如何使小型计算机能够通过以太网电缆供电

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描述

步骤1:关于以太网供电

如果您想直接进行建设,请跳过此位!

以太网供电(PoE)的基本原理很简单:在电缆的一端在网络集线器附近或内置在其中的是一个“注入器”,它吸收直流电和网络信号,并将它们组合到一条电缆上。电缆的最远端是一个“分离器”,它进行相反的操作,接收电缆输入并产生DC电源输出和网络连接。

PoE系统有两种主要类型。 “主动”系统的两端都有电路,因此只有在电缆上检测到兼容设备时,注入器才打开电源。您可以在内置PoE的商用网络交换机上找到这种类型。“无源”系统通常用于较便宜的应用程序(例如,家用CCTV)中-这里的电源始终接通,并且不使用检测电路。

无源系统使用CAT-5网络电缆中的备用电线来供电-10或100 Mb以太网连接只需要8条可用电线中的4条就可以工作,剩下4条可用电。千兆以太网连接需要全部8个,因此不能与无源PoE一起使用。幸运的是,如果仅连接4条电线,几乎所有千兆设备都将恢复到100 Mbit的运行。

该项目使用简单的无源PoE布置。唯一的改进是使用高于Pi所需的直流电源电压(12-24V),并在Pi端将其降低至5V。这样做的优点是:

直接在电缆的一端提供5V电压,这意味着Pi会由于电缆中的电阻而小于5V。随着电缆变长,这会使Pi的可靠性降低。

电缆中的电流较小,这意味着浪费的电能更少。

如果电缆连接错误,降压型稳压器可为Pi提供(某些)保护。

步骤2:您将需要。 。.

项目使用以下组件:

直流电源-稳压或不稳压的12V至24V之间的任何电压都可以。在我的测试中,为15V下200mA以下的Raspberry Pi供电,因此请确保要供电的每个Pi的电源额定至少为250mA(15V下)或300mA(12V下)。

无源PoE注入器盒。图片中的一个在亚马逊上为4端口一个价格为7英镑-还有许多其他类型。

附有RJ45插头的CAT5短电缆。 (我切断了一条短的以太网跳线,使另一端的插头坏了)。

DC-DC降压转换器模块。 (在亚马逊或eBay上搜索“ LM2596”-图片中显示的价格约为2英镑)。

PCB安装RJ45插座。

两针0.1英寸间距插座(用于Raspberry Pi),或DC插孔插头(用于Beaglebone)

一小块原型垫板。(请注意,是 pad 板而不是剥线板。)

电线,电缆扎带

您还将需要以下工具:

尖端烙铁+焊料

剪线钳,剥线钳,钳子等。

万用表

小钻(1毫米)位-Dremel是理想的

可选:网络电缆测试仪(见照片)

步骤3:在RJ45插座中焊接

生活永远都不是那么容易,并且第一个问题是将RJ45插座焊接到一些0.1英寸间距的垫板上。

一排销钉很合适,但另一排销是偏移的,您需要在电路板上钻出孔,直到它们进入为止。而且,塑料安装凸耳将需要一个更大的孔。最终结果不是很好,但是如果您确定有4个引脚,插座将非常牢固。

第4步:连接DC-DC转换器

现在可以将DC-DC转换器模块安装在板上。我买的一个在角落有输入和输出连接,这使我可以使用四个Molex引脚将其连接(见图)。将引脚放在焊盘板上的正确位置,然后将模块降低到其上方,然后将每个引脚的顶部焊接到模块上。然后将其翻转过来,并将每个引脚的底部焊接到焊盘板上。

下一步是将转换器的输入连接到RJ45插座。最好通过以下照片完成此操作:插座上的后排插针编号为1,3,5,7(从左到右),而前排的插针编号为2,4,6,8。您需要将引脚4和5都连接到转换器的+ V输入,将引脚7和8都连接到-V(或地)输入。这些分别是照片中的红色和黑色电线。

在此阶段,我强烈建议使用万用表检查连接是否正确:

板使用短RJ45电缆(确保它不是“交叉”电缆)连接到PoE注入器单元

检查转换器模块上的-V是否已连接到注入器输入的-V或接地插座

检查转换器上的+ V是否已连接到喷射器上的+ V

检查转换器上+ V和-V之间是否短路

如果一切正常,请为PoE注入器供电,并检查DC-DC转换器的+ V和-V输入之间是否存在相应的电压。如果是这样,请检查转换器的输出端子上是否有+ 5V。 (我购买的模块有一个微调器,用于调节输出电压)。 在将其连接到Pi之前,请检查转换器的输出电压,因为如果Pi的电压过高,Pi将会被损坏。

第5步:连接以太网连接

有一个棘手的地方!

从切断备用以太网电缆的一端开始,大约20-25厘米的电缆连接到其中一个插头。剥去大约3cm的外套,露出电缆的8个芯线,然后从每个芯线的末端剥开几毫米。

以太网连接是通过连接针脚1、2、3和6进行的RJ45插座上的插头与插头上的相同插针。这些的标准(“ T568B”)电线颜色如下:

插针1-白色+橙色条纹

插针2-橙色

针脚3-白色+绿色条纹

针脚6-绿色

值得一提的是(用万用表检查)您的电缆是否先于 将电线焊接进去,因为之后将其弄乱。挑出所需的四根电线后,可以将其他四根电线断开,因为它们应该保持未连接状态。

要将电线连接到RJ45插座的引脚上,我发现它对在垫板上钻出四个孔,以便电线可以从顶部穿过。这样可以将它们固定在正确的位置进行焊接,并在组装时提供一定的应力释放。

完成后,插座应看起来像照片一样(希望稍稍整洁)。为了将电缆固定到位,我在垫板上钻了几个小槽,然后穿过一个小电缆扎带。

步骤6:将电源连接到Pi

通过连接到GPIO接头上的电源引脚,可以最轻松地为Raspberry Pi供电。 (原始)模型A和B标头在http://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpi 。..上进行了描述,而更新的模型B +标头在http://www.element14.com/上显示community/docs/DOC-68203/。..

对于任一型号,引脚4(+ 5V)和6(接地)是合适的连接点。我使用了一个简单的2针0.1英寸插座(来自http://cpc.farnell.com的Multicomp 2212S-02SG-85),如图中所示:红色的线为+ 5V,绿色的为地。您可能需要

第7步:测试并开始!

在连接Pi之前,最好对接线进行最后检查。使用网络测试仪或万用表,检查线1、2、3和6是否通过RJ45插座连接到RJ45插头( 打开电源后,请勿将网络测试仪连接到PoE注入器,因为它会炸掉测试仪中的LED。

整个系统现在可以PoE注入器的“输入”侧(在照片中标记为“ LAN”)连接到网络集线器/路由器。“输出”侧通过网络电缆连接到分离器板(通常会更长,当然)。RJ45插头和分线板上的电源线连接到Pi-dou

如果一切正常,则在为PoE注入器加电时,Pi会启动,并且将与您的网络建立连接。成功了!

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