DIY 10/100M ethernetový PoE injektor: 6 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Zde vyrobíme jednoduchý PoE inektor vhodný pro 10/100M ethernet, lze jej také napájet přímo z baterií.

Krok 1: Co je potřeba?

Pokud si chcete nainstalovat zařízení připojené k síti, jako je venkovní přístupový bod WiFi, IP kamera nebo WiMax CPE, může být frustrující vést další samostatný napájecí kabel.

Pokud tedy vzdálené zařízení podporuje napájení přes ethernet, můžete tuto funkci použít k odstranění samostatného napájecího kabelu.

Krok 2: Jaký je důvod, proč si chcete místo nákupu pořídit?

• První, co mě napadne, je o penězích, jsou k dispozici levné vstřikovače, ale mnohé z nich jsou za směšnou cenu. Proč nepoužít nějaké náhradní elektrické součástky povalované k práci?
• Další výhodou je, že to můžete přímo připojit k baterii, což dramaticky sníží plýtvání energií.
• A seznámit se s fungováním ethernetového PoE je další výhoda, vaše další práce s PoE bude mnohem jednodušší.

Krok 3: Jak funguje PoE - teorie

Obecně používáme ethernet přes kroucenou dvojlinku, kabel je běžně známý jako kabel LAN, ale fyzická vrstva ethernetu není omezena pouze na kroucené páry, původně používala koaxiální kabely! Nyní se ve velké míře používají optická vlákna.

V 10/100M ethernetovém krouceném páru jsou použity pouze 2 páry (4 vodiče), takže můžeme snadno použít další dva nepoužité páry kabelu Cat5/Cat6 k odeslání energie do vzdáleného zařízení.

Profesionální injektory dokážou mnohem více než jen posílat síly, říká se jim aktivní PoE injektory, ale zde uděláme jednoduchou variantu, pasivní PoE.

Nevybírá automaticky profil napájení, spotřebu energie zařízení ani nic podobného, pouze dodává energii.

Jelikož jsou všechny 4 páry použity v gigabitovém ethernetu, nelze nepoužité páry zkrátit a odeslat energii.

Krok 4: Pojďme si vyrobit DIY PoE injektor

Tento krok závisí výhradně na vašem routeru a dostupných komponentách.

• Pokud směrovač/AP/CPE může odebírat energii přímo z ethernetového portu, musíte nakonfigurovat pouze zařízení pro získávání energie (PSE).
• Pokud router/AP/CPE nemůže odebírat energii z ethernetového portu, musíte na vzdáleném zařízení (PD) vytvořit rozdělovač napájení.

Pro mě může venkovní přístupový bod odebírat energii přímo z ethernetového portu, takže nemusím dělat rozdělovač napájení. U zařízení pro získávání energie (PSE) můžete použít to, jak chcete.

Jednoduše jsem spojil asi 4 ″ vnější plášť kabelu UTP Cat5e, oddělil modrý+bílý/modrý a hnědý+bílý/hnědý vodič, odizoloval je a připájel některými dráty.

Můžete dokonce připojit vodiče bez pájení, ale to nemusí být tak robustní jako pájené. Nyní je stačí připojit je ke zdroji energie, můžete použít vhodný adaptér AC-DC, nejlépe ten, který je dodáván s vaším zařízením.

Nebo to můžete připojit k baterii, která vyhovuje požadavkům na napájení routeru. Několik routerů, venkovních AP akceptuje širokou škálu vstupů 12V až 24V, takže je můžete bez obav bezpečně připojit k olověné baterii 12V.

Pokud váš router běží na 5V, můžete jej bezpečně připojit k 6V olověné baterii se dvěma diodami 1N4007 v sérii.

Níže, jak jsem připojil svůj router i venkovní CPE přímo k solární baterii 12V 60 Ah, poskytuje téměř 3denní zálohu bez slunce.

Kabel Cat5e má přibližně 25 metrů a je připojen k venkovnímu přístupovému bodu, který při 12 V spotřebovává přibližně 500 mA. Směrovač TP-Link šťastně pracuje v širokém rozsahu napětí, přímo připojen k 12V DC z baterie.

Krok 5: Tipy a výpočty

• Kabel Cat5 vždy plýtvá nějakou energií, vyšší napětí znamená nižší proud, tudíž nižší ztráty výkonu. Pokud je to možné, zkuste zařízení napájet vyšším napětím, například 24 V nebo 48 V.
• Většina venkovních přístupových bodů nebude fungovat, pokud napětí na přijímacím konci klesne pod 10 V, což bude mít za následek časté resetování. Vypočítejte tedy pokles napětí v kabelu.

Jak byste mohli vypočítat pokles napětí, podle specifikace kabelů Cat5e je odpor stejnosměrné smyčky na pár kolem ≤0,188Ω/m, u nejhoršího kabelu řekněme 0,2Ω/m.

Protože používáme pár vodičů paralelně, efektivní odpor DC smyčky je 0,1Ω/m, takže pro 25m kabelu je celkový odpor DC smyčky 25x (0,05 × 2) = 2,5Ω. Při 500mA bude úbytek napětí 0,5 × 2,5 = 1,25V.

Tento pokles napětí se počítá s nejhorší metrikou, takže můžeme očekávat pokles 1 V na přijímacím konci. Musíte si tedy vybrat napájecí zdroj, který je schopen dodávat dostatečné napětí včetně poklesu.

Nyní další věc o levných kabelech Cat5e nebo Cat6, většina z nich je vyrobena z mědi plátovaného hliníku, klade mnohem vyšší odpor, tedy mnohem větší pokles napětí a ztrátu výkonu. Tyto dráty se přetrhnou, jsou -li silně zkroucené, nejsnazší způsob, jak je identifikovat. Takže pro projekt DIY PoE injektorů jděte s dobrými kabely.

Protože k vnitřním magnetickým částem ethernetového adaptéru není připojen žádný kabel, měl by fungovat s jakýmkoli zařízením podporujícím PoE a ethernetovou kartou, včetně adaptéru USB na ethernet.

Krok 6: Závěr

To je pro tento projekt vše, možná v něm chybí nějaké užitečné informace, dejte mi vědět, jak jej mohu dále zlepšit prostřednictvím komentářů. Další čtení na wikipedii.

PoE pro gigabitový ethernet bude trochu obtížné, protože je spojeno s prosazováním výkonu prostřednictvím ethernetových magnetů.

Při vyšším proudu se ethernetové magnety určitě zahřejí nebo dokonce vybuchnou kvůli jejich ultratenkému vinutí a vyššímu odporu, bude zajímavé sledovat, jaký proud mohou nést.