IP камера с технологией POE — Подключение и принцип питания

Иногда возникает задача запитать Ethernet-устройство, находящееся далеко от розеток 220В. Можно применить PoE, но покупные инжекторы недёшевы, да и лишние контакты уменьшают надёжность Ethernet-линка. Про нативную поддержку технологии я и не говорю — похоже, производители хотят снять с технологии все сливки, и сильно задирают цены.

Поэтому сделаем бюджетный вариант PoE самостоятельно.

Сделать его можно двумя путями.

Первый вариант, попроще.

Можно использовать незадействованные линии Ethernet в стандарте 100BASE-T (т.е. синюю и коричневую) — этот вариант прост, надёжен и лёгок в повторении. Разноимённые провода в каждой из пар замыкаем (синий с бело-синим, коричневый с бело-коричневым), и подаём на одну пару плюс, на другую минус.

Второй вариант, резервный.

Второй вариант — вспомнить, что все дифпары в Ethernet гальванически развязаны, и рассмотреть стандартную схему входных каскадов любой сетевой карты:

Видим, что TX+ и TX- входят в трансформатор связи, имеющий отвод от средней точки. RX+ и RX- устроены аналогично. Значит, мы можем приподнять любую пару на любое (конечно, не слишком высокое) напряжение. Для этого нужно лишь подключить плюс и минус источника питания к средним точкам трансформаторов (на схеме это контакты 8 и 11). В некоторых сетевушках и роутерах дополнительно стоят уравнивающие резисторы на 75 ом — их нужно будет выпаять или разрезать дорожки, идущие к ним.

Теперь можно объединить два метода, и пустить каждую линию напряжения по двум парам. Например, «плюс» по оранжевой и коричневой, а «минус» по синей и зелёной. Этот метод пригодится, если требуется передавать сравнительно большой ток.

Выбор напряжения

Передаваемая мощность прямо пропорциональна напряжению, но увлекаться его повышением не стоит — хоть изоляция жил и рассчитана на 300 вольт, но полагаться на китайские кабели нельзя. Нужно ограничиться 50 вольтами, ближайшее стандартное напряжение — 48 вольт. (надеюсь, понятно что речь идёт только о постоянном напряжении — оно не создаёт помех, и даёт возможность передать на 30% больше энергии чем переменное).

Важно понимать, что такая линия передачи будет иметь ненулевое сопротивление, и при хоть сколько-то существенном токе напряжение будет проседать. Допустим, от 5 вольт на 10-метровом кабеле при токе в 1 ампер останется уже 4.5 вольта, а этого может быть недостаточно для работы прибора. На высоких напряжениях этот эффект перестаёт быть заметен (кстати, это основная причина применения высоковольтных ЛЭП), т.к. падение в 0,5 вольта по сравнению с напряжением 50 вольт — это всего один процент.

Выбор тока

Прямо сейчас держу в руках сетевой кабель, на нём маркировка 24AWG, и это ещё если верить китайцам на слово. Значит, площадь одной жилы 0.2мм², это максимум 1,5А.

Используем 4 пары — по двум парам плюс, по двум минус. В условиях жгута проводов предельный ток падает на 7% на каждый дополнительный провод — т.е. 7 доп. проводов * 7% = 49%. Получается, до 0.75А на каждую жилу, а их у нас 3 в каждую сторону — значит, можно передать максимум 2.25А.

Конечно, вроде как получается впритык, но никакой возможности расширения сети, да и не люблю я эксплуатировать оборудование на предельных режимах. Нужно обеспечить двукратный запас прочности, т.е. снизить ток до 1 ампера.

Стандартная плотность тока в меди 8 А/мм² — конечно, правильная цифра, но всегда забывают условия её применимости, а это один провод без изоляции — то есть, имеющий хороший теплообмен с окружающей средой. В кабеле Ethernet тепловые условия гораздо хуже — несколько изолированных проводов рядом (греют друг друга), под общей изоляцией. А поскольку внешняя изоляция не вплотную к проводам, воздушный промежуток работает как теплоизолятор — вроде шубы.

Самое смешное что я видел Ethernet-кабели из обмеднённого алюминия, даже дорогие — для них ток нужно уменьшать ещё в два раза. Так ведь это не проверить никак. Более того, ещё часто делают так — уменьшают толщину синей и коричневой пар (тех, которые не используются в 100Base-T).

Мощность

Таким образом, из максимального напряжения 50 вольт и тока в 1А получаем мощность 50Вт. Думаю, этого хватит любому сетевому оборудованию, которое только можно представить в домашних условиях. И я должен сказать, что передавать 1 ампер по хлипким сетевым разъёмам, которые иногда и информационный сигнал передают с трудом — это верх безрассудства, и делать так стоит только с новыми кабелями и разъёмами, если вы чётко понимаете, что делаете. Также лучше не двигать это соединение, чтобы не ухудшить контакт. В остальных случаях нужно ограничиться 20 ваттами.

Инжектор и сплиттер

Подавать напряжение в кабель можно несколькими способами. Если вы остановились на 12 вольтах — просто берём их с компьютерного блока питания (так очень удобно питать роутер от компьютера, подключённого к нему). Если же применять 48 вольт, то потребуется специальный блок питания, вроде какого-нибудь AC-DC конвертера.

На стороне приёмника установим преобразователь, и получим любое нужное прибору напряжение, скорее всего 9 или 12 вольт.

Обязательно нужно поставить конденсаторы (электролиты на пару сотен мкФ + керамику или лучше плёнку на 10-100 нФ) на обоих концах линии, чтобы не превращать её в антенну.

Конечно, здесь нет никакого контроля за состоянием линии, за потребностями приёмников — всего того, что есть в стандарте PoE. Однако далеко не все производители таких устройств сами полностью следуют стандарту. Многие реализуют Passive PoE, который полностью идентичен рассмотренной нами самоделке

Содержание

Как работает POE?

POE (Power over Ethernet — дословно Питание через стандарт Ethernet) позволяет обеспечить силу тока до 400 мА с номиналом напряжения 48 В, через 4 жилы( 2 пары) витой пары, оставшиеся 2 пары кабеля используются для передачи сигнала. Максимальная мощность POE 15,4 Вт.

Подключение Ip камеры с poe и без по технологии (Power over Ethernet)

Для подключения POE ip камеры по стандарту POE необходим POE switch или видеорегистратор со встроенными poe портами. 4-х парная витая пара соединяет сетевой порт poe коммутатора или видеорегистратора с портом камеры благодаря чему организуется подача питания. Подключение poe свича к любому роутеру или видеорегистратору без poe, происходит через порт UPlink.

Ниже представлена схема подключение камеры с POE и без по технологии Power over Ethernet. Во втором случае дополнительно используется poe сплиттер на конце которого два разъема: Коннектор RJ 45 для подключения к Etherent порту камеры и DC «Папа» для соединения с колодкой питания «Мама».

Пассивное POE

Сейчас стало модно говорить про пассивное poe, называя это технологией, на самом деле это банальная самоделка просто немного удобнее. Один пассивный адаптер с колодкой «Папа» подключается со стороны камеры, а второй с колодкой «Мама» со тороны блока питания 12 вольт.

Не о каких 150 метров передачи речи идти не может, в лучшем случаем по кабелю с хорошим сечением 60 метров и то обязательно нужно проверить какое напряжение выходит на штекере питания камеры, если ниже 11 вольт, то устройство сломается за короткий срок. Такую схему можно организовать напрямую без адаптера, просто установив на две свободных парах кабеля колодки питания.

На видео: Подключение ip камер по POE

Poe или Power over Ethernet – это технология, которая позволяет запитывать сетевые устройства, в том числе и цифровые камеры видеонаблюдения, по витой паре. Это значительно упрощает инсталляцию системы.

С одной стороны все камеры имеют централизованное питание и это хорошо в плане безопасности бесперебойной работы и не вмешательства в неё третьих лиц, а с другой стороны если устройство подающее электрический ток на камеру (PoE свитч) выйдет из строя, перестанет работать все. Но все же лично мое мнение PoE это огромный плюс для сетевых устройств.Далеко не все камеры имеют функцию питание по PoE, но можно её сделать и самому. Для этого необходимо знать, что оно из себя вообще представляет: технология Power over Ethernet работает основываясь на стандарте IEEE 802.3af, который обеспечивает ток до 400 мА при напряжении от 36 до 57 Вольт, это позволяет передать потребителю ток до 15 Вт. Данный стандарт IEEE 802.3af делит все устройства на 5 классов (от нулевого – наименьшая мощность, потребляемая устройством, по возрастанию до четвертого, соответственно самого мощного)

802.3af Стандарты PoE-A и PoE-B для сетей 100 и 1000 Мб/сек. Распиновка RJ45.

Подключение питаемого устройства происходит в несколько этапов:

1. Проводится проверка, устройством подающим напряжение, подключения ip камеры (или другого сетевого устройства) путем подачи электрического сигнала напряжением от 2.8 до 10 вольт и определяется входное сопротивление, которое должно быть от 19 до 26.5 кОм2. Затем производится определение класса ip камеры в зависимости от потребляемой ею мощности. Если же устройство будет потреблять ток большей мощности, чем предусмотренный для данного класса, то питание будет отключено.3. На последнем этапе проверки подаётся полное напряжение, но и здесь происходит контроль потребления. Если цифровая камера (или другое сетевое устройство) в течение 400 мс будет потреблять ток менее 5 мА или ток более 400 мА в течение 75 мс, то питание, будет отключено.Используются две схемы передачи питание для ip камер по PoE:В первом случае по двум незадействованным парам проводов кабеля 5е кат.

Во втором — ток подается на отвод вторичной обмотки трансформатора источника, а снимается с первичной обмотки потребителя.

Добавить комментарий

Используемые источники:

• https://catethysis.ru/diy-poe/
• https://bezopasnik.info/ip-%d0%ba%d0%b0%d0%bc%d0%b5%d1%80%d0%b0-%d1%81-%d1%82%d0%b5%d1%85%d0%bd%d0%be%d0%bb%d0%be%d0%b3%d0%b8%d0%b5%d0%b9-poe-%d0%bf%d0%be%d0%b4%d0%ba%d0%bb%d1%8e%d1%87%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d0%b5-%d0%b8-%d0%bf/
• https://www.sferann.ru/poleznaya-informatsiya/4-pitanie-kamer-po-poe