Как подключить блок питания к антенне

Обновлено: 04.07.2024

Блок питания и антенна IoT-устройства связаны гораздо теснее, чем может показаться на первый взгляд. Если устройство находится в зоне с низким уровнем сигнала, например, на краю зоны покрытия, сотовая сеть дает указание модему увеличить мощность передачи для поддержания связи. Это приводит к значительному увеличению спроса на энергию, и в этом случае возрастают требования к энергоснабжению.

Особенно при использовании стандарта мобильной связи 2G решающее значение имеет точное соблюдение формы сигналов (т.е. крутизны фронтов импульсов). С увеличением мощности передачи производство сигнала, соответствующего стандартам, требует больше энергии из-за более высокой амплитуды сигнала. Поэтому источник должен иметь возможность очень быстро переключаться между высокими и низкими токами.

Требования к регулятору напряжения

Концепция регулятора напряжения, отвечающего этим требованиям, связана с рядом проблем. Например, если был сделан неблагоприятный выбор аппаратной части, контроллер мог начать колебаться при изменении нагрузки, т.е. его выходное напряжение не постоянно, а колеблется. В этом случае минимально допустимое напряжение питания модема может быть снижено, и он может активировать свою схему сброса, что, следовательно, вернет модем в исходное состояние. Кроме того, из-за флуктуаций выходного сигнала могут генерироваться и излучаться импульсы помех, которые влияют на другие устройства поблизости.

В сложных устройствах IoT модем обычно служит только для связи и управляется приложением на главном контроллере. Зачастую модем и главный контроллер имеют разные минимальные пороги подачи напряжения и поэтому могут возникать неопределенные состояния, например модем сбрасывается из-за падения напряжения, но основной контроллер продолжает работать.

Кроме того, преобразователь напряжения для питания IoT-устройства должен быть адаптирован к типу источника энергии. Если устройство питается, например, от бортовой сети автомобиля, должны быть предусмотрены соответствующие защитные цепи, чтобы избежать нежелательного поведения или повреждения, например, из-за разрыва в процессе запуска.

Подводные камни при использовании аккумуляторов

В высшей степени подходящей альтернативой регулятору напряжения является использование перезаряжаемых батарей. Благодаря очень низкому внутреннему сопротивлению они также способны подавать большие токи без риска колебаний выходного напряжения и связанных с этим проблем, например, нежелательных перезапусков.

Однако есть подводные камни. При использовании соединительного кабеля малого сечения и/или большой длины внутреннее сопротивление увеличивается. Когда высокое сопротивление передачи сочетается с неблагоприятным выбором штекера разъема, падение напряжения, возникающее при скачках тока, может привести к тому, что напряжение питания модема упадет ниже минимального порога, поэтому схема сброса переводит модем в исходное состояние.

Проблема усугубляется, когда перезаряжаемые аккумуляторы почти разряжены, поскольку их выходное напряжение постоянно снижается во время разряда, в то время как выходное напряжение литиевых аккумуляторов, например, практически постоянно, пока их емкость не будет исчерпана. Хотя современные аккумуляторные батареи на основе лития выделяются малым размером корпуса и большой емкостью, IoT-устройство не может быть обеспечено бесконечной мощностью.

Повышение сложности за счет самодостаточной работы

Чтобы обеспечить автаркическую активность, аккумуляторные батареи можно комбинировать с солнечным полем. При этом также увеличивается сложность, важны не только паразитные резисторы, но вы также должны разработать регулятор зарядки, который оптимально использует доступную внешнюю мощность, не разряжая батарею за счет частой зарядки и разрядки.

Регулятор заряда можно настроить таким образом, чтобы он постоянно поддерживал аккумулятор ниже конечного напряжения заряда, вместо того, чтобы заряжать его до достижения конечного напряжения, а затем отключать его. Как следствие, емкость снижается, но в то же время увеличивается срок службы аккумуляторной батареи. При проектировании регулятора заряда должны быть решены те же трудности, что и при проектировании регулятора напряжения.

Дополнительные опции с постоянной поставкой

В качестве альтернативы солнечному полю перезаряжаемые батареи также можно комбинировать с постоянным питанием, что открывает несколько дополнительных возможностей применения. Из-за перезаряжаемой батареи, например, в случае отключения постоянного питания, может быть выдано аварийное сообщение и/или устройство продолжает работать во время простоя. Поскольку в этом сценарии всегда известно, сколько энергии доступно, в отличие от использования солнечного поля, могут быть установлены другие стратегии для сокращения циклов зарядки и разрядки и соответствующей защиты перезаряжаемых батарей.

Например, можно разработать схему, которая переключается на перезаряжаемую батарею только при сбое внешнего источника питания. Для этой цели появляется возможность использовать так называемые контроллеры PowerPath или ИС управления питанием, которым часто требуется всего несколько дополнительных компонентов для выполнения этой задачи. Задача состоит в том, чтобы распознать сбой сразу после его возникновения и вовремя переключиться на аккумуляторную батарею, до того, как минимальные пороги напряжения питания модема опустятся ниже и в результате сработает сброс.

Другая важная задача схемы питания в этом сценарии — обеспечить полную зарядку аккумуляторной батареи после каждого использования, чтобы в случае отключения электроэнергии была доступна максимальная емкость. Кроме того, необходимо противодействовать саморазряду в зависимости от применяемой аккумуляторной технологии. Однако при использовании современных перезаряжаемых аккумуляторов на литиевой основе этим можно пренебречь из-за их низкого саморазряда, составляющего примерно 1 % в месяц.

Естественно, необходимо учитывать подводные камни проектирования регулятора заряда/напряжения (например, колеблющееся выходное напряжение) и соединения перезаряжаемой батареи (например, паразитное внутреннее сопротивление), как уже было указано выше. Как видно из предыдущего объяснения, проектирование системы энергоснабжения является сложной и обширной темой.

Выбор подходящей антенны

Выбор подходящей антенны и ее оптимального расположения также представляет собой сложную задачу. В конце концов, антенна — это больше, чем просто кусок металла. Он в значительной степени отвечает за уровень сигнала, обнаруженный модемом, который затем снова определяет требуемую мощность передачи, как указано ранее. И наоборот, это означает, что улучшенная антенна, будь то за счет изменения модели или оптимизации ситуации установки, может компенсировать или скрыть проблемы с энергоснабжением.

В случае нежелательного поведения при использовании IoT-устройства в экстремальных ситуациях, например, на краю зоны покрытия сетевого оператора или когда аккумулятор почти разряжен, что может привести к перезагрузке модема, например, существует два подхода к улучшению ситуации.

С одной стороны, энергоснабжение можно оптимизировать с учетом рекомендаций, данных в первой части статьи. Если проблемы обнаруживаются только на более позднем этапе проекта или если уже используется большое количество устройств, этого, возможно, не удастся легко достичь. В данном случае напрашивается второй подход, а именно «улучшение антенны».

Итак, что следует учитывать при выборе антенны? Наиболее очевидным требованием является то, чтобы антенна покрывала весь частотный диапазон, обеспечиваемый модемом, и чтобы ее импеданс был привязан к частотному диапазону. Для сотового модема, например, требуются антенны с импедансом 50 Ом.

Определить соответствующую характеристику излучения

Следующий пункт касается выбора подходящей диаграммы направленности, которая опять же связана с местом установки и местом применения. Если антенна расположена на открытом воздухе, выбор диаграммы направленности некритичен, тогда как в помещении рекомендуется использовать всенаправленную антенну.

Использование такой антенны выгодно в обоих случаях, так как позволяет принимать сигналы от максимально возможного числа базовых станций поблизости. В целом качество сигнала на открытом воздухе значительно лучше, чем в помещении. Поэтому рекомендуется по возможности устанавливать антенну на открытом воздухе. Моменты, которые следует учитывать при выборе антенного кабеля, необходимого для этой цели, рассматриваются в конце этой статьи.

При использовании стержневых антенн или диполей необходимо учитывать их поляризацию. Базовые станции, используемые мобильной связью (2G/3G), передают с вертикальной поляризацией, т. е. электрическое поле, излучаемое антенной, направлено вертикально к поверхности земли. Сигналы могут приниматься как с вертикальной, так и с горизонтальной поляризацией.

ориентация в конечном положении установки прибора соответствует поляризации принимаемого сигнала. Если антенну с вертикальной поляризацией повернуть на 90° к земле, ее приемная мощность сильно ухудшится. Решением этой проблемы является установка купольных или чиповых антенн, которые обычно работают как с вертикальной, так и с горизонтальной поляризацией.

Хотя тенденция к использованию устройств меньшего размера кажется непреодолимой, размер антенны играет решающую роль. Мощность приема значительно улучшается с увеличением механических размеров.

Правильное расположение

Особое внимание также следует уделить позиционированию. При выборе места установки следует учитывать, что во время работы антенна не может быть затоплена или покрыта другими веществами, такими как грязь, и что она должна быть размещена как можно выше и вдали от мешающих предметов. Это особенно важно при применении в области очистки сточных вод и природоохранных технологий.

Кроме того, необходимо неукоснительно соблюдать спецификации производителя относительно установки. Некоторые типы антенн (например, несимметричные антенны), например, требуют установки на заземленное металлическое основание, в то время как другие должны устанавливаться отдельно.

Актуальность соединительного кабеля между антенной и модемом

Не менее важным для выбора антенны и ее расположения является выбор подходящего соединительного кабеля между модемом и антеннами. Действует общее правило: чем короче кабель и больше поперечное сечение, тем ниже его демпфирование и, следовательно, влияние кабеля на приемную мощность системы. Из-за малого сечения популярный кабель RG174 в основном применим для коротких расстояний.

Осознавать эти корреляции очень важно, так как в противном случае благонамеренный подход к управлению сточными водами, заключающийся в выводе кабеля из шахты для размещения антенны как можно выше, может привести к обратному ожидаемому результату, поскольку сигнал не может поступить в канализацию. модем из-за затухания кабеля. Если длина кабеля не может быть уменьшена по конструктивным особенностям, использование так называемых кабелей с низкими потерями, у которых затухание в кабеле при том же сечении значительно меньше, чем у стандартных кабелей, позволяет добиться заметных улучшений.

Целью данной статьи было дать обзор возможных вариантов при проектировании источника питания, а также выбор антенны (включая соединительный кабель) и показать их взаимозависимость. Если были заданы более конкретные вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к специалистам Microtronics.

Эта статья первоначально появилась под заголовком
Das Verhältnis von Antenne zu Energieversorgung в Design & Elektronik 01/2019 (только на немецком языке).

Людям нравятся антенны с усилителем. Хотя ничто не заменит гигантскую антенну на крыше, антенна с усилителем может максимально эффективно использовать небольшое пространство. Чистый современный усилитель помогает слабым сигналам передаваться по кабелю к телевизору без потерь.

Современные антенны рассчитаны на долгие годы. Но давайте будем честными. Иногда что-то ломается.Иногда вы наступаете на кабель или вытаскиваете что-то из стены не в ту сторону, когда пылесосите. Это может относиться и к источникам питания, которые поставляются с антеннами. (Мы называем их «мощными инжекторами», и ниже я объясню почему.) К сожалению, эти силовые инжекторы обычно не продаются отдельно. Итак, что вы можете сделать?

Усилители с питанием от USB

Многие антенны и усилители, например антенна Winegard Elite и усилитель LNA100, питаются от USB-кабелей. В этом случае вы действительно в хорошей форме. Вы можете использовать практически любое зарядное устройство USB. Как правило, даже дешевые из аптеки будут работать. Пока кабель не поврежден, вы можете подключить его к любому зарядному устройству, и оно будет работать. Если проблема в кабеле, его можно заменить практически любым идентичным.

Просто убедитесь, что вы используете правильный кабель. По какой-то причине многие антенны по-прежнему используют стандарт Mini USB (слева), в то время как почти все телефонные кабели сегодня используют либо Micro USB (справа), либо USB типа C. Вы все еще можете приобрести старые кабели Mini USB в Solid Signal или везде, где вы покупаете подобные вещи.

Усилители с коаксиальным инжектором

Мы называем блоки питания с коаксиальным подключением «инжекторы питания». Инжектор питания подает питание на тот же кабель, что и сигнал. Они не мешают друг другу из-за некоторых аккуратных физических случайностей.

К сожалению, трудно найти форсунки, которые продаются отдельно. Каждый раз, когда мы получаем хороший запас их в разных диапазонах, они быстро распродаются. Таким образом, вы можете застрять с тем, что вы можете найти. Должны ли вы использовать «тот, который вы можете найти?»

Это старый блок питания от DIRECTV DECA. Это может сработать в крайнем случае, а может и нет. Вот как это сказать.

Вольт

Каждый блок питания будет иметь рейтинг, показывающий количество вольт и ампер, которое он выдает. Вольты важнее. Вам нужен инжектор питания, который обеспечивает то же количество вольт, что и тот, который вы заменяете. Слишком мало вольт, и усилитель не будет работать. Слишком много, и усилитель перегреется или перегорит.

Обычно вы можете выбрать инжектор питания с номинальным напряжением в пределах 2–3 В от того, который вы заменяете. Если ваш старый инжектор использует 12 вольт, вы обычно можете обойтись 10 или 14 вольтами, но не заходите дальше этого.

Усилители

Здесь у вас есть некоторая гибкость. Вы можете использовать инжектор мощности с номинальной силой тока, которая выше вашей текущей, но не ниже. Помните, что это метрическая система, поэтому, если ваш текущий инжектор составляет 500 мА, он также известен как 0,5 А. Вы можете использовать инжектор на 1А или 2А. Усилитель потянет столько ампер, сколько ему нужно. Если вы используете инжектор без достаточного тока, инжектор быстро сгорит.

Примеры:

Ваш старый инжектор питания говорит, что он 12 В, 500 мА. Хороший выбор для замены инжектора:

6 В, 500 мА
18В, 2А
29 В, 250 мА
12 В, 250 мА

Все равно всегда лучше использовать абсолютно правильный инжектор питания, но если вы не можете, это должно помочь вам обойтись в крайнем случае.

Если ваш старый инжектор питания имеет «сквозной порт», а новый — нет…

Вы можете использовать этот разветвитель для подачи питания в линию. Подключите инжектор питания к одному из портов OUT, подключите антенну к порту IN и подключите телевизор к другому порту OUT. Это та же технология, что и в сквозных портах других инжекторов питания.

Об авторе

Стюарт Свит

Стюарт Свит – главный редактор блога The Solid Signal Blog и "мастер-сантехник" в Signal Group, LLC. Он является автором более 8000 статей и подробных учебных пособий, многие из которых опубликованы здесь. Свяжитесь с ним, нажав «Связаться с редактором» внизу этой страницы.

В моем новом трейлере 2010 года не установлен блок питания. Поэтому я не получаю телевизионный прием, когда нахожусь вне зоны действия. Как установить блок питания?

Моя антенна — «Антенна Тек модель 500».

ОТВЕТ: Приветствую, Дэйв, спасибо, что отправили свой вопрос на нашу страницу «Задать вопрос о доме на колесах».

Антенна Tek Model 500 поставляется со встроенным усилителем сигнала, но без блока питания усилитель не будет работать. Я предполагаю, что вы уже купили подходящий блок питания в компании Antenna Tek.

В основном источник питания представляет собой настенную панель, которая входит в ваш дом на колесах и должна быть подключена к 12-вольтовой системе постоянного тока вашего дома на колесах. Выключатель для включения питания усилителя расположен на передней панели. В зависимости от приобретенного блока питания настенной панели у вас также может быть дополнительная розетка постоянного тока на 12 В на передней панели панели.

Оставьте нам свои счета за ремонт RV — Good Sam Extended Service Plan
Поскольку я не знаю модель вашего прицепа, я не могу сказать вам, где именно вы должны установить эту настенную пластину. На самом деле ваш прицеп уже может быть предварительно подключен к этой установке электропитания, но вам необходимо связаться с компанией, которая произвела ваш прицеп, чтобы узнать наверняка.

Если ваш прицеп не подключен к электросети, вам нужно будет установить эту настенную панель в месте, где вы сможете подключиться к 12-вольтовой системе постоянного тока прицепа. Имейте в виду, что помимо проводных соединений 12 В постоянного тока, все соединения коаксиального кабеля для вашей антенны, телевизоров и т. д. также расположены на задней панели блока питания/настенной панели (количество коаксиальных соединений зависит от модели источника питания). ), поэтому вам также придется установить его в непосредственной близости от этих коаксиальных кабелей или запланировать прокладку дополнительного коаксиального кабеля через стены вашего дома на колесах к источнику питания.

Если после прочтения этого ваши глаза начинают мутнеть, и вы не уверены, что сможете справиться с этим, возможно, вам лучше взять трейлер и поручить работу сертифицированному специалисту по ремонту автофургонов.

Поскольку я не знаю схему проводки вашего трейлера, боюсь, что ничем больше не смогу вам помочь.

Есть ли у вас какие-либо предложения или комментарии по этой теме? Вы можете добавить их на эту страницу, нажав на ссылку "Нажмите здесь, чтобы опубликовать комментарии", расположенную в нижней части этой страницы.

Не забудьте посетить магазины Everything About RVing. Если это связано с RVing и на открытом воздухе, в магазинах EARV есть то, что вы ищете!

Последние статьи

Как установить ЖК-телевизор в дом на колесах?

Кто-нибудь делал это? Как ты его монтировал? Удалось ли вам получить доступ к шкафу, в котором стоял старый телевизор? Как ты его обрезал? ОТВЕТ Привет, Фред, как

Веселые направления для семейных автодомов

Каникулы на колесах предлагают семьям уникальную возможность провести отпуск. Вот несколько отличных направлений для семейного автодома.

Как мы можем улучшить прием цифрового телевидения в нашем доме на колесах?

У меня есть двойной ТВ-тюнер (аналоговый/цифровой) на моем телевизоре RV. Я обнаружил, что сигнал прерывается многочисленными устройствами. Моя жена использует портативный DVD-плеер

Экологичный дом на колесах: экологичность вашего дома на колесах

Водители домов на колесах обязаны защищать и сохранять окружающую среду в пути. Это руководство по экологичному RVing поможет вам внести свой вклад.

Подготовьте свой дом на колесах к весне

Зимние погодные условия могут негативно сказаться на хранящихся домах на колесах. Если ваш автобус был на хранении, сейчас самое время подготовить свой дом на колесах к весенним поездкам.

<р>1. Установите антенный разъем на антенный кабель. Антенный кабель является продолжением антенны контрольно-пропускного пункта и состоит из двух плетеных белых проводов.

• Антенный кабель подключается к контактам 4 и 6 антенного разъема.

• С помощью небольшой плоской отвертки ослабьте и затяните два соединительных винта.

<р>2. Снимите резиновую крышку, чтобы получить доступ к DIP-переключателям. Он устанавливается позже в процессе.

<р>3. Убедитесь, что DIP-переключатели установлены, как показано на следующем рисунке.

<р>4. Сдвиньте защелку на передней панели Checkpoint Controller влево и снимите верхнюю крышку с устройства.

<р>5. Подключите другой конец сигнального кабеля контрольно-пропускного пункта к контроллеру контрольно-пропускного пункта.

а. Подсоедините черный и красный провода сигнального кабеля контрольной точки к разъему внутри контроллера контрольной точки, как показано на следующем рисунке. С помощью небольшой плоской отвертки ослабьте и затяните два соединительных винта.

б. Протяните сигнальный кабель контрольно-пропускного пункта через кабельный выход внутри контроллера контрольно-пропускного пункта.

<р>6. Подсоедините разъем кабеля антенны к разъему контрольной точки.

а. Подключите разъем антенного кабеля к разъему на контроллере Checkpoint.

б. Проложите кабель антенны через кабельный выход, используя зажимы для снятия натяжения, чтобы удерживать кабель на месте.

<р>7.Наденьте крышку на контроллер контрольно-пропускного пункта и убедитесь, что она зафиксирована на месте.

<р>8. Проложите шнур питания переменного тока Checkpoint.

а. Протяните шнур питания переменного тока блока питания Checkpoint через четыре p-образных петли, показанных на следующем рисунке, и в зависимости от прокладки кабеля киоска.

Примечание. Следуйте маршруту шнура питания переменного тока киоска NCR XK22 и кабеля локальной сети. При необходимости снимите корзину для купонов с монтажных шпилек.

• Задняя часть киоска

• Нижняя часть киоска

б. Убедитесь, что длина шнура питания достаточна для подключения к розетке переменного тока, но НЕ подключайте его к розетке.

<р>9. Установите монтажный кронштейн Checkpoint на правой внутренней стороне нижнего модуля и закрепите его двумя шестигранными гайками.

<р>10. Установите блок питания контрольной точки.

а. Проложите кабель питания постоянного тока блока питания через нижнее отверстие монтажного кронштейна.

б. Расположите блок питания с правой стороны монтажного кронштейна.

<р>в. Подсоедините шнур питания переменного тока к источнику питания.

<р>11. Подсоедините кабель питания постоянного тока к входному разъему постоянного тока в нижней части контроллера Checkpoint и сдвиньте разъем за компенсатором натяжения.

<р>12. Установите контроллер контрольной точки.

а. Проложите сигнальный кабель Checkpoint через нижнее отверстие монтажного кронштейна и частично протяните его через p-петли рядом с блоком питания Checkpoint.

Примечание. Другой конец сигнального кабеля контрольно-пропускного пункта подключен к контроллеру контрольно-пропускного пункта.

б. Поместите антенный кабель Checkpoint в прорезь для кабеля на монтажном кронштейне, а затем поместите контроллер Checkpoint на монтажный кронштейн.

Внимание! Убедитесь, что кабели не зажаты.

<р>в. Протяните антенный кабель Checkpoint через p-образную петлю, указанную на рисунке, а затем спрячьте лишнюю длину кабеля под монтажным кронштейном контроллера Checkpoint.

д. Используя кабельную стяжку, свяжите лишнюю длину кабеля питания постоянного тока. Поместите комплект под монтажный кронштейн контроллера Checkpoint.

<р>т.е. Установите скобу замка Checkpoint на правой внутренней стороне нижнего модуля и закрепите ее двумя шестигранными гайками.

Внимание! Убедитесь, что кабели не зажаты.

<р>13. Подсоедините разъем сигнального кабеля контрольной точки к разъему CKPT на адаптере ввода-вывода. Закрепите его с помощью p-петлей вдоль его маршрута.

<р>14. Включите киоск, подключив шнур питания переменного тока киоска NCR XK22 к розетке переменного тока.

<р>15. Включите контроллер контрольной точки.

а. Подключите шнур питания переменного тока Checkpoint к розетке переменного тока.

б. Нажмите кнопку сброса и подождите, пока индикатор состояния не станет фиолетовым.

<р>в. Нажмите кнопку сброса еще раз, чтобы настроить антенну контрольной точки.

<р>16. Установите на место резиновую крышку, снятую ранее.

Примечание: позвоните представителю Checkpoint, чтобы проверить и завершить установку Checkpoint.

Читайте также: