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如何使小型計算機能夠通過以太網電纜供電

454398 ? 來源:wv ? 2019-10-24 16:01 ? 次閱讀

步驟1:關于以太網供電

如果您想直接進行建設,請跳過此位!

以太網供電(PoE)的基本原理很簡單:在電纜的一端在網絡集線器附近或內置在其中的是一個“注入器”,它吸收直流電和網絡信號,并將它們組合到一條電纜上。電纜的最遠端是一個“分離器”,它進行相反的操作,接收電纜輸入并產生DC電源輸出和網絡連接。

PoE系統有兩種主要類型。 “主動”系統的兩端都有電路,因此只有在電纜上檢測到兼容設備時,注入器才打開電源。您可以在內置PoE的商用網絡交換機上找到這種類型。“無源”系統通常用于較便宜的應用程序(例如,家用CCTV)中-這里的電源始終接通,并且不使用檢測電路。

無源系統使用CAT-5網絡電纜中的備用電線來供電-10或100 Mb以太網連接只需要8條可用電線中的4條就可以工作,剩下4條可用電。千兆以太網連接需要全部8個,因此不能與無源PoE一起使用。幸運的是,如果僅連接4條電線,幾乎所有千兆設備都將恢復到100 Mbit的運行。

該項目使用簡單的無源PoE布置。唯一的改進是使用高于Pi所需的直流電源電壓(12-24V),并在Pi端將其降低至5V。這樣做的優點是:

直接在電纜的一端提供5V電壓,這意味著Pi會由于電纜中的電阻而小于5V。隨著電纜變長,這會使Pi的可靠性降低。

電纜中的電流較小,這意味著浪費的電能更少。

如果電纜連接錯誤,降壓型穩壓器可為Pi提供(某些)保護。

步驟2:您將需要。 。.

項目使用以下組件:

直流電源-穩壓或不穩壓的12V至24V之間的任何電壓都可以。在我的測試中,為15V下200mA以下的Raspberry Pi供電,因此請確保要供電的每個Pi的電源額定至少為250mA(15V下)或300mA(12V下)。

無源PoE注入器盒。圖片中的一個在亞馬遜上為4端口一個價格為7英鎊-還有許多其他類型。

附有RJ45插頭的CAT5短電纜。 (我切斷了一條短的以太網跳線,使另一端的插頭壞了)。

DC-DC降壓轉換器模塊。 (在亞馬遜或eBay上搜索“ LM2596”-圖片中顯示的價格約為2英鎊)。

PCB安裝RJ45插座。

兩針0.1英寸間距插座(用于Raspberry Pi),或DC插孔插頭(用于Beaglebone

一小塊原型墊板。(請注意,是 pad 板而不是剝線板。)

電線,電纜扎帶

您還將需要以下工具:

尖端烙鐵+焊料

剪線鉗,剝線鉗,鉗子等。

萬用表

小鉆(1毫米)位-Dremel是理想的

可選:網絡電纜測試儀(見照片)

步驟3:在RJ45插座中焊接

生活永遠都不是那么容易,并且第一個問題是將RJ45插座焊接到一些0.1英寸間距的墊板上。

一排銷釘很合適,但另一排銷是偏移的,您需要在電路板上鉆出孔,直到它們進入為止。而且,塑料安裝凸耳將需要一個更大的孔。最終結果不是很好,但是如果您確定有4個引腳,插座將非常牢固。

第4步:連接DC-DC轉換器

現在可以將DC-DC轉換器模塊安裝在板上。我買的一個在角落有輸入和輸出連接,這使我可以使用四個Molex引腳將其連接(見圖)。將引腳放在焊盤板上的正確位置,然后將模塊降低到其上方,然后將每個引腳的頂部焊接到模塊上。然后將其翻轉過來,并將每個引腳的底部焊接到焊盤板上。

下一步是將轉換器的輸入連接到RJ45插座。最好通過以下照片完成此操作:插座上的后排插針編號為1,3,5,7(從左到右),而前排的插針編號為2,4,6,8。您需要將引腳4和5都連接到轉換器的+ V輸入,將引腳7和8都連接到-V(或地)輸入。這些分別是照片中的紅色和黑色電線。

在此階段,我強烈建議使用萬用表檢查連接是否正確:

板使用短RJ45電纜(確保它不是“交叉”電纜)連接到PoE注入器單元

檢查轉換器模塊上的-V是否已連接到注入器輸入的-V或接地插座

檢查轉換器上的+ V是否已連接到噴射器上的+ V

檢查轉換器上+ V和-V之間是否短路

如果一切正常,請為PoE注入器供電,并檢查DC-DC轉換器的+ V和-V輸入之間是否存在相應的電壓。如果是這樣,請檢查轉換器的輸出端子上是否有+ 5V。 (我購買的模塊有一個微調器,用于調節輸出電壓)。 在將其連接到Pi之前,請檢查轉換器的輸出電壓,因為如果Pi的電壓過高,Pi將會被損壞。

第5步:連接以太網連接

有一個棘手的地方!

從切斷備用以太網電纜的一端開始,大約20-25厘米的電纜連接到其中一個插頭。剝去大約3cm的外套,露出電纜的8個芯線,然后從每個芯線的末端剝開幾毫米。

以太網連接是通過連接針腳1、2、3和6進行的RJ45插座上的插頭與插頭上的相同插針。這些的標準(“ T568B”)電線顏色如下:

插針1-白色+橙色條紋

插針2-橙色

針腳3-白色+綠色條紋

針腳6-綠色

值得一提的是(用萬用表檢查)您的電纜是否先于 將電線焊接進去,因為之后將其弄亂。挑出所需的四根電線后,可以將其他四根電線斷開,因為它們應該保持未連接狀態。

要將電線連接到RJ45插座的引腳上,我發現它對在墊板上鉆出四個孔,以便電線可以從頂部穿過。這樣可以將它們固定在正確的位置進行焊接,并在組裝時提供一定的應力釋放。

完成后,插座應看起來像照片一樣(希望稍稍整潔)。為了將電纜固定到位,我在墊板上鉆了幾個小槽,然后穿過一個小電纜扎帶。

步驟6:將電源連接到Pi

通過連接到GPIO接頭上的電源引腳,可以最輕松地為Raspberry Pi供電。 (原始)模型A和B標頭在http://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpi 。..上進行了描述,而更新的模型B +標頭在http://www.element14.com/上顯示community/docs/DOC-68203/。..

對于任一型號,引腳4(+ 5V)和6(接地)是合適的連接點。我使用了一個簡單的2針0.1英寸插座(來自http://cpc.farnell.com的Multicomp 2212S-02SG-85),如圖中所示:紅色的線為+ 5V,綠色的為地。您可能需要

第7步:測試并開始!

在連接Pi之前,最好對接線進行最后檢查。使用網絡測試儀或萬用表,檢查線1、2、3和6是否通過RJ45插座連接到RJ45插頭( 打開電源后,請勿將網絡測試儀連接到PoE注入器,因為它會炸掉測試儀中的LED

整個系統現在可以PoE注入器的“輸入”側(在照片中標記為“ LAN”)連接到網絡集線器/路由器。“輸出”側通過網絡電纜連接到分離器板(通常會更長,當然)。RJ45插頭和分線板上的電源線連接到Pi-dou

如果一切正常,則在為PoE注入器加電時,Pi會啟動,并且將與您的網絡建立連接。成功了!

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