Питание 9/12-вольтовых SOHO-маршрутизаторов от USB-источника

Самодельный переходник-преобразователь для питания распространенных SOHO-маршрутизаторов, требующих напряжения 9/12 В, от любого 5-вольтового источника достаточной мощности с разъемом USB.



Предыстория


Несколько лет назад у меня завелась пара USB/WiFi-маршрутизаторов Sapido RB-1842. Один я таскал с собой в поездки, чтобы удобнее было раздавать отельный/квартирный/мобильный интернет, а второй поставил стационарно в сельском доме, где интернет доступен только мобильный. Довольно скоро выяснилось, что обоим нужно автономное питание: возимый с собой иногда приходилось ставить на балкон, чтобы ретранслировать WiFi из отельного холла или соседнего кафе, а в деревне регулярно отключают свет на 10-20-40 минут — ноутбуки и гаджеты работают, базовая станция тоже, а интернета нет.

Порадовавшись, что модель пятивольтовая, я отрезал кабели от блоков питания маршрутизаторов, поставив в разрыв разъемы USB «мама/папа» и при нужде запитывал их от обычных повербанков. При этом один из купленных у китайцев безымянных повербанков оказался способен при наличии входного напряжения одновременно заряжать батарею и давать энергию на выходе, а при пропадании — переключаться на батарею. То есть, получился прекрасный пятивольтовый UPS, которого хватало где-то на час-полтора (в том повербанке два аккумулятора 18650) и за которым не требовалось никакого присмотра.

Тучи сгущаются


А недавно я купил в деревню модем Huawei E3272-153 (МегаФон M100-4), и оказалось, что с этими маршрутизаторами он не работает — тамошний скрипт шлет старые AT-команды, которые прошивка модема не поддерживает. Переделка прошивки маршрутизатора потребовала бы слишком много времени, поэтому пришлось купить другой — TP-Link TL-MR3220 v2. На него, кстати, чудесно встает OpenWRT, в том числе ее сборка ROOter.

Эта модель уже 9-вольтовая, как большинство стационарных маршрутизаторов (говорят, иногда их комплектуют и БП на 12 В). Собственно, самой плате там вполне достаточно и пяти вольт (современные процессоры все низковольтные), но питание на USB-разъем подается не напрямую, как в пятивольтовых маршрутизаторах, а через преобразователь, на котором падает чуть меньше вольта. В общем-то, и маршрутизатор, и модем кое-как работают и от пяти вольт, но модем периодически теряет связь.

Свет в конце туннеля


Поскольку терять удобный и миниатюрный UPS в виде повербанка не хотелось, а маршрутизатор (такой же или похожий) предполагалось брать с собой в поездки, в Поднебесной были закуплены вот такие модули повышающих DC-DC преобразователей:

Вид сверху

Вид снизу. Для не знающих английского показано направление преобразования.


Модуль сделан на микросхеме XL6009, оборудованной встроенной защитой и от перегрузки, и от перегрева.

Проверка возможностей модуля


Сперва немного потестировал на чисто активной нагрузке (куске нихромовой спирали).

На входе 12 В, нагрузка 12 Ом:

Холодный


Это максимальное напряжение, которое преобразователь выдает на такой нагрузке в холодном состоянии — то есть, выходной ток получается около 1.4 А. Шум на максимуме довольно заметный (при снижении напряжения он быстро уменьшается). Микросхема, диод и дроссель довольно быстро разогреваются примерно до 70 градусов, напряжение падает, вместе с ним немного падает и шум:

Горячий


На входе 5 В, нагрузка 12 Ом:

Холодный


Здесь максимальное напряжение получается около 9.5 В при токе около 0.8 А. При нагреве напряжение падает до 8.7 В.

Горячий


На входе 5 В, нагрузка 8 Ом:

Холодный

Горячий


Здесь уже не получить длительно напряжения выше 6 В при токе 0.75 А.

Полученные результаты, конечно, не очень хороши, и до заявленных 4 А очень далеко, но мощность в районе 5-6 Вт (9 В при 0.7 А или 12 А при 0.5 А) преобразователь выдает спокойно, нагреваясь при этом умеренно.

Особенности сборки


Осталось припаять ко входу провод с разъемом USB-A, а к выходу — любой провод с трубчатым штекером подходящей толщины. Вполне годится гладкий (со внутренним контактом в виде трубки, а не вилки) штекер, поскольку ток через него меньше ампера. Большинство БП для маршрутизаторов имеют именно гладкий штекер. В подавляющем большинстве маршрутизаторов используется стандартная полярность (плюс внутри), но нелишне будет на всякий случай проверить.

Нет смысла особо гнаться за толщиной проводов с обеих сторон — падение в несколько десятых вольта погоды не сделает: на входе — из-за того, что преобразователь автоматически поддерживает выходное напряжение, а на выходе — из-за малых токов и большого запаса по напряжению (большинству маршрутизаторов вполне достаточно и семи вольт).

Выставив нужное выходное напряжение винтом подстроечника (достаточно точности в пределах вольта), можно подключать маршрутизатор. Поскольку преобразователь чисто повышающий, с него не получится снять напряжение ниже входного. Но это не мешает питать через него и пятивольтовые маршрутизаторы, так что переходник получился полностью универсальный.

Тестирование


В первую очередь я протестировал переходник в деревне с TP-Link TL-MR3220 v2 и модемом Huawei E3272 (правда, в режиме 3G/DC-HSPA, поскольку 4G/LTE там пока нет), подключив между повербанком и переходником USB-измеритель. Вся конструкция потребляет всего около 0.7 А (повербанк дает до 1.5 А), преобразователь слегка теплый.

Позже подключил через него городской 12-вольтовый GePON-маршрутизатор Eltex NTE-RG-1402G с заявленной потребляемой мощностью 10 ВА, который при работе ощутимо греется. Преобразователь вытянул и его, хотя разогрелся градусов до 60, а маршрутизатор при этом работал прекрасно.

Последним был подключен TP-Link TL-WR740N, который из этой троицы самый маломощный — с ним преобразователь потреблял от пяти вольт всего 0.35 А во время загрузки, и 0.2 — во время работы, совершенно не нагреваясь.

Выводы


Поставленная задача была решена успешно и целиком — теперь я могу любой из своих маршрутизаторов запитать как от родного БП, так и от любого USB-разъема достаточной мощности. В том числе и от повербанка, выставив их на балкон (а при отсутствии оного — вывесив в пакете за окно), что бывает очень полезным, когда приходится какое-то время жить в отеле и квартире без нормального стационарного доступа к интернету.

Разумеется, вместо всего этого можно было купить и маршрутизаторы со встроенными аккумуляторами, но это сильно сузило бы спектр подходящих моделей, особенно в плане совместимости с модемами, и затруднило бы замену на другие модели. А так имеем полностью универсальный переходник, через который можно питать почти любой маршрутизатор от почти любого источника с разъемом USB. Хоть прямо от десктопа или ноутбука — если, конечно, позволяет нагрузочная способность USB-портов (все мои ноутбуки без проблем выдавали 1-1.5 А).
Поделиться публикацией
Ой, у вас баннер убежал!

Ну. И что?
Реклама
Комментарии 19
    +6
    А смысл терять энергию на преобразователе внутри роутера? Не проще было преобразователь из 9 вольт отключить и подавать прям 5 вольт внутрь?
      +3
      Энергии там теряется совсем чуть, поскольку линейные стабилизаторы давно не применяются (или применяются на слаботочных участках). Везде стоят DC-DC step-down с эффективностью порядка 94%. Ну и потребовалась бы переделка каждого нового роутера, а так имеем универсальное средство.

      Подавать же снаружи 5 В не совсем удобно, поскольку частоты процессоров и мощности плат растут, ток от низковольтного источника будет выше, потребуется достаточно толстый и короткий провод, а стабилизация все равно будет на стороне БП, а не роутера. Падение напряжения до 4.5 В большинство роутеров и модемов переносит неплохо, а ниже начинается нестабильность.
    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
        0
        Они оба без антенны — устойчивая передача получается только в пределах одной комнаты, через бетонную стену скорость может сильно падать. Даже в большом цельнодеревянном доме десяток метров и три стены прилично ослабляют сигнал.

        А аккумулятор, встроенный в роутер, на мой взгляд, полезен только тем, кому надо «шоб из коробки достал, и сразу работало». Отдельно мини-маршрутизатор и нормальный повербанк имеют практически ту же массу/объем, но вариантов использования гораздо больше.
        0
        Huawei E3272-153 легко перешивается в cdc-ether устройство (hilink), далее в openwrt доставляется пара пакетов и просто создается новый интерфейс.

        # Ставим дрова CDC и RNDIS
        opkg update
        opkg install kmod-usb-net kmod-usb-net-rndis kmod-usb-net-cdc-ether usbutils udev
        
        # Ставим утилиту для распознания модема
        opkg install usb-modeswitch
        opkg install usb-modeswitch-data
        
        # Смотрим назначеный интерфейс
        dmesg | grep cdc
        
        Вывод: cdc_ether 1-1.2:1.0: eth1: register 'cdc_ether' at usb-ehci-platform-1.2, CDC Ethernet Device, 58:2c:80:13:92:63 - значит найден новый интерфейс eth1 (он может быть другой)
        
        Получившийся интерфейс добавить через вебморду как WAN
        
        Сетка роутера должна быть отлична от 192.168.1.x, т.к. сам модем занимает эту сеть.
        


        Многие роутеры и на стоковых прошивках отлично дружат с cdc.
        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
            0
            Все верно, но зачем? С HiLink заморачиваться имеет смысл лишь для преодоления ограничений скорости где-то в 30-50 Мбит/с, возникающих при эмуляции PPP. Пока предельная скорость оператора ниже — это только дополнительные проблемы совместимости.
            • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                0
                Я встречал отзывы, в которых народ ограничение скорости в районе 50 Мбит/с преодолевал перешивкой в HiLink, получая сотню с лишним. Но пока это мало кому актуально. :)
                • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
            0
            Есть же универсальные банки, с любым напряжением, например такие
              0
              Есть, но они, скорее всего, не умеют одновременно заряжать батарею и выдавать энергию на выход (этого почему-то не умеет большинство повербанков). Плюс движок выбора напряжения легко сдвинуть случайно, такие вещи надо бы делать более защищенными от ошибок.
              0
              www.eurodk.ru/ru/products/powerbank/powerbank-ups-tank-combo-selected-4100mah
              есть вот такое, но это наверно больше для большего
                0
                Ну да, для стационарного варианта — вполне. Кстати, там нет особого смысла гнаться за емкостью — в городах свет отключают редко и ненадолго, а в селах, где отключают часто и надолго, под отключение часто попадает и сельская БС, автономного питания которой хватает на полчаса-час.
                  0
                  Я такую штуку себе для БС присмотрел. Хотя, учитывая нестандартное напряжение, для этого подойдет скорее контроллер заряда на 24 вольта, тот, что для солнечных панелей.
                0
                У RT-N66U питание вообще 19V.
                Хотел для него сделать низковольный UPS но пока руки не дошли.
                  0
                  Описанный преобразователь способен выдавать на выходе до 35 В. При питании от 5 В и 19 В на выходе, выдает ток до 0.3-0.4 А.
                • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                    0
                    Да, некоторые старые работали от переменки, как и внешние модемы. При этом большинство способно работать и от постоянки, но где-то я встречал и завязку на переменный ток (цепь со входа шла куда-то в логику). В микроволновках так получают стабильную частоту для часов, а вот для чего это маршрутизаторам и модемам — хз. :)

                  Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                  Самое читаемое