ללמד אותך ללמוד עוד על ספק כוח POE!

חברים רבים שאלו פעמים רבות האם ספק הכוח של פו יציב?מהו הכבל הטוב ביותר עבור ספק כוח poe?למה להשתמש במתג poe כדי להפעיל את המצלמה שעדיין אין תצוגה?וכן הלאה, למעשה, אלה קשורים לאובדן החשמל של ספק הכוח POE, שקל להתעלם ממנו בפרויקט.
1. מהו ספק כוח POE
PoE מתייחס להעברת נתונים עבור מסופים מבוססי IP מסוימים (כגון טלפונים IP, נקודות גישה לנקודת LAN אלחוטית, מצלמות רשת וכו') מבלי לבצע שינויים כלשהם בתשתית הכבלים הקיימת של Ethernet Cat.5.במקביל, הוא יכול גם לספק טכנולוגיית אספקת חשמל DC עבור מכשירים כאלה.
טכנולוגיית PoE יכולה להבטיח את הפעולה הרגילה של הרשת הקיימת תוך הבטחת אבטחת הכבלים המובנים הקיימים, ולמזער את העלות.
מערכת PoE שלמה כוללת שני חלקים: ציוד אספקת חשמל וציוד קליטת חשמל.

ציוד אספקת חשמל (PSE): מתגי Ethernet, נתבים, רכזות או התקני מיתוג רשת אחרים התומכים בפונקציות POE.
מכשיר מופעל (PD): במערכת הניטור מדובר בעיקר במצלמת הרשת (IPC).
2. תקן אספקת חשמל POE
לתקן הבינלאומי העדכני ביותר IEEE802.3bt יש שתי דרישות:
הסוג הראשון: אחד מהם הוא שהספק המוצא של ה-PSE נדרש להגיע ל-60W, ההספק המגיע להתקן מקבל הכוח הוא 51W (ניתן לראות מהטבלה לעיל שזהו הנתונים הנמוכים ביותר), וה- אובדן הספק הוא 9W.
הסוג השני: ה-PSE נדרש להשיג הספק מוצא של 90W, ההספק המגיע להתקן מקבל הכוח הוא 71W, ואובדן ההספק הוא 19W.
מהקריטריונים לעיל ניתן לדעת שעם הגדלת אספקת החשמל, אובדן החשמל אינו פרופורציונלי לאספקת החשמל, אלא ההפסד הולך וגדל, אז איך ניתן לחשב את אובדן ה-PSE ביישום מעשי?
3. אובדן כוח POE
אז בואו נסתכל כיצד מחושב אובדן כוח המוליכים בפיזיקה של חטיבת ביניים.
חוק ג'ול הוא תיאור כמותי של הפיכת אנרגיה חשמלית לחום על ידי זרם הולכה.
התוכן הוא: החום שנוצר מהזרם העובר דרך המוליך הוא פרופורציונלי לריבוע הזרם, פרופורציונלי להתנגדות המוליך, ופרופורציונלי לזמן בו הוא מופעל.כלומר, צריכת הצוות שנוצרה בתהליך החישוב.
הביטוי המתמטי של חוק ג'ול: Q=I²Rt (החל על כל המעגלים) כאשר Q הוא ההספק שאבד, P, I הוא הזרם, R הוא ההתנגדות, ו-t הוא הזמן.
בשימוש בפועל, מכיוון שה-PSE וה-PD פועלים בו-זמנית, לאובדן אין שום קשר לזמן.המסקנה היא שאיבוד ההספק של כבל הרשת במערכת POE הוא פרופורציונלי לריבוע הזרם ופרופורציונלי לגודל ההתנגדות.במילים פשוטות, על מנת להפחית את צריכת החשמל של כבל הרשת, עלינו לנסות להקטין את זרם החוט ואת ההתנגדות של כבל הרשת לקטן.ביניהם, המשמעות של הפחתת הזרם חשובה במיוחד.
אז בואו נסתכל על הפרמטרים הספציפיים של התקן הבינלאומי:
בתקן IEEE802.3af, ההתנגדות של כבל הרשת היא 20Ω, מתח המוצא הנדרש PSE הוא 44V, הזרם הוא 0.35A, ואובדן ההספק הוא P=0.35*0.35*20=2.45W.
באופן דומה, בתקן IEEE802.3at, ההתנגדות של כבל הרשת היא 12.5Ω, המתח הנדרש הוא 50V, הזרם הוא 0.6A, ואובדן ההספק הוא P=0.6*0.6*12.5=4.5W.
לשני התקנים אין בעיה להשתמש בשיטת חישוב זו.עם זאת, כאשר מגיעים לתקן IEEE802.3bt, לא ניתן לחשב אותו בדרך זו.אם המתח הוא 50V, הספק של 60W חייב לדרוש זרם של 1.2A.בשלב זה, אובדן ההספק הוא P=1.2*1.2*12.5=18W, פחות ההפסד להגיע ל-PD הספק המכשיר הוא 42W בלבד.
4. סיבות לאובדן כוח POE
אז מה הסיבה?
בהשוואה לדרישה בפועל של 51W, יש 9W פחות הספק.אז מה בדיוק גורם לטעות החישוב.

בואו נסתכל שוב על העמודה האחרונה של גרף הנתונים הזה, ונבחין בזהירות שהזרם בתקן IEEE802.3bt המקורי הוא עדיין 0.6A, ואז נסתכל על ספק הכוח של זוג מעוות, נוכל לראות שארבעה זוגות של כוח זוג מעוות נעשה שימוש באספקה ​​(IEEE802.3af, IEEE802. 3at מופעל על ידי שני זוגות של זוגות מעוותים) בדרך זו, ניתן להתייחס לשיטה זו כמעגל מקביל, הזרם של כל המעגל הוא 1.2A, אך ההפסד הכולל הוא פעמיים זה של שני הזוגות של ספק כוח זוג מעוות,
לכן ההפסד P=0.6*0.6*12.5*2=9W.בהשוואה ל-2 זוגות של כבלים מפותלים, שיטת אספקת חשמל זו חוסכת 9W של חשמל, כך שה-PSE יכול לגרום להתקן PD לקבל כוח כאשר הספק המוצא הוא 60W בלבד.ההספק יכול להגיע ל-51W.
לכן, כאשר אנו בוחרים בציוד PSE, עלינו לשים לב להפחתת הזרם ולהגברת המתח עד כמה שניתן, אחרת זה יוביל בקלות לאובדן כוח מופרז.ניתן להשתמש בכוחו של ציוד ה-PSE בלבד, אך הוא אינו זמין בפועל.

מכשיר PD (כגון מצלמה) צריך 12V 12.95W כדי להשתמש בו.אם נעשה שימוש ב-12V2A PSE, הספק המוצא הוא 24W.
בשימוש בפועל, כאשר הזרם הוא 1A, ההפסד P=1*1*20=20W.
כאשר הזרם הוא 2A, ההפסד P=2*2*20=80W,
בשלב זה, ככל שהזרם גדול יותר, כך ההפסד גדול יותר, ורוב הכוח נצרך.ברור שמכשיר ה-PD לא יכול לקבל את הכוח המשודר על ידי ה-PSE, ולמצלמה לא תהיה אספקת חשמל מספקת והיא לא יכולה לעבוד כרגיל.
בעיה זו נפוצה גם בפועל.במקרים רבים, נראה כי אספקת החשמל גדולה מספיק לשימוש, אך ההפסד לא נספר.כתוצאה מכך, המצלמה לא יכולה לעבוד כרגיל בגלל אספקת חשמל לא מספקת, ולא תמיד ניתן למצוא את הסיבה.
5. התנגדות אספקת חשמל POE
כמובן, מה שהוזכר לעיל הוא ההתנגדות של כבל הרשת כאשר מרחק אספקת החשמל הוא 100 מטר, שהוא ההספק הזמין במרחק אספקת החשמל המרבי, אך אם מרחק אספקת החשמל בפועל קטן יחסית, כמו 10 בלבד. מטר, אז ההתנגדות היא רק 2Ω, בהתאמה אובדן של 100 מטר הוא רק 10% מאובדן של 100 מטר, ולכן חשוב מאוד גם לשקול באופן מלא את השימוש בפועל בעת בחירת ציוד PSE.
ההתנגדות של 100 מטר של כבלי רשת מחומרים שונים של סופר חמישה סוגים של זוגות מעוותים:
1. חוט פלדה מצופה נחושת: 75-100Ω 2. חוט אלומיניום מצופה נחושת: 24-28Ω 3. חוט כסף מצופה נחושת: 15Ω
4. כבל רשת נחושת מצופה נחושת: 42Ω 5. כבל רשת נחושת ללא חמצן: 9.5Ω
ניתן לראות שככל שהכבל טוב יותר, ההתנגדות הקטנה ביותר.לפי הנוסחה Q=I²Rt, כלומר, הכוח שאבד בתהליך אספקת החשמל הוא הקטן ביותר, ולכן יש להשתמש בכבל היטב.שמרי על עצמך.
כפי שהזכרנו לעיל, נוסחת אובדן הכוח, Q=I²Rt, על מנת שלספק הכוח של poe יהיה ההפסד הקטן ביותר מקצה ספק הכוח PSE להתקן מקבל הכוח PD, נדרשים הזרם המינימלי וההתנגדות המינימלית כדי להשיג האפקט הטוב ביותר בכל תהליך אספקת החשמל.