DIY 10/100M Ethernet PoE Injector: 6 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

เราจะทำ PoE inector แบบง่าย ๆ ที่เหมาะสำหรับ 10/100M ethernet และสามารถขับเคลื่อนด้วยแบตเตอรี่โดยตรง

ขั้นตอนที่ 1: ความต้องการคืออะไร?

หากคุณต้องติดตั้งอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อเครือข่าย เช่น จุดเข้าใช้งาน WiFi กลางแจ้ง กล้อง IP หรือ WiMax CPE การเดินสายไฟแยกอื่นอาจเป็นเรื่องที่น่าหงุดหงิด

ดังนั้น หากอุปกรณ์ระยะไกลรองรับ Power over Ethernet คุณสามารถใช้ฟังก์ชันนั้นเพื่อกำจัดสายไฟแยกต่างหาก

ขั้นตอนที่ 2: อะไรคือเหตุผลที่คุณต้องการสร้างแทนที่จะซื้อ

• สิ่งแรกที่นึกถึงคือเรื่องเงิน มีหัวฉีดราคาถูก แต่ส่วนมากก็ราคาน่าขัน ทำไมไม่ใช้ชิ้นส่วนไฟฟ้าสำรองที่อยู่รอบๆ เพื่อทำงานล่ะ?
• ข้อดีอีกประการหนึ่งคือคุณสามารถเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ได้โดยตรง ซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียพลังงานได้อย่างมาก
• และการเรียนรู้เกี่ยวกับวิธีการทำงานของ Ethernet PoE นั้นมีประโยชน์มากกว่า การจัดการกับ PoE ครั้งต่อไปของคุณจะง่ายขึ้นมาก

ขั้นตอนที่ 3: วิธีการทำงานของ PoE - ทฤษฎี

โดยทั่วไป เราใช้อีเทอร์เน็ตบนสายคู่บิดเกลียว โดยทั่วไปแล้วสายเคเบิลจะเรียกว่าสาย LAN แต่เลเยอร์ทางกายภาพของอีเทอร์เน็ตไม่ได้จำกัดอยู่เพียงคู่บิดเกลียวเท่านั้น ในขั้นต้นจะใช้สายโคแอกเชียล ! ขณะนี้มีการใช้เส้นใยแก้วนำแสงอย่างกว้างขวาง

ในอีเทอร์เน็ต 10/100M บนสายคู่บิดเกลียว ใช้เพียง 2 คู่ (4 สาย) ดังนั้นเราจึงสามารถใช้สายเคเบิล Cat5/Cat6 อีกสองคู่ที่ไม่ได้ใช้งานเพื่อส่งพลังงานไปยังอุปกรณ์ที่อยู่ห่างไกลได้อย่างง่ายดาย

หัวฉีดแบบมืออาชีพทำมากกว่าแค่การส่งกำลัง สิ่งเหล่านี้เรียกว่าหัวฉีด PoE ที่ใช้งานอยู่ แต่ที่นี่เราจะสร้าง PoE แบบพาสซีฟในรูปแบบที่เรียบง่าย

มันไม่ได้เลือกโปรไฟล์พลังงาน การใช้พลังงานของอุปกรณ์หรืออะไรทำนองนั้นโดยอัตโนมัติ เพียงแค่จ่ายไฟ

เนื่องจากมีการใช้ทั้ง 4 คู่ใน Gigabit Ethernet คุณจึงไม่สามารถตัดคู่ที่ไม่ได้ใช้เพื่อส่งพลังงานได้

ขั้นตอนที่ 4: มาทำ DIY PoE Injector กันเถอะ

ขั้นตอนนี้ขึ้นอยู่กับเราเตอร์และส่วนประกอบที่มีเท่านั้น

• หากเราเตอร์/AP/CPE สามารถรับพลังงานได้โดยตรงจากพอร์ตอีเธอร์เน็ต คุณจะต้องกำหนดค่าเฉพาะอุปกรณ์จัดหาพลังงาน (PSE)
• หากเราเตอร์/AP/CPE ไม่สามารถกินไฟจากพอร์ตอีเธอร์เน็ต คุณต้องสร้างตัวแยกไฟที่อุปกรณ์ขับเคลื่อนที่อยู่ห่างไกล (PD)

สำหรับฉัน จุดเชื่อมต่อภายนอกอาคารสามารถรับกระแสไฟได้โดยตรงจากพอร์ตอีเทอร์เน็ต ดังนั้นฉันจึงไม่ต้องสร้างตัวแยกไฟ สำหรับอุปกรณ์จ่ายไฟ (PSE) คุณสามารถใช้ได้ตามที่คุณต้องการ

ฉันเพียงแค่ประกบแจ็คเก็ตด้านนอกประมาณ 4″ ของสายเคเบิล UTP Cat5e แยกสายสีน้ำเงิน+ขาว/น้ำเงินและน้ำตาล+ขาว/น้ำตาล ถอดออกและบัดกรีด้วยสายบางเส้น

คุณยังสามารถเชื่อมต่อสายไฟโดยไม่ต้องบัดกรี แต่นั่นอาจไม่แข็งแรงเท่ากับสายไฟที่บัดกรี ตอนนี้ เป็นเพียงเรื่องของการเชื่อมต่อกับแหล่งพลังงาน คุณสามารถใช้อะแดปเตอร์ AC-DC ที่เหมาะสมได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งอะแดปเตอร์ที่ให้มากับอุปกรณ์ของคุณ

หรือคุณสามารถเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ที่เหมาะสมกับความต้องการพลังงานของเราเตอร์ เราเตอร์ไม่กี่ตัว AP กลางแจ้งยอมรับอินพุตที่หลากหลายตั้งแต่ 12V ถึง 24V ดังนั้นคุณจึงสามารถเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรด 12V ได้อย่างปลอดภัยโดยไม่ต้องกลัว

หากเราเตอร์ของคุณทำงานบนไฟ 5V คุณสามารถเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรด 6V ที่มีไดโอด 1N4007 สองตัวต่ออนุกรมได้อย่างปลอดภัย

ด้านล่างนี้คือวิธีที่ฉันเชื่อมต่อทั้งเราเตอร์และ CPE ภายนอกอาคารกับแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ขนาด 12V 60Ah โดยตรง โดยให้ข้อมูลสำรองเกือบ 3 วันโดยไม่มีแสงแดดส่องถึง

สายเคเบิล Cat5e อยู่ที่ประมาณ 25 เมตร โดยเชื่อมต่อกับ AP ภายนอกอาคาร ซึ่งกินไฟประมาณ 500mA ที่ 12V เราเตอร์ TP-Link ทำงานได้อย่างมีความสุขในช่วงแรงดันไฟฟ้ากว้าง โดยเชื่อมต่อโดยตรงกับ 12V DC จากแบตเตอรี่

ขั้นตอนที่ 5: เคล็ดลับและการคำนวณ

• สายเคเบิล Cat5 จะสิ้นเปลืองพลังงานอยู่เสมอ แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นหมายถึงกระแสไฟที่ต่ำกว่า ดังนั้นจึงสูญเสียพลังงานน้อยลง พยายามจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ด้วยแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า เช่น 24V หรือ 48V ถ้าเป็นไปได้
• จุดเชื่อมต่อภายนอกอาคารส่วนใหญ่จะไม่ทำงานหากแรงดันไฟฟ้าลดลงต่ำกว่า 10V ที่จุดรับ จะส่งผลให้มีการรีเซ็ตบ่อยครั้ง ดังนั้นคำนวณแรงดันตกในสายเคเบิล

คุณจะคำนวณแรงดันตกคร่อมได้อย่างไรตามข้อกำหนดของสายเคเบิล Cat5e ความต้านทานของลูป DC ต่อคู่อยู่ที่ประมาณ ≤0.188Ω/m ด้วยสายเคเบิลที่แย่ที่สุด สมมติว่าเป็น 0.2Ω/m

เนื่องจากเราใช้ลวดคู่ขนานกัน ดังนั้นความต้านทานของลูป DC ที่มีประสิทธิภาพคือ 0.1Ω/m ดังนั้นสำหรับสายเคเบิล 25 ม. ความต้านทานลูป DC ทั้งหมดคือ 25x(0.05×2)=2.5Ω ที่ 500mA แรงดันตกคร่อมจะเป็น 0.5×2.5=1.25V

แรงดันไฟฟ้าตกนี้คำนวณด้วยเมตริกที่แย่ที่สุด ดังนั้นเราอาจคาดว่าแรงดันตก 1V ที่จุดรับ ดังนั้นคุณต้องเลือกแหล่งจ่ายไฟที่สามารถจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่เพียงพอรวมทั้งการตกหล่น

อีกสิ่งหนึ่งที่เกี่ยวกับสายเคเบิล Cat5e หรือ Cat6 ราคาถูก ส่วนใหญ่ทำจากอะลูมิเนียมหุ้มทองแดง ซึ่งมีความต้านทานสูงกว่ามาก แรงดันไฟฟ้าตกและการสูญเสียพลังงานมากขึ้น สายเหล่านี้จะขาดหากบิดยาก วิธีที่ง่ายที่สุดในการระบุ ดังนั้นสำหรับโครงการหัวฉีด DIY PoE ควรใช้สายเคเบิลที่ดี

เนื่องจากไม่มีสายเชื่อมต่อกับแม่เหล็กภายในของอะแดปเตอร์อีเทอร์เน็ต จึงควรทำงานร่วมกับอุปกรณ์ที่รองรับ PoE และการ์ดอีเทอร์เน็ต รวมถึงอะแดปเตอร์ usb เป็นอีเทอร์เน็ต

ขั้นตอนที่ 6: บทสรุป

นั่นคือทั้งหมดสำหรับโปรเจ็กต์นี้ อาจมีข้อมูลที่เป็นประโยชน์หายไป โปรดแจ้งให้เราทราบว่าฉันจะปรับปรุงให้ดีขึ้นได้อย่างไรผ่านความคิดเห็น อ่านเพิ่มเติมได้ที่วิกิพีเดีย

PoE สำหรับ Gigabit Ethernet นั้นค่อนข้างยาก เนื่องจากเกี่ยวข้องกับการส่งพลังงานผ่านแม่เหล็กของอีเธอร์เน็ต

ที่กระแสไฟที่สูงขึ้น แม่เหล็กอีเทอร์เน็ตจะร้อนขึ้นหรือระเบิดได้อย่างแน่นอนเนื่องจากการม้วนตัวที่บางเป็นพิเศษและความต้านทานที่สูงขึ้น น่าสนใจที่จะดูว่าพวกมันสามารถพกพากระแสได้มากแค่ไหน