DIY 10 / 100M Ethernet PoE Injector: 6 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

سنقوم هنا بصنع موصل PoE بسيط مناسب لشبكة إيثرنت 10 / 100M ، ويمكن أيضًا تشغيله مباشرة بالبطاريات.

الخطوة 1: ما الحاجة؟

إذا كان عليك تثبيت جهاز متصل بالشبكة مثل نقطة وصول WiFi خارجية أو كاميرا IP أو WiMax CPE ، فقد يكون من المحبط تشغيل كابل طاقة منفصل آخر.

لذلك ، إذا كان الجهاز البعيد يدعم Power over Ethernet ، فيمكنك استخدام هذه الوظيفة للتخلص من كابل الطاقة المنفصل.

الخطوة الثانية: ما السبب وراء رغبتك في صنع واحدة بدلاً من الشراء؟

• أول ما يتبادر إلى الذهن هو المال ، هناك حاقنات رخيصة متاحة ، لكن الكثير منها بأسعار باهظة. لماذا لا تستخدم بعض المكونات الكهربائية الاحتياطية للقيام بهذه المهمة؟
• ميزة أخرى هي أنه يمكنك توصيل هذا ببطارية مباشرة ، مما يقلل بشكل كبير من هدر الطاقة.
• والتعرف على كيفية عمل Ethernet PoE هو فائدة إضافية ، وستكون الفوضى التالية مع PoE أسهل بكثير.

الخطوة 3: كيف يعمل PoE - النظرية

بشكل عام ، نستخدم Ethernet عبر زوج مجدول ، يُعرف الكبل عمومًا باسم كبل LAN ، لكن الطبقة المادية لـ Ethernet لا تقتصر فقط على الأزواج الملتوية ، بل كانت تستخدم في البداية كبلات متحدة المحور! الآن يتم استخدام الألياف الضوئية على نطاق واسع.

في 10 / 100M Ethernet عبر زوج مجدول ، يتم استخدام زوجين فقط (4 أسلاك) ، لذلك يمكننا بسهولة استخدام زوجين آخرين غير مستخدمين من كبل Cat5 / Cat6 لإرسال الطاقة إلى جهاز بعيد.

تقوم الحاقنات المحترفة بما هو أكثر بكثير من مجرد إرسال القوى ، فهذه تسمى حاقنات PoE النشطة ، ولكن هنا سنصنع المتغير البسيط ، PoE السلبي.

لا يختار تلقائيًا ملف تعريف الطاقة أو استهلاك الطاقة للجهاز أو أي شيء من هذا القبيل ، فقط يزود الطاقة.

نظرًا لاستخدام جميع الأزواج الأربعة في شبكة جيجابت إيثرنت ، لا يمكنك ببساطة قطع الأزواج غير المستخدمة لإرسال الطاقة.

الخطوة 4: دعونا نصنع حاقن PoE DIY

تعتمد هذه الخطوة حصريًا على جهاز التوجيه والمكونات المتوفرة لديك.

• إذا كان جهاز التوجيه / AP / CPE يمكنه الحصول على الطاقة مباشرة من منفذ إيثرنت ، فعليك فقط تكوين معدات مصادر الطاقة (PSE).
• إذا لم يتمكن جهاز التوجيه / AP / CPE من الحصول على الطاقة من منفذ ethernet ، فيجب عليك إنشاء مقسم طاقة في الجهاز البعيد الذي يعمل بالطاقة (PD).

بالنسبة لي ، يمكن لنقطة الوصول الخارجية أن تأخذ الطاقة مباشرة من منفذ إيثرنت ، لذلك لا يتعين علي صنع مقسم الطاقة. بالنسبة لمعدات مصادر الطاقة (PSE) ، يمكنك استخدامها كما تريد.

لقد قمت ببساطة بتقسيم حوالي 4 سترة خارجية من كابل UTP Cat5e ، وفصلت الأسلاك الزرقاء + الأبيض / الأزرق والبني + الأبيض / البني ، وقمت بتجريدها ولحامها ببعض الأسلاك.

يمكنك حتى توصيل الأسلاك بدون لحام ، ولكن قد لا يكون ذلك متينًا مثل الأسلاك الملحومة. الآن الأمر يتعلق فقط بتوصيلها بمصدر طاقة ، يمكنك استخدام محول تيار متردد مناسب ، ويفضل أن يكون ذلك المرفق مع جهازك.

أو يمكنك توصيل هذا ببطارية تتناسب مع متطلبات طاقة جهاز التوجيه. عدد قليل من أجهزة التوجيه ، AP في الهواء الطلق تقبل مجموعة واسعة من المدخلات من 12 فولت إلى 24 فولت ، لذلك يمكنك توصيلها بأمان ببطارية حمض الرصاص 12 فولت دون أي خوف.

إذا كان جهاز التوجيه الخاص بك يعمل بجهد 5 فولت ، فيمكنك توصيله بأمان ببطارية حمض الرصاص 6 فولت مع اثنين من الصمامات الثنائية 1N4007 على التوالي.

فيما يلي كيفية توصيل كل من جهاز التوجيه الخاص بي وجهاز CPE الخارجي مباشرةً ببطارية شمسية بقوة 12 فولت 60 أمبير في الساعة ، فإنه يوفر نسخًا احتياطيًا لمدة 3 أيام تقريبًا بدون أشعة الشمس.

يبلغ طول كبل Cat5e حوالي 25 مترًا ، وهو متصل بنقطة وصول خارجية ، تستهلك حوالي 500 مللي أمبير عند 12 فولت. يعمل جهاز التوجيه TP-Link بسعادة على نطاق واسع من الجهد ، متصل مباشرة بـ 12V DC من البطارية.

الخطوة 5: نصائح وحسابات

• يهدر كابل Cat5 دائمًا بعض الطاقة ، ويعني الجهد العالي انخفاض التيار ، وبالتالي انخفاض فقدان الطاقة. حاول تشغيل الجهاز بجهد أعلى مثل 24 فولت أو 48 فولت إن أمكن.
• لن تعمل معظم نقاط الوصول الخارجية إذا انخفض الجهد الكهربي عن 10 فولت عند الطرف المستقبل ، فسيؤدي ذلك إلى إعادة التعيين بشكل متكرر. لذا احسب انخفاض الجهد في الكابل.

هنا كيف يمكنك حساب انخفاض الجهد ، وفقًا لمواصفات كبلات Cat5e ، تبلغ مقاومة حلقة التيار المستمر لكل زوج حوالي ≤0.188Ω / م ، مع أسوأ كابل ، دعنا نقول إنه 0.2Ω / م.

نظرًا لأننا نستخدم زوجًا من الأسلاك بالتوازي ، فإن مقاومة حلقة التيار المستمر الفعالة هي 0.1Ω / م ، لذلك بالنسبة إلى 25 مترًا من الكبل ، تبلغ مقاومة حلقة التيار المستمر 25x (0.05 × 2) = 2.5Ω. عند 500 مللي أمبير ، سيكون انخفاض الجهد 0.5 × 2.5 = 1.25 فولت.

يتم حساب انخفاض الجهد هذا باستخدام المقاييس الأسوأ ، لذلك قد نتوقع انخفاضًا بمقدار 1 فولت عند الطرف المستقبل. لذلك عليك أن تختار مصدر طاقة قادرًا على توفير جهد كافي بما في ذلك الجهد المنخفض.

الآن شيء آخر يتعلق بكابلات Cat5e أو Cat6 الرخيصة ، معظمها مصنوع من الألومنيوم المغطى بالنحاس ، فهي تشكل مقاومة أعلى بكثير ، وانخفاض في الجهد وفقدان الطاقة. تنكسر هذه الأسلاك إذا كانت ملتوية بشدة ، وهي أسهل طريقة للتعرف عليها. لذلك بالنسبة لمشروع حاقن DIY PoE ، اذهب مع الكابلات الجيدة.

نظرًا لعدم وجود سلك متصل بالمغناطيسات الداخلية لمحول إيثرنت ، يجب أن يعمل مع أي جهاز قادر على PoE وبطاقة إيثرنت ، بما في ذلك محول USB إلى إيثرنت.

الخطوة السادسة: الخاتمة

هذا كل ما يخص هذا المشروع ، ربما يفتقد إلى بعض المعلومات المفيدة ، اسمحوا لي أن أعرف كيف يمكنني تحسينه بشكل أكبر من خلال التعليقات. مزيد من القراءة في ويكيبيديا.

سيكون PoE لـ Gigabit Ethernet صعبًا بعض الشيء ، لأنه يشارك في دفع الطاقة عبر مغناطيس Ethernet.

في حالة التيار العالي ، ستسخن مغناطيسات الإيثرنت بالتأكيد أو حتى تنفجر بسبب لفها الرقيق للغاية ومقاومتها العالية ، سيكون من المثير للاهتمام معرفة مقدار التيار الذي يمكنها حمله.