Tự làm đầu phun PoE Ethernet 10 / 100M: 6 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Sau đây, chúng tôi sẽ tạo ra một bộ xử lý PoE đơn giản phù hợp với ethernet 10 / 100M, cũng có thể được cấp nguồn trực tiếp bằng pin.

Bước 1: Cần gì?

Nếu bạn đang lắp đặt một thiết bị được kết nối mạng như điểm truy cập Wi-Fi ngoài trời, camera IP hoặc WiMax CPE, bạn có thể khó chịu khi chạy một cáp nguồn riêng biệt khác.

Vì vậy, nếu thiết bị từ xa hỗ trợ Nguồn qua Ethernet, thì bạn có thể sử dụng chức năng đó để loại bỏ cáp nguồn riêng biệt đó.

Bước 2: Lý do bạn muốn mua thay vì mua là gì?

• Điều đầu tiên nghĩ đến là về tiền bạc, có những loại kim phun rẻ, nhưng nhiều loại lại có giá cao ngất ngưởng. Tại sao không sử dụng một số linh kiện điện dự phòng nằm xung quanh để thực hiện công việc?
• Một ưu điểm khác là bạn có thể kết nối trực tiếp thiết bị này với pin, điều này sẽ làm giảm đáng kể sự lãng phí điện năng.
• Và việc tìm hiểu về cách thức hoạt động của Ethernet PoE là một lợi ích bổ sung, quá trình xử lý PoE tiếp theo của bạn sẽ dễ dàng hơn nhiều.

Bước 3: Cách thức hoạt động của PoE - Lý thuyết

Nói chung, chúng tôi sử dụng Ethernet qua cặp xoắn, cáp thường được gọi là cáp LAN, nhưng lớp vật lý của Ethernet không chỉ giới hạn ở các cặp xoắn, ban đầu nó sử dụng cáp đồng trục! Hiện nay sợi quang đang được sử dụng rộng rãi.

Trong Ethernet 10 / 100M qua dây xoắn, chỉ có 2 cặp (4 dây) được sử dụng, vì vậy chúng ta có thể dễ dàng sử dụng hai cặp không sử dụng khác của cáp Cat5 / Cat6 để gửi điện đến thiết bị ở xa.

Các bộ phun chuyên nghiệp làm được nhiều việc hơn là chỉ gửi năng lượng, chúng được gọi là bộ phun PoE chủ động, nhưng ở đây chúng tôi sẽ tạo ra một biến thể đơn giản, PoE thụ động.

Nó không tự động chọn cấu hình nguồn, mức tiêu thụ điện của thiết bị hoặc bất kỳ thứ gì tương tự, chỉ cung cấp nguồn.

Vì tất cả 4 cặp đều được sử dụng trong Gigabit Ethernet, bạn không thể cắt các cặp không sử dụng để gửi điện.

Bước 4: Hãy tự làm một đầu phun PoE tự làm

Bước này hoàn toàn phụ thuộc vào bộ định tuyến của bạn và các thành phần có sẵn.

• Nếu bộ định tuyến / AP / CPE có thể lấy nguồn trực tiếp từ cổng ethernet thì bạn chỉ phải định cấu hình Thiết bị tìm nguồn (PSE).
• Nếu bộ định tuyến / AP / CPE không thể lấy nguồn từ cổng ethernet, thì bạn phải tạo bộ chia nguồn ở thiết bị được cấp nguồn ở xa (PD).

Đối với tôi, điểm truy cập ngoài trời có thể lấy nguồn trực tiếp từ cổng ethernet, vì vậy tôi không phải tạo bộ chia nguồn. Đối với thiết bị tìm nguồn cung cấp điện (PSE), bạn có thể sử dụng tùy ý.

Tôi chỉ cần nối khoảng 4 inch áo khoác bên ngoài của cáp UTP Cat5e, tách các dây màu xanh lam + trắng / xanh lam và nâu + trắng / nâu, tước chúng và hàn với một số dây.

Bạn thậm chí có thể kết nối dây mà không cần hàn, nhưng nó có thể không chắc chắn bằng dây hàn.

Hoặc bạn có thể kết nối thiết bị này với pin phù hợp với yêu cầu năng lượng của bộ định tuyến. Rất ít bộ định tuyến, AP ngoài trời chấp nhận một loạt các đầu vào 12V đến 24V, vì vậy bạn có thể kết nối nó một cách an toàn với pin axít chì 12V mà không phải lo sợ.

Nếu bộ định tuyến của bạn chạy trên nguồn 5V, thì bạn có thể kết nối an toàn với pin axit-chì 6V với hai điốt 1N4007 mắc nối tiếp.

Dưới đây là cách tôi kết nối trực tiếp cả bộ định tuyến và CPE ngoài trời với pin năng lượng mặt trời 12V 60Ah, nó cung cấp khả năng sao lưu gần 3 ngày mà không cần mặt trời.

Cáp Cat5e dài khoảng 25 mét, được kết nối với một AP ngoài trời, tiêu thụ khoảng 500mA tại 12V. Bộ định tuyến TP-Link vui vẻ hoạt động trên dải điện áp rộng, được kết nối trực tiếp với 12V DC từ pin.

Bước 5: Mẹo và tính toán

• Cáp Cat5 luôn lãng phí một số điện năng, điện áp cao hơn có nghĩa là dòng điện thấp hơn, do đó tổn thất điện năng thấp hơn. Cố gắng cấp nguồn cho thiết bị với điện áp cao hơn như 24V hoặc 48V nếu có thể.
• Hầu hết các điểm truy cập ngoài trời sẽ không hoạt động nếu điện áp giảm xuống dưới 10V ở đầu nhận, dẫn đến việc thiết lập lại thường xuyên. Vì vậy, tính toán điện áp rơi trong cáp.

Đây là cách bạn có thể tính toán điện áp sụt giảm, theo thông số kỹ thuật của cáp Cat5e, điện trở vòng DC trên mỗi cặp là khoảng ≤0.188Ω / m, với cáp kém nhất, giả sử là 0.2Ω / m.

Vì chúng ta đang sử dụng một cặp dây song song, do đó, điện trở vòng một chiều hiệu dụng là 0,1Ω / m, vì vậy đối với 25m cáp, tổng điện trở vòng một chiều là 25x (0,05 × 2) = 2,5Ω. Ở 500mA, điện áp rơi sẽ là 0,5 × 2,5 = 1,25V.

Sự sụt giảm điện áp này được tính toán với các chỉ số tồi tệ nhất, vì vậy chúng tôi có thể mong đợi sự sụt giảm 1V ở đầu nhận. Vì vậy, bạn phải chọn một bộ nguồn có khả năng cung cấp điện áp thích hợp bao gồm cả điện áp rơi.

Bây giờ một điều khác về cáp Cat5e hoặc Cat6 giá rẻ, hầu hết chúng được làm từ nhôm mạ đồng, chúng tạo ra điện trở cao hơn nhiều, do đó, giảm điện áp và mất điện nhiều hơn. Các dây này bị đứt nếu bị xoắn cứng, cách dễ nhất để xác định chúng. Vì vậy, đối với một dự án kim phun PoE DIY, hãy sử dụng cáp tốt.

Vì không có dây kết nối với nam châm bên trong của bộ chuyển đổi ethernet, nó sẽ hoạt động với bất kỳ thiết bị có khả năng PoE và thẻ ethernet nào, bao gồm cả bộ chuyển đổi usb sang ethernet.

Bước 6: Kết luận

Vì vậy, đó là tất cả cho dự án này, nó có thể thiếu một số thông tin hữu ích, hãy cho tôi biết cách tôi có thể cải thiện nó hơn nữa thông qua các nhận xét. Đọc thêm tại wikipedia.

PoE cho Gigabit Ethernet sẽ gặp một chút khó khăn, vì nó liên quan đến việc đẩy năng lượng qua từ tính Ethernet.

Ở dòng điện cao hơn, từ tính Ethernet chắc chắn sẽ nóng lên hoặc thậm chí nổ tung do cuộn dây siêu mỏng và điện trở cao hơn của chúng, sẽ rất thú vị khi xem chúng có thể mang bao nhiêu dòng điện.