[-кабельщик-]

На днях разбирался с непонятной ситуацией, описанной здесь . Вкратце – при запуске Spectral Scan (из Dude) через несколько секунд происходит аварийный ребут борда, о чем пишется в логах. Наблюдается эта картина в середине жаркого дня, до +35*С в тени. Раньше такого не было .

«Напряжометр» RouterOS показывает 22.3V, при запуске Spectral Scan снижается до 22.0V.

В связи с закравшимися сомнениями (питается АР через 48 метров кабеля от БП 24V ) взял оставшуюся часть бухты кабеля FTP KLM cat 5e Cu (черный outdoor), который использовался при монтаже АР, и измерил сопротивление одной жилы . Результат 37 Ом/100м (!!!). Без комментариев. Кабель приобретен там же, по ссылке выше, за 105$ / бухта 305м. При более внимательном исследовании на физические свойства жил кабеля у меня создалось ощущение, что это латунь. Утверждать не буду, химической лабораторией не располагаю. В общем, шок. Примерно тоже самое и со второй бухтой FTP KLM cat 5e Cu (белый indoor), за 93$ / бухта 305м.

Для примера достал со склада бухту Одесса-кабель КППЭт-ВП (100) 2х2х0,51 (FTP - cat.5) – реально измеренное значение 9,1 Ом/100м. Полное соответствие даташиту. Не нравится только ценой; чрезмерной толщиной наружной изоляции, затрудняющей оконечивание; проблемы с отделением троса (трудно это сделать , не повредив изоляцию на самом кабеле) .

Далее… При проектировании импульсных источников питания использую симулятор LT Spice; как побочный продукт в нем могу замоделировать весьма сложные и разветвленные линии питания.

Зарисовал в нем модель данного случая - адаптер 24V, линия с последовательным сопротивлением 18 Ом ( 48 метров моего чугунно-латунного кабеля), нагрузка мощностью 10W (RB411AH+R52Hn, максимальная потр.мощность по даташитам 3W и 7W соответственно). Симулятор сказал , что модель нежизнеспособна. Точнее - сказал, что работать будет только до 8W потребления АР.

Вывод напрашивается сам собой – моя АР в обычном режиме работает только потому, что потребляет не максимум из даташита, а менее 7-8W (низкий процент загрузки роутера и радио). При запуске Spectral Scan нагрузка возрастает, плюс наложилось увеличение сопротивления кабеля из-за повышения температуры ( ТКС большинства металлов сильно положительный). И в сумме переваливает за 8W, после чего следует законный ребут.

Однако использовать симулятор с мощным математическим движком в данном случае не совсем к месту. При отсутствии опыта работы с ним это вызовет массу вопросов. Посему зарисовал примитивный Exсel –калькулятор (см. вложение), позволяющий оценить возможности кабельной линии по определенным вводным (заполняются «зеленые» поля).

Пинать можно, но не сильно больно (с учетом того, что до вчера я не знал, куда и как в Exсel вставляются формулы). Если кто чего добавит-подредактирует или оформит web-движком - будет гут. Формула примитивна : L (макс.длина кабеля)= U ² /(4•P•R) . Такая формула получается, если как аксиому учесть факт максимума мощности в нагрузке при равенстве сопротивлений ее (нагрузки) и кабельной линии.

Для удобства введения сопротивления кабеля (Ом/100метров оптимальней, нежели Ом/метр) в формулу введен множитель 100.

Также следует учесть, что в силу своей примитивности формула не учитывает невозможность работы устройства при доходящем до него питании менее 7,5-8V (ограничение снизу для большинства step-down тут обсуждаемых устройств) . Посему не стоит подставлять в калькулятор 12-вольтовый блок питания.

Калькулятор проверки линии passive POE.zip

[fhntv_smart]

Сюда бы добавить напряжение на входе в устройство и потери мощности в кабеле.

На сколько я понял вашу ситуацию. От длинного кабеля напряжение в линии падает. Роутерборд пытается взять больше.

Растет сила тока, срабатывает ограничение бп по току, роутерборд уходит в ребут.

 

Надо бы в вашу формулу прикрутить ограничение силы тока БП-шника.

 

Не правильно чуть посчитанно.

Ток потребления посчитан для нулевой длинны кабеля (24 вольт), а нужно считать от напряжения на входе в устройство.

[fhntv_smart]

Такая формула получается, если как аксиому учесть факт максимума мощности в нагрузке при равенстве сопротивлений ее (нагрузки) и кабельной линии.

Я не могу согласится с этой аксиомой.

Может оно и верно, только сюда-же нужно прикрутить ограничение силы тока источника питания. Тогда

 

Можно при известной силе тока посчитать потери в кабеле. Потом, посчитать силу тока, потребляемого бордом при напряжении с учетом потерь.

И потом посчитать мощность суммарную...

[-кабельщик-]

fhntv_smart, не буду утверждать, но боюсь - напряжение на входе устройства простой формулой и силами Excel не осилить. Там будут множественные циклические вычисления. Симулятор это делает, могу по вашим трем вводным рассчитать напряжение на вашей АР, но там вычислений немеренный поток происходит. В этом же калькуляторе искомая цель не конечное питание правильно построенной АР , а определение максимально допустимой длины кабеля с конкретными параметрами, свыше которй начнутся баги.

В моей вышеописанной ситуации борд на выходе линии не может взять свои 9-10ватт в принципе. Максимум 8ватт при просадке на выходе линии до 12вольт и токе 0,67А (попробуйте ввести мои данные 24V , 37 Ом/100метров , 8W ). БП в защиту не уходит, он на 1.25А.

Ток потребления здесь считается не для нулевой линии, а для максимальной расчетной.

 

Я не могу согласится с этой аксиомой

тем не менее это математический факт. Если нагрузка (типовой step-down) умеет динамически изменять свое сопротивление (увеличивать ток) с целью отбора бОльшей мощности , то максимум этого процесса будет при половинном напряжении на выходе кабельной линии, при дальнейшем росте тока и уменьшении напряжения начнется спад мощности в нагрузке.

 

Можно при известной силе тока посчитать потери в кабеле

В том то и дело, что сила тока вам заранее неизвестна. Ее придется измерять физически, что не совсем удобно. Тем более что желательно все это "прощупывать" до реального монтажа, чтоб было не как у меня.

[fhntv_smart]

тем не менее это математический факт. Если нагрузка (типовой step-down) умеет динамически изменять свое сопротивление (увеличивать ток) с целью отбора бОльшей мощности , то максимум этого процесса будет при половинном напряжении на выходе кабельной линии, при дальнейшем росте тока и уменьшении напряжения начнется спад мощности в нагрузке.

В том и дело, что нам нужна не точка максимума, а точка достаточности. Возможна ситуация, что на какой-то длине выше расчетной борд будет работать.

А если считать от обратного.

Минимальное напряжение при котором может работать рб это 10 вольт. Чтобы получить 10 ватт, он должен схавать 1 ампер.

 

А дальше считать длину, которая обеспечит падение не более чем на 24-10=14 вольт при токе 1А.

[-кабельщик-]

В том и дело, что нам нужна не точка максимума, а точка достаточности.

Это одно и то же. Ну и запас каждый считает на свое усмотрение. Разумеется, получив в расчете допустимый максимум длины 80м, будет опрометчиво размотать столько же физически или даже больше.

 

 

А если считать от обратного.

Минимальное напряжение при котором может работать рб это 10 вольт. Чтобы получить 10 ватт, он должен схавать 1 ампер.

 

А дальше считать длину, которая обеспечит падение не более чем на 24-10=14 вольт при токе 1А.

То есть вы думаете, что при питании 24V и сопротивлении линии 14 Ом на входе 10-ваттного борда будет 10V и ток будет 1А? Это заблуждение .

На самом деле там будет 14V и 0,715А

(вложение : зеленая кривуля - напряжение , красная - ток )

[fhntv_smart]

То есть вы думаете, что при питании 24V и сопротивлении линии 14 Ом на входе 10-ваттного борда будет 10V и ток будет 1А? Это заблуждение .

А промоделируйте пожалуйста 15 и 16 Ом при тех-же условиях.

14 Ом при 9,1 Ом/100м

это 153 метра, результат близкий к вашим рассчетам.

Изменено 30 июля, 2012 пользователем fhntv_smart

[-кабельщик-]

И 15 , и 16 Ом с отрицательным результатом. Борд в дауне

[-кабельщик-]

fhntv_smart, диспут натолкнул меня на мыслю, чего не хватает в Excel-варианте. Наглядной привязки к омическому потолку линии, рассчитываемому из трех вводных.

:) релиз обновленной версии ниже

Ниже поля максимально возможной длины куска кабеля добавлено поле, индицирующее сопротивление этого самого куска .

Теперь в мучимом выше раскладе 24вольтов и 10ваттов видно, что потолок находится на 14,4 Ом. Причем вне зависимости от типа кабеля (Одесса или безродный китай). От кабеля зависит только его длина.

Calc_passive_POE_v.1.1.xls.zip

[Saab95]

На длинных линиях надо использовать 48 вольт, там подобных проблем не возникнет.

 

Странно, но микротик в комплекты к SXT и SEXTANT вкладывает БП на 24V 0.38A - что почти впритык по питанию, стоит использовать чуть худший или более длинный кабель и приехали.

 

Я всегда использую кабель NeoMax NM1001 для внешней прокладки, с ним проблем не бывало.

[-кабельщик-]

На длинных линиях надо использовать 48 вольт, там подобных проблем не возникнет.

Это весьма чреватая затея. На RB411AH step-down конвертор (точней, его PWM-контроллер RT9206) ограничен 30V входа.

Absolute Maximum Ratings : Supply Voltage (VIN) -0.3 to +30V

Operation voltage Range +4.75 to +28V

 

Прикручиваем адаптер 48V к моей линии 18 Ом , борд все тот же 10ватт.

Имеем на входе борда 44вольта. Думаю, он работать не захочет :)

[fhntv_smart]

Теперь в мучимом выше раскладе 24вольтов и 10ваттов видно, что потолок находится на 14,4 Ом. Причем вне зависимости от типа кабеля (Одесса или безродный китай). От кабеля зависит только его длина.

Если пересчитывать через падение напряжения, можно рассчитать запас для 12 и 18 вольтовых БП. Получится около 2 Ом и 8 Ом соответственно.

[Saab95]

На длинных линиях надо использовать 48 вольт, там подобных проблем не возникнет.

Это весьма чреватая затея. На RB411AH step-down конвертор (точней, его PWM-контроллер RT9206) ограничен 30V входа.

Absolute Maximum Ratings : Supply Voltage (VIN) -0.3 to +30V

Operation voltage Range +4.75 to +28V

 

Прикручиваем адаптер 48V к моей линии 18 Ом , борд все тот же 10ватт.

Имеем на входе борда 44вольта. Думаю, он работать не захочет :)

 

Я имел в виду установить там преобразователь 48-24 вольта=)

[-кабельщик-]

В связи с предложением shpas ходить "конем" (на тут), в "калькулятор" был добавлен решатель квадратных уравнений (с целью сохранения мозговых ресурсов вайфайстроителя для других стратегических задач).

Обновленный релиз см. ниже (в прикрепл.файле). Обращаю внимание, что теперь Excel-решатель содержит три листа-вкладки, на каждой калькулятор для своей задачи.

Если обнаружатся баги - сообщите...

Calc_passive_POE_v.2.0.zip

[g7001]

Оеей) Шокировал меня ваш вопрос))

 

Берем борд, амперметр , вольтметр-нагружаем борд по максимуму(вместе с радио)-замеряем потребляемую мощность.

 

Потом меряем витую пару которой планируется запитать устройство, считем ро-удельное сопротивление.

 

Потом расчитываем предельно допустимое сопротивление линии, при котором борду будет еще хватать питания.

 

Считаем длину кабеля.

 

Какой калькулятор? какая программа моделирования? две формулы из школьного курса физики, помоему за 8й класс. !!!

 

Аналогично считается запитка постоянным током для любой линии. Пока еще не один расчет не подвел. Все считается при помощи калькулятора, ручки, и листика бумажки.

Как по мне так глупо какую либо математику приводить-ибо любой школьник такое должен уметь считать.

 

Не стоит удивлятся китайцы там с чего угодно могут делать.. наврятли то латунь.. берете бухту и меряете.

А еще бывает сопротивление не равномерное)) т.е. в одном месте витая пара толще, а в другом тоньше. Или немножко из другого сплава.

 

Я имел в виду установить там преобразователь 48-24 вольта=)

 

Какие все умные.

А вы скажите хотя бы одну распространненую микросхему на которой я бы мог собрать данный преобразователь? что бы я ее не заказывал из америки или китая.

А то стоимость преобразователя=пол стоимости борда.

 

Дешевле ШВВП отдельно на вышку завести ,чем купить такой преобразователь.

Изменено 1 октября, 2012 пользователем g7001

[AdmUser]

Люди, кто нибудь откройте инжектор RBGPOE Срочно нужна схема его....

[g7001]

Люди, кто нибудь откройте инжектор RBGPOE Срочно нужна схема его....

 

Не нужно его ломать, что бы понять что там стоит 2 трансформатора, и пременяется метод фантомного питания.

Питание идет по зеленой и оранжевой парам.

 

Поисковое слово для гугла gigabit ethernet poe circuit

 

Вот нашел вам Рекомендацию от TI как сделать гигабитное рое. Именно так и сделал микротик, а по другому и быть не может.

http://www.ti.com/lit/an/snoa464b/snoa464b.pdf

Смотрите схему на стр 2.

Изменено 1 октября, 2012 пользователем g7001

[kosmich7]

Какой калькулятор? какая программа моделирования? две формулы из школьного курса физики, помоему за 8й класс.

Плюсую.

[AdmUser]

Люди, кто нибудь откройте инжектор RBGPOE Срочно нужна схема его....

 

Не нужно его ломать, что бы понять что там стоит 2 трансформатора, и пременяется метод фантомного питания.

Питание идет по зеленой и оранжевой парам.

 

Поисковое слово для гугла gigabit ethernet poe circuit

 

Вот нашел вам Рекомендацию от TI как сделать гигабитное рое. Именно так и сделал микротик, а по другому и быть не может.

http://www.ti.com/lit/an/snoa464b/snoa464b.pdf

Смотрите схему на стр 2.

скорее всего там просто дроссель и конденсаторы... мы так сделали- оно работает, но больше 50 метров уже начинаются лаги- будем переделывать- увеличивать индуктивность дросселей...

[shpas]

Оеей) Шокировал меня ваш вопрос))

 

Берем борд, амперметр , вольтметр-нагружаем борд по максимуму(вместе с радио)-замеряем потребляемую мощность.

 

Потом меряем витую пару которой планируется запитать устройство, считем ро-удельное сопротивление.

 

Потом расчитываем предельно допустимое сопротивление линии, при котором борду будет еще хватать питания.

 

Считаем длину кабеля.

 

Какой калькулятор? какая программа моделирования? две формулы из школьного курса физики, помоему за 8й класс. !!!

 

Аналогично считается запитка постоянным током для любой линии. Пока еще не один расчет не подвел. Все считается при помощи калькулятора, ручки, и листика бумажки.

Как по мне так глупо какую либо математику приводить-ибо любой школьник такое должен уметь считать.

Как в анекдоте - "чё тут думать, трясти надо!". Я бы и сам до сих пор тряс, наверное, спасибо TS'у, заставил задуматься немного.

Предельно допустимое сопротивление шлейфа питания вычисляется действительно просто - нужно квадрат напряжения блока питания поделить на учетверённую мощность нагрузки. Вряд ли школьники знают такую формулу. А получается она из методики решения квадратных уравнений. Можно спросить у любого, кто окончил школу лет 30 назад (да и 10 тоже), как решить квадратное уравнение, хрен ведь кто вспомнит. Так что и калькулятор пригодится.

[shpas]

Обновленный релиз см. ниже (в прикрепл.файле). Обращаю внимание, что теперь Excel-решатель содержит три листа-вкладки, на каждой калькулятор для своей задачи.

Если обнаружатся баги - сообщите...

Обычно у импульсных преобразователей есть цепь защиты от перегрузки ключа - выходное напряжение при перегрузке начинает падать. Если бы ещё проанализировать типовую схему для конкретных устройств и определить максимально допустимый потребляемый ток преобразователя...

[-кабельщик-]

Какой калькулятор? какая программа моделирования? две формулы из школьного курса физики, помоему за 8й класс. !!!

Согласен, насчет моделирования поймали меня на горячем. Попробую пояснить: неистребимая привычка пользовать специальный софт для моделирования у меня есть из-за частого его использования в другой сфере (проектирование ИИП больших мощностей, на 3-6кВт). Там без него малейшие ошибки сильно накладно бьют по карману (стоимость полупроводов высока).

Однако хотелось бы заметить, что решать даже всего две формулы удобней, когда за вас это делает машина. Она для того и придумана...

 

Берем борд, амперметр , вольтметр-нагружаем борд по максимуму(вместе с радио)-замеряем потребляемую мощность.

Потом меряем витую пару которой планируется запитать устройство, считем ро-удельное сопротивление.

Потом расчитываем предельно допустимое сопротивление линии, при котором борду будет еще хватать питания.

Считаем длину кабеля.

Аналогично считается запитка постоянным током для любой линии. Пока еще не один расчет не подвел. Все считается при помощи калькулятора, ручки, и листика бумажки.

Как по мне так глупо какую либо математику приводить-ибо любой школьник такое должен уметь считать.

Я только рад, что вы при возникшей необходимости легко и непринужденно решаете квадратные уравнения ручкой на бумажке. Но вы вот это все посоветуйте проделать топикстартерам растущих как грибы после дождя тем типа "Падает при нагрузке" и т.п.

 

Я имел в виду установить там преобразователь 48-24 вольта=)

 

Какие все умные.

А вы скажите хотя бы одну распространненую микросхему на которой я бы мог собрать данный преобразователь? что бы я ее не заказывал из америки или китая.

А то стоимость преобразователя=пол стоимости борда.

 

Дешевле ШВВП отдельно на вышку завести ,чем купить такой преобразователь.

Ну допустим, я вам скажу (к примеру, DPA423...DPA426 , http://www.powerint.com/en/applications/power-over-ethernet-poe), или к примеру скажу, что при отсутствии спец.заточенных микросхем можно собрать такой преобразователь на UC384x+полевик (суммарные затраты при этом составят врядли более 2-3$) - так вы будете его делать, если возникнет необходимость? Думаю нет, вам действительно проще

и понятней протянуть ШВВП...

[-кабельщик-]

Обычно у импульсных преобразователей есть цепь защиты от перегрузки ключа - выходное напряжение при перегрузке начинает падать. Если бы ещё проанализировать типовую схему для конкретных устройств и определить максимально допустимый потребляемый ток преобразователя...

Если речь о БП, то там зависит от типа примененного контроллера. Есть специализированные(TOP-Switch, Tiny-Switch и т.п.), которые при достижении макс.тока уходят в режим перезапуска.

При этом следует иметь ввиду, что надпись на БП типа "макс.ток 0,38А" вовсе не значит, что при 0,4А он уйдет в защиту. Порог защиты по току, как правило, на 30-50% больше указанного. Т.е. он реально даст и 0,5А. Правда, при этом сильно укоротится время жизни БП из-за перегрева (быстросохнущие кондеры и т.п.)

[shpas]

Если речь о БП, то там зависит от типа примененного контроллера. Есть специализированные(TOP-Switch, Tiny-Switch и т.п.), которые при достижении макс.тока уходят в режим перезапуска.

При этом следует иметь ввиду, что надпись на БП типа "макс.ток 0,38А" вовсе не значит, что при 0,4А он уйдет в защиту. Порог защиты по току, как правило, на 30-50% больше указанного. Т.е. он реально даст и 0,5А. Правда, при этом сильно укоротится время жизни БП из-за перегрева (быстросохнущие кондеры и т.п.)

Речь не о БП, а о преобразователях на плате точки. Всегда должен быть токоизмерительный резюк для защиты от перегруза и короткого замыкания.

По калькулятору: добавил бы строку для тех, кто в танке - максимально допустимое сопротивление между контактами 4-5 и 7-8 RJ-45 при подключенном устройстве. Тоже ведь считать надо...

[-кабельщик-]

о преобразователях на плате точки. Всегда должен быть токоизмерительный резюк для защиты от перегруза и короткого замыкания.

Не всегда. Поскоку напряжения очень низки, а токи очень высоки, во избежание потерь часто используется алгоритм реагирования по косвенным признакам. Для примера посмотрите RT9206

 

По калькулятору: добавил бы строку для тех, кто в танке - максимально допустимое сопротивление между контактами 4-5 и 7-8 RJ-45 при подключенном устройстве. Тоже ведь считать надо...

Это наверное уже перебор :)

ЗЫ. БП от Groove, который у меня, дает 23,5V...