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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PoE: wie runterregeln ?


Autor: Ssss Ssssss (sssssss)
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Hi!

Ich bastle gerade einen kleinen Webserver mit dem enc28j60.
Nun möchte ich das Gerät über die Netzwerkkabel mit Strom versorgen.

Meine Schaltung benötigt 3.6V max. 500mA.

PoE über die Adern 4,5/7,8 hat ja bis zu 48V.
Hat jemand ne Idee wie ich die möglichst platzsparend auf 3.6V bringe
?
Die gängigen Step-down Regler haben ja nur meist 30V oder 40V :(

Ausserdem sind die eigentlich auch schon fast zu groß.
Meine Platine soll insgesamt nur kaum größer als eine
Streichholzschachtel werden :-\


Mein Ansatz wäre jetzt folgender:
- verwenden der Adern 4,5/7,8 aber genau umgepolt zum PoE Standard
- mit Diode im Gerät gegen verpolung schützen
- selber 8-9V einspeisen indem ich die Leitungen irgendwo auftrenne /
was dazwischenschalte
- im Gerät dann per LM317 auf 3.6V bringen

Die Idee ist halt dass falls jemand das Gerät an einen normalen
PoE Anschluss mit 48V steckt nichts passiert (aber das Gerät auch nicht
läuft).

Spricht irgendetwas dagegen ?

Oder gibts irgendein nettes Bauteil das direkt für sowas entwickelt
wurde und
auch beschaffbar ist (reichelt, segor, rs,...) ?

Gruss, Simon

Autor: karadur (Gast)
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Hallo

die 48V sind, mal abgesehen davon das es in der Telekommunikation
Standart ist, gewählt damit der Strom auf den Leitungen nicht so groß
ist.
Notwendig für PoE sind weiterhin Übertrager mit Mittelanzapfung, damit
die Magnetfelder durch den Gleichstrom sich im Kern aufheben. Dieser
geht sonst in die Sättigung.
Soweit ich weiß gibt es von Maxim und LT Chips für genau diese
Anwendungen.

Autor: Ssss Ssssss (sssssss)
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Hi!

Ok ich schau dann mal bei Maxim und LT nach ;)
Nur wird wahrscheinlich schwer beschaffbar sein ...
(soll nachbautauglich sein)

Laut wikipedia gibts zwei PoE Versionen:
1) gleichstromanteil auf die Datenleitungen
2) über die ungenutzten Leitungen 4,5/7,8

Ich vermute du meinst 1) oder ?
Ich wollte lieber 2) nehmen, ist einfacher finde ich...

Gruss, Simon

Autor: Ssss Ssssss (sssssss)
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So, hab mal bei Linear und maxim nachgesehen...
Deren Schaltungen sind leider zu groß/zu aufwendig.
Ausserdem meist für 3.3V, ich brauch aber 3.6 :-\

Ich glaub ich bleib bei meiner LM317 Lösung...
Ausser jemand anderes liefert noch ein gutes Argument dies nicht zu tun
8)

Bye, Simon

Autor: Marcus (Gast)
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Hi,
ein paar Anmerkungen:

1. Bei POE ist es mit dem Schaltregler alleine nicht getan. Du mußt
noch das Protokoll implementieren, damit der Switch die Versorgungs-
spannung überhaupt freischaltet. Dafür gibt es z.B. Chips von Micrel.

2. Bei POE sind beide Varianten möglich (Freie Leitungen + Gleich-
spannung). Welche zur Anwendung kommt, hängt vom Switch ab. Du mußt
also in jedem Fall beide Modi implementieren.

3. Wenn Du 400mA Strom rechnest denk an die Verlustleistung bei 9V
Versorgung. Das sind 3 Watt, das ist für eine Mini Gehäuse aus
Kunststoff eine Menge.

Gruß, Marcus

Autor: Ssss Ssssss (sssssss)
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Hi!

Danke für deinen Post !
Ich hab gerade eben dasselbe festgestellt vonwegen Signalisieren etc
:-\

Wegen 3:
Dann speise ich halt nur zB 5V ein oder so...

Muss ich alles nochmal in Ruhe durchrechnen morgen ;)
Danke ;)

Bye, Simon

Autor: sven f. (Gast)
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hallo hab sowas für meinen wlan router gemacht mit nem lm27xx oder o muß
ich mal suchen ist ein kleiner schaltregler den gibts als hv ausführung
den kann man mit bis zu 56v eingangsseitig benutzen geht seit 2 jahre
ohne probleme.

mlg sven

Autor: sven f. (Gast)
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schau dir mal diese seite an

http://www.michael-dieckmann.de/spannungsregler_lm2576.htm

den gibts auch regelbar dan kanste auch 3,6 v rauslocken

Autor: Ssss Ssssss (sssssss)
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Hi!

Das ganze hat sich gerade bissle hiermit überschnitten:
http://www.mikrocontroller.net/forum/read-1-310134.html#new

Ich glaub das ganze PoE zeug lasse ich.
Ich  schalte einfach eine eigene Platine zwischen zwei Netzwerkkabel
und
dort speise ich 5V ein.

Denn ohne diese Signalisierung klappt das ja eh nicht überall.
Und noch die zweite Version mit Spannung auf den Datenleitungen
ist eh unmöglich zu realisieren vom Platzbedarf her.

Das einzige wäre evtl wirklich noch ein LM2594HV-adj in der üblichen
PoE Polung.
Wenn man dann einen Switch hat der ohne zu prüfen ob es ein PoE Gerät
ist 45V draufgibt gehts halt. (machen doch bestimmt einige billige
Switches oder ?!).

Ausserdem hätte die Version mit Stepdown natürlich einen gewaltigen
Vorteil gegnüber dem linearreg: weniger Wärme :)

Das muss ich morgen mal durchrechnen/probieren ob ich nen LM2594
(soic8) und eine 1x1cm Spule (100uH, >400mA) draufbekomme.

Bye, Simon

Autor: Andreas Dörr (ADoerr) (Gast)
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Vielleicht gibt's "innovative" Switches, denen man das per
Konfiguration aufzwingen kann, daß sie einen Port mit Saft versorgen.
Denn wenn ich das jetzt richtig verstehe, läuft das ganze automatisch á
la Plug'n'Pray ab.

Autor: Marcus (Gast)
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Das ist genau das Problem, PoE ist ein enormer Aufwand. Ich schätze,
daß Du alleine für das PoE die komplette Platinenfläche Deines
gesamten Geräts brauchst. Selbst mit höher integrierten ICs von
Micrel oder Linear brauchst Du noch 10 Dioden (am besten Schottky)
1-2 Übertrager, einen Mosfet und einiges anderes.

Ich würde mir keine Hoffnung machen, daß es Switches gibt, die PoE
ohne Protokoll liefern - hier bestände die Gefahr, daß nicht PoE
Geräte gegrillt werden, das wird keiner machen.

Gruß, Marcus

Autor: Ssss Ssssss (sssssss)
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Hi!

Ich glaube ich werde jetzt einfach den Stepdown Reg LM2594HV-adj
nehmen und nach PoE Polung anschliessen (mit Schutzdiode).

Das hat nämlich folgende Vorteile:
- weniger Wärme
- 9-45V Einspeisung
- falls irgendein Switch das so einspeist -> geht auch so
  ansonsten: einfach eine Platine mit zwei buchsen dazwischenschalten
und selber spannung in richtung webserver einspeisen

Nachteil:
- ich muss teilweise neu routen
- wird ~6 Eur teurer
- muss auch noch bei rs bestellen

Ich versuchs morgen mal zu routen ;)

Danke euch allen!

Bye, Simon

Autor: Andreas Dörr (ADoerr) (Gast)
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Es gibt genug Beispiele, wo sich die Hersteller nicht genau an
Spezifikationen halten und sich diese etwas zurechtbiegen. Dem einen
hilft das, der andere flucht deswegen. Mit entsprechenden Hinweisen im
Handbuch/Configprogramm, welche Gefahren man bei Aktivierung eingeht,
ist der Hersteller dann auch aus dem Schneider, wenn der User eines
seiner Geräte grillt, selbst in den USA :).

Aber ne andere Idee: Reicht der Platz im Gehäuse noch für ne
Huckepackplatine, die dann für den PoE-Kram sorgt?

Autor: Dirk (Gast)
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Anbei ein Artikel von LT.
Ist wohl die kleinste Lösung zur Zeit.

Kann jemand da etwas mit anfangen?

Autor: Ssss Ssssss (sssssss)
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So, PoE werde ich sein lassen. Bzw ich werde es zwar wie PoE mit bis zu
45V
machen, aber das anfordern/bestätigen auf der Clientseite weglassen.
Passt einfach nicht....

Auch LM2594HV-adj ist mit der dicken Spule zu groß...

Meine geplante Lösung:
- LT1977EFE: 1.5A 500khz (!) kostet allerdings 8Eur bei RS
- LQH3C 4,7uH L (ist unterhalb der erlaubten 5uH, ich brauche aber
keine 1.2A, sollte gehen) -> kann 430mA -> 0,20 Eur bei reichelt
- 100uF 6.3V C am Ausgang
- 2.2uF am Eingang
- Diode am Eingang gegen Verpolung
- Kleinkram

Der Stepdown ist in TSSOP16, nimmt also kaum Platz weg. Dank 500khz
kann die
Spule auch schön klein sein.
Das ganze kann dann bis zu 60V am Input ab.

Bye, Simon

Autor: Marcus (Gast)
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Die Reichelt Induktivität kannst Du vergessen, daß ist eine
Enstördrossel und keine Speicherdrossel, das wird so nicht
funktionieren.

Die Speicherdrosseln gibt es z.B. von Würth Elektronik.

Gruß, Marcus

Autor: Michael (Gast)
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Ich finde die Idee von andreas sehr interessant, vorrausgesetzt
natürlich das passt noch mit ins Gehäuse.

Vielleicht kann man das ja so machen, wer es standardkonform haben
will, nimmt eine extra PoE Aufsteckplatine, wer es eher billig und
einfach braucht, nimmt deine Lösung bei der 5V (oder vielleicht gleich
3,6V) über freie Leitungen eingespeist werden.

Gruß
Michael


PS: Warum eigentlich 3,6V?

Autor: Ssss Ssssss (sssssss)
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Hi!

Spule: Mist, ja hab nicht richitg hingeguckt...
Die hier: 10uH BestNr 415-3445 von RS müsste laut Datenblatt gehen
(1.2A)

@Michael:
Guck dir mal die Datenblätter der PoE Dinger an.
Ich bezweifle das man die überhaupt alleine in mein Wunschgehäuse
reinbekommt... :(

3.6V:
Die Webcam braucht 3.6V, ausserdem laufen Atmega und Ethernetchip auch
noch mit 3.6V -> nur eine Versorgungsspannung.

Bye, Simon

Autor: D. H. (slyd)
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Nur mal so am Rande:
Warum denn so ein winziges Gehäuse? Machs doch einfach um die 2 cm^2
größer und Du hast keine Probleme mehr...

Autor: Andreas Dörr (ADoerr) (Gast)
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Naja, einfach ... . Er hat sich ja ne Menge Mühe gegeben, damit er alles
in dieses kleine Gehäuse kriegt. Verständlich das man da nicht unbedingt
wieder von vorne anfangen will (Board routen, Platinenkonturen
definieren).

Bekommt man eigentlich den LTC4267 überhaupt? Hab vornin mal bei
Digikey, Farnell und RS geschaut. Keiner hatte ihn (jetzt kommt mir
bitte nicht mit Samples ;)).

Autor: 123 (Gast)
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Autor: Florian__ (Gast)
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@Simon:

Kann irgendwie verstehen das Viele PoE wollen. Aber wenn deine
Webserver schon mal funktioniert wird sich sicher auch Jemand finden
der dann eine etwas größere Platine mit PoE, SD-Kartenleser und
MP3-Decorder baut :o) Also mach dir mal keinen Stress ;)

Wieviele Besteller gibt es jetzt eigentlich?

Grüße, Flo

Autor: Hr. Vorragend (Gast)
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Wieviel Muehe man sich gegeben hat muss man wenn es was richtiges werden
soll ausser Acht lassen. Wichtiger sind da die Prioritaeten. Wenn ihm
das kleine Gehause wichtiger als PoE ist, dann ist das seine
Entscheidung die respektiert werden sollte. Ich persoenlich haette auch
eher PoE implementiert da das ganze Teil ohne nur eine Bastelei ist. Mit
haette es ein richtiges unsiversell einsetzbares Projekt werden koennen

Gruss

Mode

Autor: Andreas (Gast)
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Sicherlich verkompliziert der POE-Teil das Ganze.
Allerdings darf man nicht vergessen, daß gerade POE der entscheidende
Punkt wäre, der ein solches Projekt meilenweit aus der Masse anderer
abheben würde.
Gerade Mikrocontroller sind doch dazu prädestiniert, "mal eben" so
irgendwo angeklemmt zu werden, um zu messen, steuern, regeln.
Wenn dann die Stromversorgung auch noch über POE integriert ist, dann
muss man kein extra Netzteil haben und auch nichts basteln.
Oft hat man auch gar nicht die Möglichkeit dazu.

Leider kenn ich mich noch nicht so gut aus mit der Elektrik, sonst
würde ich den POE-Teil beisteuern, denn erst durch POE wird das Projekt
richtig interessant.

Autor: Profi (Gast)
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@Simon: mit einem Linarregler hast Du außer der Wärme ein weiteres
Problem: den (von der Länge abhängigen) Leitungswiderstand und den
damit verbundenen Spannungsabfall bei 500mA.

Genau der selbe Grund, warum Überlandleitungen mit 10-400kV und LKW mit
24 V betrieben werden und zukünftige KFZ 36/42V haben werden.

Hohe Spannung lohnt sich doppelt: der Strom sinkt, und bei gegebenem
Widerstand ist der Spannungsabfall prozentual geringer.
Bei den 6V-Oldtimern war das ganz extrem: wenn statt 6V nur noch 5V
(83%) an den Lampen / Motoren anliegt, merkt man das sehr deutlich an
deren Leistung, da diese in etwa quadratisch runtergeht (69%).

Autor: Ssss Ssssss (sssssss)
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Hi!

Ich hab mir das alles nochmal überlegt und werde es nun doch anders
machen:

Ich bleibe bei der Einspeisung von nur 5V und dem LM317 LDO.

Aber ich werde auf der Platine einen 4poligen Jumperblock setzen.
Dort derde ich die Leitungen 4,5/7,8 auf meine Schaltung führen.
Auf der Platine werde ich einfach Leiterbahnbrücken einplanen.

Wer das ganze extern versorgen will krazt zwei leiterbahnen durch und
lötet sich die Stiftleiste ein und kann da 5V extern draufgeben.

Wer PoE Will kann sich noch eine Platine bauen und dort die Leitungen
abzapfen,
selber 5V generieren und auf meine Platine geben.

Das mit dem Step-Down Reg wird mir zu aufwendig und vorallem zu teuer.
Das würde eine Platine um ~14 Eur teurer machen.
Für mich ist es eher wichtig dass das ganze klein und günstig ist.
Ich will davon ein paar installieren (webcam mca25, temperaturlogger,
...).

Danke für alle Tipps, evtl mache ich später ja mal eine rev2, dort
wirds
dann richtiges PoE geben ;)

Gruss, Simon

Autor: Markus (Gast)
Datum:

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"Genau der selbe Grund, warum Überlandleitungen mit 10-400kV und LKW
mit
24 V betrieben werden und zukünftige KFZ 36/42V haben werden."


Komisch, daß dann die Hersteller wie Mercedes das 42V-Projekt nach
einigen Jahren Entwicklung wieder in der Schublade haben verschwinden
lassen...

Autor: Andreas Dörr (ADoerr) (Gast)
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Damit der Thread net ganz verloren geht und die PoE-Diskussion sich
nicht im Webserver-Thread verliert hier:

"Michael" hat da einen anderen Chip vorgeschlagen, der auch bei
Digikey erhältlich ist, den LM5070 von National Semicondutors.
Datasheet:

http://cache.national.com/ds/LM/LM5070.pdf

Ist sogar recht günstig und die äüßere Beschaltung laut Datasheet nicht
umfangreich.

Macht mal was drauß ;).

Autor: Andreas Dörr (ADoerr) (Gast)
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Ah, mist, Schreibfehler bitte gekonnt ignorieren (ist spät und ich bin
noch am arbeiten).

Autor: Michael (Gast)
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Hier ist es glaub ich wirklich besser aufgehoben.

Ich denke im Moment daran, aus der angehängten Application Note den
Schaltplan aus Figure 9 zu verwenden. Wie gesagt, die Bauteile sollten
relativ leicht beschaffbar sein, zumindest was ich auf dem ersten Blick
gesehen habe. Ich denke isoliert sollte die Spannungsversorgung nicht
sein oder was denkt ihr?

Bleibt vielleicht noch die Idee, eine möglichst universelle Platine zu
entwerfen, die man für die verschiedenen Webserver und Projekte
verwenden kann. Die könnte man dann ja auch hier veröffentlichen.

Was haltet ihr davon? Lasst euren Ideen mal freien Lauf.

Autor: Michael (Gast)
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Hat keiner eine Idee, was haltet ihr von einem solchen Projekt?
Besteht überhaupt Interesse?


Gruß
Michael

Autor: John (Gast)
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Eine Idee habe ich leider nicht, aber Interesse habe ich auf jeden
Fall.
Allerdings wäre mir eine isolierte Spannungsversorgung schon lieber.
Macht das soviel Platz aus?

Autor: Michael (Gast)
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Nein viel mehr Aufwand ist es eigentlich nicht, vergleiche einfach mal
Figure8 und Figure9 in der von mir angehängten Application Note. Ich
schätze mal, dass man das ganze auf einer 4cm x 6cm großen Platine
unterkriegen müsste, Bauteilkosten würd ich mal sagen 15€ bis 20€, so
alles "Pi-mal-Daumen".

Was haltet ihr denn von einer kleinen Platine, die man irgendwo im
Netzwerkkabel zwischenstecken kann. Dabei würden die Datenleitungen
einfach durchgeschleift, es wird nur die PoE Spannungsversorgung
abgegriffen. Über Schaubklemmen o.ä. könnte man dann die gerelgelte
Spannung abgreifen (3,3V, 5V oder 12V).

Soweit sind meine Überlegungen bislang gekommen. Was würdet ihr davon
halten? Aber vielleicht hat ja einer von euch auch noch DIE Idee?!

Autor: Steffen (Gast)
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Bin auch gerade dabei, für meinen Webserver eine PoE Anbindung zu
entwickeln. Der LM5070MTC werde ich auch einsetzen, weil der LTC4267
sehr viel mehr kostet ( 3,58 EUR ) als der von National ( ~1,90 EUR ).
Das einschleifen würde ich nicht empfehlen, weil es nicht mehr konform
mit dem IEEE 802.3af ist. Die Versorgung wird bei mir ainfach auf den
Webserver aufgesteckt. ( Sandwitch )
Die PoE Übertrager und LAN Übertrager werde ich von Würth nehmen. Ist
auch leichter zu beschaffen als PULSE oder Coiltronics. Die restlichen
Bauteile bestelle ich Morgen bei Mouser.

Gruss

Steffen

Autor: Andreas Dörr (ADoerr) (Gast)
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Kannst Du mal bitte deine Quelle zum LTC4267 nennen? Danke

Autor: Steffen (Gast)
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Das Angebot habe ich heute von SETRON und Avnet Memec bekommen. Die
Lieferzeit ist mit 5 Wochen angegeben.

Autor: Andreas Dörr (ADoerr) (Gast)
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Danke

Autor: testest (Gast)
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Da sind  noch der LM5071 mit optionaler 12V-Einspeisung
und der LM5072 mit 12V in, 750mA Ausgang und 100V Spikefestigkeit.

http://www.national.com/pf/LM/LM5071.html
http://www.national.com/pf/LM/LM5072.html
http://www.national.com/an/AN/AN-1408.pdf

Wenn keine Zusatzverbraucher (Kamera...) angeschlossen sind, kann evtl.
eine mechanisch wesentlich kleinere Spule verwendet werden (mit etwas
höherer Induktivität, aber weniger Stromfestigkeit).

NSC arbeitet eng mit www.coilcraft.com (Büro in Schottland) zusammen.
http://www.coilcraft.com/prod_poe.cfm
Die 3W C159_-AL_ sind H9 x 8,6/13,2 x 11 groß.

Deren Empfehlung für den TI TPS2375 PMP717 ist nur H6,5 x 13 x 11,5.

Autor: Axel (ojojo) Ganter (Gast)
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abo

Autor: Michael Rubitschka (rubi)
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abo

Autor: Bene (Gast)
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Hi!
ich hab zwar auch nicht allzuviel erfahrung, aber das hier gefunden:

http://www.silvertel.com/poe_products.htm?Power+Ov...

der ag80xx ist ein 5,6x1,4cm kleines bauteil, das, nach meinem kleinen
verständnis, keiner weiteren bauteile bedarf, außer dass man mit
jeweils einem widerstand die klasse(1-3) und die ausgangsspannung
einstellt.
über die stifte, die aus dessen gehäuse herausragen, ließe er sich
prima als add-on einplanen!

leider konnte ich außer www.codico.com keinen vertriebler, geschweige
denn den preis rauskriegen, soviel zur beschaffbarkeit ;-)

Autor: Andreas Dörr (ADoerr) (Gast)
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Schau mal bei codico unter sales, da findest deutsche Kontakte. Frag da
mal an ;).

Autor: Mundial (Gast)
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Hi Leute!
Was haltet ihr denn von dem Si3400 Baustein (von Silicon), der mit
einer sehr geringen äußeren Beschaltung auskommt und somit sehr
platzsparend integriert werden kann! Der LM5072 ist auch sehr
interessant, welchen Übertrager würdet ihr bei diesem Modell
bevorzugen?? Ich würde den Pulse H6062-Gigabit-PoE-Übertrager
vorschlagen...vorausgesetzt ist natürlich eine Phantom-Einspeisung!!

Mfg Mundial

Autor: Kalle Pohl (Gast)
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@Bene: nett, sehr nett.

aber dass ader 7/8 und 4/5 getrennt genutzt werden ist imho nicht
sonderlich ratsam (fig. 3). macht es emv-mäßig nicht mehr sinn die
verdrillten leitungen jeweils mit +/- zu beschicken?

so long
kalle

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