Инжектор питания PoE – что это такое, кому и зачем нужно?

Продолжаем углубляться в особенности сетевого оборудования и на этот раз остановимся на инжекторах питания PoE. Расскажем, что это такое, когда и зачем они нужны и какую проблему решают. Но для начала стоит поговорить о том, что это вообще за технология.

В чем суть?

PoE (Power over Ethernet) – это, как несложно понять из названия, технология передачи питания по стандартному «интернет-кабелю», то есть, по витой паре. При этом используются «дополнительные» жилы, незадействованные для передачи данных.

Главная проблема, которую решает технология – прокладка кабелей к удаленным устройствам, в особенности к расположенным на улице, где нет обычной бытовой розетки. Чаще всего она используется в системах видеонаблюдения, точках доступа и IP-телефонии. При этом наличие дополнительной «питающей» линии на качество сигнала никак не влияет, но полноценно раскрывает потенциал кабеля, часть жил в котором при обычном подключении остается незадействованной.

Более того, принцип работы PoE достаточно «умен». Питающее устройство, в роли которого выступает маршрутизатор или коммутатор с поддержкой технологии, действует не «в слепую», а выполняет серию проверок:

1. Производится тестовая подача питания, чтобы определить, требуется ли питать устройство по подключенному Ethernet-кабелю и поддерживает ли оно соответствующую технологию. К примеру, подавать напряжение на, подключенный к маршрутизатору ПК не требуется. Для этого по жилам подается небольшое (2-10 вольт) напряжение и измеряется сопротивление. Если замеренные показатели соответствуют необходимым, происходит переход к следующему шагу.
2. Роутер/коммутатор определяет класс питаемого оборудования. Это нужно для подачи тока с нужной силой. Всего существует 5 классов, каждому из которых соответствует определенная сила тока, подаваемого на порт: 0 (15,4 Вт), 1 (4,5 Вт), 2 (7 Вт), 3 (15,4 Вт), 4 (30 Вт).
3. После классификации подается напряжение в течение 400 мс. Ограничение времени нужно для дополнительной проверки. Если потребление не будет превышать 5 мА или сопротивление подключенного оборудования превышает 1980 кОм, подача питания прекратится. Также постоянно контролируется перегрузка: если в течение 75 мс потребление тока будет превышать 400 мА, питание также отключается. Если устройство проходит проверку, питание продолжает подаваться до его отключения.

И еще один важный момент – стандартизация. В настоящий момент существует 3 стандарта PoE:

• 3af,
• 3at (также известен как PoE+),
• 3bt.

Если не вдаваться в тонкости, то ключевое различие между ними – максимальная сила тока. Коммутаторы/маршрутизаторы, соответствующие более новым стандартам, способны питать более мощное оборудование. Кабель при этом используется всегда одинаковый – стандартная 8-жильная витая пара, меняется лишь распиновка питающих жил.

Альтернатива

К ответу на заглавный вопрос мы приблизились вплотную, но перед этим нужно рассказать про альтернативный вариант, так называемый Passive PoE. Изначально предполагается, что оба устройства и то, что подает питание, и которое принимает, имеют поддержку Power over Ethernet. Однако в отдельных случаях у одной из сторон ее может и не быть, а значит, «договориться» оборудование друг с другом не сможет. Здесь-то и используется «пассивное» PoE, в рамках которого этапы классификации и согласования напряжений просто пропускаются. Кроме того, в дополнение к нему в общую систему включаются вспомогательные устройства, в том числе и вынесенный в заголовок инжектор питания PoE.

Что это?

Инжектор питания – это отдельное устройство, позволяющее подключить к коммутатору, не имеющему поддержку PoE, камеру в которой отсутствует отдельный разъем для питания. Оно представляет собой модуль, куда подключается витая пара, и отдельный блок питания. Таки образом на выходящий из него Ethernet-кабель будет подаваться питание для камеры.

Инжектор может быть активным и пассивным. В первом случае узел берет на себя все необходимые проверки и «договаривается» с потребителем вместо коммутатора. Во втором – просто подает постоянный ток 12, 24 или 48В. Самые простые устройства оснащаются одним портом, более технологичные и «умные» – несколькими.

Существует и противоположный случай, когда устройство-потребитель не поддерживает Power over Ethernet. Например, если система видеонаблюдения начала постепенно модернизироваться и был заменен центральный коммутатор, который временно нужно использовать со старыми камерами. Эту проблему решает недорогой PoE-сплиттер – модуль, который разделяет линию данных и питание на, соответственно, витую пару и кабель питания.

В обоих случаях, используя пассивное оборудование, нужно убедиться, что напряжение и сила тока, выдаваемые инжектором или сплиттером, соответствуют допустимым значениям потребителя. Иначе он просто «сгорит».

РОЕ-инжектор для IP-камер: что это и зачем нужен

Современные системы безопасности основаны на использовании IP-камер. Улучшить качество их работы и удобство пользования могут различные периферийные устройства. Одним из них является РОЕ-инжектор для IP-камер. Это современное оборудование решает одновременно задачи передачи питания на удаленную камеру и передачи пакетов информации по витому кабелю Ethernet.

Чтобы разобраться с POE-инжектором сначала необходимо понять что же такое poe технология?

Power over Ethernet — это технология, которая позволяет передавать электрические сигналы вместе с данными, через кабель 5 категории в народе «витая пара» по каналу сети Ethernet.  Таким образом, можно питать устройства через сетевой провод rj45.

РОЕ-инжектор что это?

PoE инжектор

Это периферийное устройство (второе название — РОЕ-сплиттер для IP-камер) используется для подачи питания на IP-камеру. Конструктивно он изготавливается двух типов:

• пассивный;
• активный.

Пассивное оборудование работает без специальной привязки к одному из используемых стандартов, активное использует один из применимых стандартов РОЕ 802.3af, 802.3at или  802.3bt, за счет чего его возможности увеличиваются, по одному кабелю появляется возможность передавать питание вдвое более мощное, чем при использовании пассивных моделей. Такие стандарты необходимы для обеспечения питание мощных камер с дальнобойной  инфракрасной подсветкой или с обогревом. Пассивное оборудование дешевле, оно не запрашивает у источника и потребителя данные о необходимости питания, а просто передает энергию в пассивном режиме. Для небольших бытовых камер оно станет лучшим решением.

Применение РОЕ-инжектора возможно только с подключением электрокабеля типа витая пара Ethernet. Это позволяет передавать по сети и требуемое напряжение, и пакеты информации. Power over Ethernet (PoE) – это современная технология, благодаря использованию которой на удаленное устройство передается и питание, и данные. Для работы устройства необходимы специальные сетевые коммутаторы, способные поддержать эту технологию.  К отдельной категории таких коммутаторов относятся и инжекторы. Если поблизости от используемой IP- камеры нет розетки  требуемым напряжением в 220 Вт, инжектор полностью решит проблему обеспечения ее электроэнергией.

Внешне инжектор представляет собой гнездо, предназначенное для подсоединения витой пары, подключенной к камере. От гнезда отходят два самостоятельных провода, но можно использовать для подключения  роутеру только один. Если рассматривать устройство с точки зрения его технической классификации, то он удачно объединяет в себе три группы функциональности:

1. Потребитель, который не просто потребляет и передает далее энергию, а имеет возможность подать источнику питания сигнал о необходимости своевременной подачи электроэнергии согласно регламента ее предоставления.
2. Источник питания для камеры. Он полностью соответствует всем требованиям национальных и отраслевых стандартов и обеспечивает бесперебойное питание камеры и функционирование системы безопасности.
3. Адаптер, предназначенный для соединения нескольких разнородных IP-устройств. Соединение происходит по стандарту РОЕ 802 по кабелю типа «витая пара», благодаря чему при передаче напряжения не будет потерян ни один бит одновременно передаваемой информации.

Конструктивные особенности

Существенным достоинством роутера является наличие в его корпусе двух отдельных портов РОЕ и LAN,  к каждому из них может быть подключено отдельное устройство, имеющее уникальный IP-адрес или кабели, ведущие  другим техническим приспособлениям.

Порт РОЕ предназначен для подключения к устройствам, одерживающим эту технологию порт LAN предназначен для подсоединения любого оборудования, участвующего в архитектуре системы безопасности. Им могут быть:

• компьютер, управляющий системой;
• роутер;
• коммутатор.

Использование инжектора решает задачи с питанием камер работающего в России стандарта IEEE 802.3af, питание которых обеспечивается постоянным током до 400 мА. Номинальное напряжение в кабеле при этом не превышает значение в 37-56 Вт.

Отличие РОЕ-инжектора от РОЕ-коммутатора

РОЕ-инжектор предназначен для питания только одной камеры, поэтому он имеет только один порт РОЕ. РОЕ-коммутатор или свитч может одновременно обеспечивать подачу питания по протоколу РОЕ на несколько периферийных устройств.

POE коммутатор

При выборе между роутером и коммутатором следует обратить внимание на перспективы развития системы безопасности. Если ее архитектура останется в относительно неизменном виде, может измениться только место расположения камер, необходимо приобретать инжектор. Если планируется расширение и подключение дополнительных ip-камер, то потребуется же покупка коммутатора. Коммутаторы требуют специальной настройки, которая не нужна для инжектора, роме того для коммутатора потребуется существенно большая длина кабеля Ethernet. А инженеры знают, что чем больше длина кабеля, тем большие потери электроэнергии происходят при ее передаче.

Преимущества РОЕ-инжектора

Если принято решение монтировать камеры дистанционно, то нужно определить систему их питания. При проектировании собственной системы безопасности следует отметить следующие достоинства РОЕ-инжектора:

• его использование обойдется немного дешевле, чем применение стандартного витого кабеля;
• использование устройств активного типа позволяет передавать большую мощность, чем при стандартной схеме;
• мобильное соединение позволяет в любое время сменить место расположения камеры, поэтому архитектура системы безопасности может меняться в любе время в зависимости от изменения внешних условий;
• монтаж роутера занимает существенно меньше времени, чем монтаж традиционной проводной системы и он не требует специальных знаний по электробезопасности;
• инжектор абсолютно надежен, питание производится бесперебойно, и владелец дома или участка может не бояться скачков напряжения, из-за которых камеры могут выйти из строя;
• заменимость. Все типы инжекторов любых производителей совместимы с оборудованием также любых производителей, как европейских и отечественных, так и китайских.

Использование РОЕ-инжектора доступно для всех категорий потребителей, а его невысокая цена и легкость монтажа делают устройство удачным решением, как для домашних, так и для корпоративных систем безопасности.

Как вам?

Другие статьи:

• Как подключить ip камеру к ноутбуку?
• Видеонаблюдение в офисе
• https://ip-nablyudenie.ru/ip-kamera
• Тепловизионные камеры видеонаблюдения

Что такое топливная форсунка?

Топливные форсунки — это компоненты, отвечающие за заключительную стадию подачи топлива в системах впрыска топлива. Топливо под высоким давлением подается к форсунке, которая активируется блоком управления двигателем или модулем управления топливной форсункой. При активации форсунка на мгновение открывает клапан, который позволяет распылить точное количество топлива.

Несмотря на то, что система впрыска топлива может иметь одну форсунку (т. е. центральный впрыск) или несколько (т. е. многоточечный впрыск), а конструкция форсунок несколько различается в зависимости от применения, все они выполняют одну и ту же основную функцию.

Содержание

Типы топливных форсунок

Сегодня в большинстве бензиновых двигателей используются многоточечные топливные форсунки.

Существует несколько различных типов топливных форсунок, и хотя все они выполняют одну и ту же функцию (распыление точного количества топлива при активации), они не имеют одинаковых компонентов или конструкции. Три основных типа топливных форсунок:

• встроенный в корпус дроссельной заслонки (одноточечный впрыск)
• расположен в центре (впрыск через центральный порт)
• расположен на каждом цилиндре (распределенный впрыск, непосредственный впрыск)

Реальность такова, что многие различные типы топливных форсунок намного сложнее, чем эти три обобщенные категории, и каждая из них имеет несколько подтипов, но для краткости мы рассмотрим эти основные типы форсунок.

Форсунки корпуса дроссельной заслонки

В системах впрыска с корпусом дроссельной заслонки топливная форсунка встроена прямо в корпус дроссельной заслонки. Эти корпуса дроссельной заслонки представляли собой простой способ для OEM-производителей перейти с карбюраторов на системы впрыска топлива, а самые первые системы одноточечного впрыска топлива в 1940-х годах фактически называли свои корпуса дроссельных заслонок «карбюраторами под давлением». Сегодня термин «карбюратор» относится исключительно к устройствам для смешивания топлива, которые основаны на эффекте Вентури, а не на распылении топлива под давлением.

Простейшие системы одноточечного впрыска топлива состоят из одной форсунки, которая вставляется в корпус дроссельной заслонки. Эта форсунка похожа на другие топливные форсунки, но она отвечает за подачу топлива ко всему двигателю, а не только к одному цилиндру. Когда он активирован, он распыляет тонкий туман топлива в горловину корпуса дроссельной заслонки, где он смешивается с воздухом и проходит во впускной коллектор. Поскольку это приводит к тому, что воздушно-топливная смесь проходит весь путь от корпуса дроссельной заслонки до впускных отверстий, этот тип впрыска топлива иногда называют «системой мокрого коллектора».

Впрыск корпуса дроссельной заслонки использует одну или несколько форсунок, установленных в корпусе дроссельной заслонки.

Форсунки корпуса дроссельной заслонки иногда можно заменить, просто отвинтив форсунку и установив новую, хотя некоторые из них можно обслуживать, только сняв и переставив весь корпус дроссельной заслонки. Некоторые корпуса дроссельной заслонки также имеют несколько встроенных топливных форсунок, что напоминает конструкцию многоцилиндровых карбюраторов.

Форсунки с центральным портом

В системах впрыска топлива с центральным портом (CPFI) для подачи топлива во все цилиндры используется одна «макси» форсунка. Однако этот центральный инжектор соединен с каждым впускным отверстием через нейлоновые топливопроводы, что делает CPFI своего рода гибридом одноточечного и многоточечного впрыска топлива.

Центральная точка впрыска топлива использует «макси» форсунку, которая является частью «паука в сборе».

В большинстве систем впрыска топлива с центральным портом топливная форсунка является составной частью узла, состоящего из таких компонентов, как:

• регулятор давления топлива
• нейлоновые топливопроводы
• Форсунки тарельчатого клапана

Его иногда называют «крестовиной в сборе», и его необходимо заменять как единое целое. Это означает, что если какой-либо компонент выходит из строя (будь то центральная «макси» форсунка выходит из строя, клапан начинает протекать или регулятор ломается), необходимо заменить все это дело.

Многоточечные и прямые топливные форсунки

Большинство современных бензиновых и дизельных двигателей используют многоточечный или непосредственный впрыск топлива, в которых используются одинаковые топливные форсунки. Эти форсунки представляют собой автономные узлы, каждый из которых отвечает за подачу топлива в один цилиндр. Основное отличие состоит в том, что многоточечные форсунки подают топливо на впуск прямо через каждое впускное отверстие, а непосредственные форсунки впрыскивают топливо прямо в каждую камеру сгорания.

Компоненты многоточечной топливной форсунки

Типичная многоточечная топливная форсунка состоит из:

• структурного корпуса/корпуса
• вход
• корзина фильтра
• электрический разъем
• соленоид
• игольчатый клапан
  • возвратная пружина игольчатого клапана
  • колпачок иглы
  • цапфовое седло
• розетка

Корпус или корпус топливной форсунки содержит все составные части, которые обычно подлежат обслуживанию. На верхнем конце корпуса уплотнительное кольцо позволяет герметизировать корпус к топливной рампе, а другое уплотнительное кольцо на нижней стороне позволяет герметизировать его во впускном канале или головке блока цилиндров. Со стороны топливной рампы, непосредственно внутри корпуса основной топливной форсунки, корзина фильтра помогает предотвратить попадание загрязняющих веществ через форсунку и закупорку игольчатого клапана.

Многоточечные топливные форсунки обычно используют электромагнитный игольчатый клапан для подачи топлива.

Электрический разъем позволяет ЭБУ или модулю управления топливной форсункой активировать соленоид, представляющий собой электромагнитную катушку, управляющую игольчатым клапаном. Когда соленоид активируется, игольчатый клапан отодвигается от своего седла, и небольшое количество топлива распыляется через игольчатую форсунку.

Как работает топливная форсунка?

Хотя все они выполняют одну и ту же функцию, топливные форсунки не все работают одинаково. Два основных типа топливных форсунок используют:

• тарельчатый клапан
• игольчатый клапан

Игольчатые клапаны топливных форсунок

Топливные форсунки, в которых используются игольчатые клапаны, приводятся в действие электромагнитными компонентами, называемыми соленоидами. Соленоид активируется или «пульсирует» от ЭБУ или модуля управления топливной форсункой, что заставляет его совершать линейное движение (именно так работают соленоиды). Небольшое количество топлива под высоким давлением распыляется из игольчатого сопла.

Тарельчатые клапаны топливных форсунок

В системах впрыска топлива, в которых используются тарельчатые клапаны, для управления клапаном используется давление топлива, а не прямое действие соленоида. Центральная «макси» форсунка получает постоянное количество топлива под давлением, которое она направляет в каждый цилиндр через нейлоновые трубки, заканчивающиеся тарельчатыми клапанами.

Когда на одну из этих тарелок достигает достаточного давления, она принудительно открывается, что приводит к распылению тонкого тумана топлива во впускное отверстие. При сбросе давления тарельчатый клапан снова закрывается.

Длительность импульса топливной форсунки

Топливные форсунки «открыты» на периоды времени, которые могут измеряться миллионными долями секунды. Этот крошечный период времени называется «шириной импульса топливной форсунки». Поскольку ширина импульса показывает, как долго топливная форсунка открыта, она напрямую соответствует тому, сколько топлива фактически подается в каждый цилиндр.

Отказ топливной форсунки

Топливные форсунки могут выйти из строя из-за простых механических проблем, но наиболее распространенными причинами отказа являются такие проблемы, как утечки и загрязнение. Утечки топливных форсунок обычно возникают при выходе из строя одного из уплотнительных колец, хотя утечки в системах CPFI часто являются результатом неисправности трубки форсунки или тарельчатого клапана. В первом случае проблема решается заменой уплотнительных колец, а во втором случае обычно требуется замена всей крестовины в сборе.

Когда топливная форсунка выходит из строя (или начинает плохо работать) из-за загрязнения, ее обычно необходимо заменить или очистить. Несмотря на то, что существует ряд продуктов для очистки топливных форсунок, многие «грязные» форсунки на самом деле содержат загрязнения внутри корзин фильтра, которые можно удалить, только разобрав форсунку. Грязные форсунки также могут иметь загрязнения внутри игольчатых клапанов или седел, которые не позволяют им полностью закрыться, что часто можно обработать с помощью ультразвукового очистителя и различных химических растворителей.

После того, как топливные форсунки были очищены или восстановлены, также важно проверить их расход и сбалансировать поток, прежде чем возвращать их в эксплуатацию.

Дизельные топливные форсунки

Впрыск Common Rail существует уже давно, но за последнее десятилетие он стал более популярным в дизельных двигателях. Чтобы двигатель работал чище, нужно сделать его более эффективным.

Одна вещь, которая была обнаружена при впрыске дизельного топлива, заключается в том, что чем выше давление впрыска, тем выше эффективность. Целью системы впрыска Common Rail является подача топлива под высоким давлением к форсунке. Топливо в системе Common Rail будет впрыскиваться в камеру сгорания через сопло форсунки под давлением до 28 000 фунтов на квадратный дюйм. Это далеко от механических систем прошлого, которые впрыскивали топливо в камеру сгорания под давлением от 2000 до 3000 фунтов на квадратный дюйм.

Когда дизельное топливо впрыскивается под высоким давлением, можно только представить разницу в распылении топлива. Распыление топлива, наряду с завихрением по левому борту, является самым большим фактором, влияющим на эффективность современных дизельных двигателей. Повышенное распыление топлива при впрыске Common Rail также привело к изменениям конструкции поршня и камеры сгорания, а также конструкции впускных каналов и клапанного механизма.

Для впрыска дизельного топлива под высоким давлением вам понадобится уникальный насос, известный как топливный насос высокого давления. Насос обычно устанавливается на двигателе и приводится в движение зубчатой ​​передачей двигателя. Регулятор регулирует величину давления, создаваемого насосом. Регулятор, также известный как клапан дозирования топлива, регулирует количество топлива, которое всасывает топливный насос высокого давления.

Несмотря на то, что двигатель приводит в действие насос высокого давления, насос будет создавать необходимое высокое давление независимо от частоты вращения двигателя. После нагнетания давления в насосе топливо накапливается в топливных рампах. Топливные рампы представляют собой аккумуляторы для топлива под высоким давлением, которое должно подаваться к форсункам по ответвляющимся от них трубопроводам. Топливные рампы также гасят вибрации от топливного насоса высокого давления и циклов впрыска от форсунок.

Внутри топливной рампы находится датчик давления в топливной рампе, который считывает давление в топливной рампе для модуля управления силовым агрегатом (PCM). PCM использует входной сигнал от датчика давления в топливной рампе, чтобы определить, насколько открыть топливный регулятор. Если требуется большее давление, PCM дает команду регулятору открыться для подачи большего количества топлива насосом высокого давления.

Клапан регулировки давления в топливной рампе также регулирует подачу топлива под высоким давлением в топливную рампу. Клапан регулировки давления обычно размещается в конце топливной рампы, где он будет открываться или закрываться PCM для точного контроля давления внутри топливной рампы. Это помогает поддерживать оптимальное давление топлива в топливной рампе для подачи на форсунки для различных требований, предъявляемых к двигателю.

На случай ненормального скачка давления топлива внутри топливной рампы также есть ограничитель давления в топливной рампе. Если давление топлива по какой-то странной причине выйдет из-под контроля, ограничитель откроется, позволяя избыточному давлению вернуться в топливный бак.

Когда топливо под высоким давлением проходит по рампе и магистралям, оно попадает в форсунку, которой управляет PCM. Когда PCM дает команду форсунке открыться, топливо поступает в форсунку и направляется через некоторые сложные каналы в форсунке, ведущие к наконечнику форсунки.

Наконечник форсунки имеет микроскопические отверстия, через которые топливо будет подаваться в виде очень тонкого тумана. Размер капель топлива, направляемого через наконечник, примерно в 7 раз меньше человеческого волоса. Форсунки могут приводиться в действие приводом соленоидного типа или пьезоэлектрическим устройством.

Форсунки с соленоидным приводом существуют уже некоторое время, но были заменены на пьезоэлектрические.