¿Cómo podría poder un CI sobre Ethernet?

Question

Yo estaba mirando adelante a la alimentación de un pequeño Circuito Integrado utilizando sólo la energía proporcionada por la toma de ethernet de mi habitación. Es que incluso posible?

He buscado en google y he encontrado que el voltaje que se proporciona es algo entre 2v y 3v. Ya que no es un voltaje DC, pero un azar de CA, yo creo que no sería posible para poder IC sin tener que utilizar algún tipo de conversor AD o un simple detector de pico circuito con el fin de mantener la tensión.

Estoy equivocado? Tendría alguna asesora para ese caso?

Answer 1

Usted está describiendo el uso de un concepto llamado "el aprovechamiento de la Energía," pero usted está tratando de utilizar los datos de pares de el puerto ethernet como su fuente de energía.

Actualización: Bueno, vamos a calificar esta un poco...

Mientras que muy interesante (yo hice mis maestros trabajan en esta área), lo que está describiendo simplemente no va a funcionar bien en la práctica por un número de razones:

1. Todas las versiones de Ethernet sobre cable de par trenzado especificar diferencial de la transmisión de datos a través de cada par con transformador de acoplamiento. Eso significa que no hay alimentación de CC ruta de acceso. En la actualidad usted tiene moviéndose en ambas direcciones a través de un transformador de aislamiento. Usted necesitará circuito para convertir y condición. Una gran cantidad de la energía que va a adquirir será mayor que la que se consume en el reposo de la potencia de su conversión y circuitos de acondicionamiento. Habrá muy poco, si algo, a la izquierda de la carga.

2. La línea está activa sólo cuando los datos están siendo enviados a usted (o difusión). A menos que usted está creando un ambiente estructurado donde el control de la red, los datos (el poder en su esquema) de ser poco fiable.

3. Si usted puede controlar la red, sólo tiene que instalar un Power-Over-Ethernet de suministro de energía entre el switch de la red y el dispositivo. Una alimentación PoE agrega la fuente de alimentación de CC (-48V) a la que de otro modo no utilizados pares de cobre en el cable de categoría 5 (10bT, 100bTx). Se puede incluso trabajar con Gigabit Ethernet, ahora por caballo de datos en la parte superior de la potencia de par (por lo que sirve para dos propósitos). Es así de simple. ¿Por qué molestarse con la cosecha?

Diseño De Experimento

Aquí una interfaz Ethernet chip (CP2200) de Silicon Labs.

Aquí es una abstracción:

• La impedancia característica del cable es de aproximadamente de 100 Ohmios (que es la razón por la que el 100 Ohm resistor de terminación en el Silicon Labs figura).

• El nominal de pico de salida de la transmisión actual de la CP2200 es 15mA (página 9). Cabe señalar que hay una alta corriente fichas disponibles, incluso los que tienen programable corriente de salida (tales como DP83223).

• En el pico de eficiencia (coincide impedancia) la carga debe presentar el equivalente de 100 Ohmios en la frecuencia de transmisión.

• La trasmission sistema utiliza un 1:2.5 paso transformador

Maximizar La Transferencia De Potencia:

En el otro extremo (el de salida de la toma de red), el máximo pico de corriente es 6mA (de 15mA / 2.5). Éste se entrega a un ideal de carga de 100 Ohmios para llegar a un máximo de instantanious potencia de P = I^2 R = 3.6 mW o alrededor de 2,5 mW de potencia,rms (no está mal! y 10 veces más alto que mi estimación original).

Para 15mA de salida máxima, la etapa de salida del transmisor agrega alrededor de 120 Ohmios de la resistencia de fuente.

1. Trabajando hacia atrás tienes 200 Ohmios en el lado remoto del transformador
2. 2.5 relación de vueltas de los resultados en una transformación de impedancia aparente de 32 Ohmios en el primario (transmisor) lado del transformador.
3. Que 480mV en el devanado primario.
4. El transformador de medidas de 2,5 X 1,2 V en el secundario.
5. La mitad de la tensión que se pierde en el cable de la impedancia resultante en el 0,6 V de pico a la carga ideal.

Que P=V^2/R = 3.6 mW. Coincide con el ideal de la expectativa, así que estamos bien.

Aquí está el Problema en la Práctica:

Por desgracia, la entrega de potencia no es el total de la historia. Ahora usted tiene que ser capaz de utilizarlo.

Es bipolar, por lo que necesita para rectificar, de onda, y (posiblemente) de step-up (o de lo contrario, convertir/regular). Simplemente no hay una gran cantidad de tensión de carga para esto.

Se trabaja con 0,6 V y necesita de tránsito de dos diodos en el puente rectificador. Incluso con baja caída de diodo tipos, que todavía están buscando en alrededor de 0.3 V (por diodo). Eso significa que el voltaje disponible (y por lo tanto el poder) para que usted utilice en su carga es básicamente nada.

Alternativa Rectificador De Arquitecturas

Existen otras aproximaciones a la cosecha, además del puente de diodos, por lo que no es imposible, pero es muy poco práctico para hacer esto.

Por ejemplo, podría utilizar la mitad de un rectificador de onda (la mayoría de las etiquetas RFID miré a ello) para eliminar uno de los diodos (pero pierde la mitad de la forma de onda).

En este caso, se obtiene

• 0.3 V,pico * 6mA (ideal) = 1.8 mW (pico) = 1.27 mW (rms)
• Con sólo la mitad del ciclo de la generación está cerca de los 640uW (micro Vatios)
• Entonces usted tiene que reducir su transmisión ciclo de trabajo (el porcentaje de tiempo que se desea mantener el transmisor activo)

...y esa es la máxima. Si usted cambia su carga lejos de exactamente 6mA, usted va a obtener la disminución de la eficiencia y por lo tanto mucho menos la potencia de salida que de otro modo sería de esperar debido al desajuste de impedancia, este presenta.

La cosecha de rectificador de diseño es un área de investigación activa y hay maneras más eficientes de utilizar un solo diodo. Si realmente están comprometidos con la búsqueda de este, la respuesta y voy a ir a buscar algunos cites/ideas para usted.