie oveľa vyšší odpor, teda oveľa väčší pokles napätia a stratu energie. Tieto drôty sa zlomia, ak sú silne skrútené, najľahšie ich identifikujete. Takže pre projekt DIY PoE injektora choďte na dobré káble.

Pretože k vnútorným magnetom ethernetového adaptéra nie je pripojený žiadny kábel, mal by fungovať s akýmkoľvek zariadením s podporou PoE a ethernetovou kartou vrátane adaptéra USB na ethernet.

Krok 6: Záver

To je všetko k tomuto projektu, možno v ňom chýbajú niektoré užitočné informácie, dajte mi vedieť, ako ho môžem ďalej zlepšiť prostredníctvom komentárov. Ďalšie čítanie na wikipédii.

PoE pre gigabitový ethernet bude trochu ťažké, pretože súvisí s pretláčaním energie prostredníctvom ethernetových magnetov.

Pri vyššom prúde sa ethernetové magnety určite zahrievajú alebo dokonca vybuchnú kvôli ich ultratenkému vinutiu a vyššiemu odporu, bude zaujímavé sledovať, koľko prúdu dokážu uniesť.