DIY 10/100M Ethernet PoE Injektor - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:16

Hier machen wir einen einfachen PoE-Inektor, der für 10/100M-Ethernet geeignet ist und auch direkt mit Batterien betrieben werden kann.

Schritt 1: Was ist der Bedarf?

Wenn Sie ein mit dem Netzwerk verbundenes Gerät wie einen WLAN-Zugangspunkt im Freien, eine IP-Kamera oder ein WiMax CPE installieren müssen, kann es frustrierend sein, ein weiteres separates Stromkabel zu verlegen.

Wenn das Remote-Gerät also Power over Ethernet unterstützt, können Sie diese Funktion nutzen, um dieses separate Stromkabel loszuwerden.

Schritt 2: Was ist der Grund, warum Sie einen machen möchten, anstatt ihn zu kaufen?

• Das erste, was mir in den Sinn kommt, ist Geld, es gibt billige Injektoren, aber viele davon sind lächerlich teuer. Warum nicht ein paar herumliegende elektrische Ersatzkomponenten verwenden, um die Arbeit zu erledigen?
• Ein weiterer Vorteil ist, dass Sie dies direkt an eine Batterie anschließen können, was die Stromverschwendung drastisch reduziert.
• Und es ist ein zusätzlicher Vorteil, mehr über die Funktionsweise von Ethernet PoE zu erfahren, denn Ihr nächstes Durcheinander mit PoE wird viel einfacher.

Schritt 3: So funktioniert PoE - Theorie

Im Allgemeinen verwenden wir Ethernet über Twisted Pair, das Kabel wird allgemein als LAN-Kabel bezeichnet, aber die Bitübertragungsschicht von Ethernet beschränkt sich nicht nur auf Twisted Pairs, anfangs wurden Koaxialkabel verwendet! Jetzt werden Lichtwellenleiter in großem Umfang verwendet.

Bei 10/100M Ethernet über Twisted Pair werden nur 2 Paare (4 Drähte) verwendet, sodass wir problemlos zwei andere nicht verwendete Paare eines Cat5/Cat6-Kabels verwenden können, um den Strom an ein entferntes Gerät zu senden.

Professionelle Injektoren tun viel mehr als nur Strom zu senden, diese werden als aktive PoE-Injektoren bezeichnet, aber hier werden wir die einfache Variante, passives PoE, machen.

Es wählt nicht automatisch das Energieprofil, den Stromverbrauch des Geräts oder ähnliches aus, sondern liefert nur den Strom.

Da alle 4 Paare im Gigabit-Ethernet verwendet werden, können Sie die nicht verwendeten Paare einfach nicht abschneiden, um den Strom zu senden.

Schritt 4: Lassen Sie uns einen DIY-PoE-Injektor herstellen

Dieser Schritt hängt ausschließlich von Ihrem Router und den verfügbaren Komponenten ab.

• Wenn der Router/AP/CPE Strom direkt vom Ethernet-Port beziehen kann, müssen Sie nur das Power Sourcing Equipment (PSE) konfigurieren.
• Wenn der Router/AP/CPE keinen Strom vom Ethernet-Port beziehen kann, müssen Sie am entfernten Powered Device (PD) einen Power-Splitter erstellen.

Für mich kann der Outdoor-Access Point Strom direkt vom Ethernet-Port beziehen, sodass ich den Power-Splitter nicht machen muss. Für das Power Sourcing Equipment (PSE) können Sie es nach Belieben verwenden.

Ich habe einfach etwa 4″ Außenmantel des UTP Cat5e-Kabels gespleißt, die blauen + weißen / blauen und braunen + weißen / braunen Drähte getrennt, abisoliert und mit einigen Drähten verlötet.

Sie können die Drähte sogar ohne Löten anschließen, aber das ist möglicherweise nicht so stabil wie gelötete. Jetzt müssen Sie nur noch an eine Stromquelle anschließen, Sie können einen geeigneten AC-DC-Adapter verwenden, vorzugsweise den mit Ihrem Gerät mitgelieferten.

Oder Sie verbinden diesen mit einem Akku, der dem Strombedarf des Routers entspricht. Nur wenige Router akzeptieren einen weiten Eingangsbereich von 12 V bis 24 V, sodass Sie ihn ohne Bedenken sicher an eine 12-V-Blei-Säure-Batterie anschließen können.

Wenn Ihr Router mit 5V läuft, können Sie ihn sicher an eine 6V-Blei-Säure-Batterie mit zwei 1N4007-Dioden in Reihe anschließen.

Unten, wie ich meinen Router und das Outdoor-CPE direkt an eine 12V 60Ah Solarbatterie angeschlossen habe, bietet es fast 3 Tage Backup ohne Sonne.

Das Cat5e-Kabel ist etwa 25 Meter lang und an einen Outdoor-AP angeschlossen, der bei 12 V etwa 500 mA verbraucht. Der TP-Link-Router arbeitet problemlos in einem weiten Spannungsbereich, direkt an 12V DC von der Batterie angeschlossen.

Schritt 5: Tipps und Berechnungen

• Das Cat5-Kabel verschwendet immer etwas Strom, eine höhere Spannung bedeutet einen geringeren Strom und somit einen geringeren Leistungsverlust. Versuchen Sie, das Gerät nach Möglichkeit mit einer höheren Spannung wie 24V oder 48V zu betreiben.
• Die meisten Access Points im Freien funktionieren nicht, wenn die Spannung am Empfängerende unter 10 V abfällt, was zu einem häufigen Reset führt. Berechnen Sie also den Spannungsabfall im Kabel.

Wie können Sie hier den Spannungsabfall berechnen, gemäß der Cat5e-Kabelspezifikation beträgt der DC-Schleifenwiderstand pro Paar etwa ≤0,188Ω/m, mit dem schlechtesten Kabel sagen wir 0,2Ω/m.

Da wir ein Paar Drähte parallel verwenden, beträgt der effektive DC-Schleifenwiderstand 0,1 /m. Für 25 m Kabel beträgt der gesamte DC-Schleifenwiderstand also 25 x (0,05 × 2) = 2,5. Bei 500 mA beträgt der Spannungsabfall 0,5 × 2,5 = 1,25 V.

Dieser Spannungsabfall wird mit den schlechtesten Metriken berechnet, daher können wir einen 1-V-Abfall am Empfangsende erwarten. Sie müssen also ein Netzteil wählen, das in der Lage ist, eine ausreichende Spannung einschließlich des Abfalls zu liefern.

Nun noch etwas zu billigen Cat5e- oder Cat6-Kabeln, die meisten bestehen aus kupferplattiertem Aluminium, sie haben einen viel höheren Widerstand, also viel mehr Spannungsabfall und Leistungsverlust. Diese Drähte brechen, wenn sie stark verdreht werden. Dies ist am einfachsten zu identifizieren. Gehen Sie also für ein DIY-PoE-Injektorprojekt mit guten Kabeln vor.

Da kein Kabel mit den internen Magneten des Ethernet-Adapters verbunden ist, sollte es mit jedem PoE-fähigen Gerät und jeder Ethernet-Karte funktionieren, einschließlich eines USB-zu-Ethernet-Adapters.

Schritt 6: Fazit

Das ist also alles für dieses Projekt, es fehlen möglicherweise einige nützliche Informationen. Lassen Sie mich wissen, wie ich es durch die Kommentare weiter verbessern kann. Weiterlesen bei Wikipedia.

PoE für Gigabit-Ethernet wird ein wenig schwierig sein, da es damit verbunden ist, die Leistung durch die Ethernet-Magnetik zu drücken.

Bei höheren Strömen werden sich die Ethernet-Magneten aufgrund ihrer ultradünnen Wicklung und ihres höheren Widerstands sicherlich erhitzen oder sogar explodieren. Es wird interessant sein zu sehen, wie viel Strom sie tragen können.