Меню Закрыть

Коммутатор своими руками: Как сделать коммутатор? / Хабр

Содержание

Как сделать коммутатор? / Хабр

14-й и 15-й выпуски СДСМ, а параллельно с этим работа в мегаскейле стимулировала мой интерес к аппаратной начинке сетевых устройств.

Теперь стало любопытно, как выглядит процесс производства оборудования, и насколько российское импортозамещение соответствует представлениям СДСМ14.

По счастливой неслучайности мы всё ещё поддерживаем тесную связь с Артёмом Спицыным — ныне руководителем Московского офиса Элтекс Коммуникации. И он мне предложил новые вопросы привезти на Окружную 29В в Новосибирске.

Данная статья — продукт поездки на фабрику Элтекс и дальнейших размышлений.



И мы снова собрали доблестную четвёрку в поход на Элтекс: сетевой инженер Яндекса (Я), тестировщица из Plesk (наша Наташа), безработный, вернувшийся из кругосветки (Сергей, помогавший нам с CCIE за год), и студент СибГУТИ ИВТ (Миша).

Одна из вещей, которые изменились за 2,5 года — разрешили фотографировать. Поэтому часть фотографий в этой публикации предоставлена Элтекс — хорошего качества, а часть — в общем, извините.

Итак в декабре 2018-го Элтекс наконец-то запустил новый корпус. Буквально за неделю до нашего туда пришествия. Шума было много, запускали с апломбом. Пресса, министры, экскурсии.

На мой избалованный вкус дизайн исключительно утилитарный: стерильные лабиринты коридоров, однообразные кабинеты, рыжие столы-клоны, про которые уже и в прошлый раз было замечено. Однако на этом фоне особенно живо смотрятся логова конструкторов и железячников, усыпанные платами, сопротивлениями, чипами, осциллографами и прочей возбуждающей техникой.



Производственная линия

На втором этаже построили первую из трёх линий длиной метров в 200.
Это примерно десяток станков, выстроенных в ряд, между которыми по конвейеру путешествует плата, обрастая всё новыми и новыми деталями. Станки перемежаются участками с установленными вокруг конвейера столами, где трудятся обычные люди, выполняя работу, для которой мозг и противопоставленный палец обходится дешевле, чем бездушное азиатское железо.
Таким образом линия обеспечивает полный цикл производства продукта: в её начале въезжают голые печатные платы, а в конце выходит коробка с устройством, готовая к продаже или установке.

Давайте сначала взглянем на этапы производства, а потом разберёмся, какая исследовательская и разработческая работа этому предшествует.

Поверхностный монтаж

Первая стадия — это поверхностный монтаж SMD-компонентов (Surface Mounted Device) — чипы, резисторы, конденсаторы и прочие компоненты устанавливаются на свои места и припаиваются.

В первый станок с торца въезжает печатная плата с уже вытравленными дорожками и подготовленными посадочными площадками.

Станок наносит на плату смесь припоя с флюсом в соотношении 9:1. Чтобы смесь ложилась только на нужные точки, используется заранее подготовленный трафарет.

Далее плата с припоем передвигается в другой станок, где на неё в соответствии со схемой помещаются компоненты.

Резисторы, транзисторы, конденсаторы, чипы памяти, пакетные процессоры, CPU находятся на бобинах с лентами, закреплёнными на лицевой стороне станка.

Таких станка три, и установлены они один за другим — все физически идентичны, но имеют разную программу и оперируют разными компонентами. Если грубо, то хват настроен на разные размеры элементов.

Следующим станком является печь для запекания плат. Сначала они плавно прогреваются до 100 градусов, это выравнивает температуру компонентов и защищает их от термального шока на следующем шаге производства, когда температура резкого повышается до примерно 330°C на 5 минут. Допустимые температурные режимы указываются в спецификациях компонентов.

В завершение первой стадии происходит оптический анализ пайки. В автоматическом режиме каждая плата проверяется на предмет холодной пайки, повреждений и дефектов.

Штыревой монтаж

Дальше заканчивается изящество автоматизации. Платы попадают на растерзание в нежные женские (впрочем, не только) руки. В прошлый наш визит цех штыревого монтажа произвёл неизгладимое впечатление. К счастью этот благоухающий оазис с амазонками никуда не делся, просто в новом корпусе добавился конвейер.

На этой стадии на платы устанавливают в уже готовые отверстия элементы, имеющие штыри. К ним относятся, например, разъёмы питания, сетевые, кнопки, светодиоды.

Автоматизация такой работы всё ещё крайне невыгодна сравнительно мелкому производителю, поэтому как и прежде в Элтекс выполняют её люди. А поскольку мужчины (крайне слабо приспособленные к такой монотонной работе создания) совершают много ошибок, её поручают преимущественно женщинам (и не заводите разговор о сексизме — между полами исторически сложилась разница

).

Дальше плата ещё раз попадает в печь, где волновым методом запаиваются установленные элементы.

Сначала здесь происходит нанесение флюса, далее как и при поверхностном монтаже в три этапа плата прогревается. А в самом конце станка — большой чан с жидким припоем и в чане ламинарная ходит волна. Волна слегка касается одной из сторон платы, и припой смачивает контактные площадки, а под действием капиллярного эффекта поднимается вверх по сквозным отверстиям, запаивая штыри.

Излишки припоя стекают обратно в чан. Температура — около 260°C.


На фото платы как раз устремлены в печь.

Линию выключили незадолго до нашего визита — станок ещё сохранил волнующее тепло, однако припой уже застыл.


Иллюстрация из статьи о волновой пайке



Прошивка

Все устройства далее проходят прошивку.


На фото её проходят ТВ-приставки.



Установка в корпус

Следующая стадия — это монтаж оставшихся элементов и корпуса.

Делается это вручную: человек в заранее изготовленный в Азии (или России) корпус монтирует едущую по линии плату.



Тестирование


На фотографии тестируют ТВ-приставки.

Довольно интересно выглядит тестирование оборудования Wi-Fi — на специальных столах установлены металлические ящики, изолирующие излучение, а соответственно и влияние соседних испытуемых, напичканные измерительной аппаратурой.



Упаковка

Последним шагом является упаковка готового устройства в защитные мешки, коробки и добавление аксессуаров: антенн, монтажных ушек, блоков питания, пультов итд. Занимается этим, конечно же человек. По линии к нему приезжает собранное устройство, а рядом в ящиках подвозят упаковочный материал.

Готовую продукцию увозят заказчику.



В конкретный момент времени линия настроена на определённое устройство: начиная с программ и трафаретов и заканчивая набором лент с компонентами.

Если нужно поменять конфигурацию, производство останавливается и полностью перенастраивается.

В новом корпусе предполагается крупносерийное производство — ТВ-приставки, коммутаторы, маршрутизаторы, VoIP-шлюзы и VoIP-телефоны — то, что сразу разъезжается сотням заказчиков разного калибра (Вопреки бытующим стереотипам — у Элтекса не один заказчик).
Старую же линию, на который мы были в прошлый раз, не демонтируют, разумеется — на ней будет мелкосерийное и экспериментальное производства — устройства, которые пока требуются штучно.



Но самый интересный вопрос не в том, как в азиатских станках платы обрастают азиатскими компонентами, а в том, откуда берутся программы для них, сами платы, трафареты.

До того, как запустить устройство в производство — его нужно разработать, начиная с бизнес-задачи и заканчивая 3D-симуляцией потоков воздуха внутри устройства и температурной картой.

Разработка печатной платы


В этот наш визит инженеры и архитекторы Элтекс оказались гораздо более общительны, чем два года назад. Я связываю это с тем, что за это время linkmeup вырос из никому неизвестного подкаста в проект, у которого есть даже свои личные ненавистники. Хотя вполне вероятно, потому что в прошлый раз это было четыре человека из Huawei, который как известно, везде своих казачков засылает, а теперь это Я — янедксоид, Наташа из Плеска, безработный Серёга, и студент Миша).

Поэтому инженеры Элтекс были открыты и с видимым удовольствием рассказывали о своей работе. А мы в свою очередь не упускали возможности задать вопрос.

Структурная схема

Всё начинается со структурной схемы. Это наиболее поверхностный взгляд на устройство/плату.

На такой схеме изображаются все элементы платы и логические связи между ними. Её задача дать представление о структуре устройства, роли отдельных частей и интерфейсах взаимодействия между ними без лишней детализации.

Так на иллюстрации ниже изображена структурная схема материнской платы обычного компьютера


Структурная схема материнской платы ASUS P5BW-MB.

Мы видим все её базовые элементы и связи между ними в самом общем виде.

В случае сетевого оборудования это будет CPU, память, чип коммутации (он же пакетный процессор, он же Forwarding Engine), PHY (до сих пор не определено, как произносить — «фи» или фаи» в Элтексе все склоняются ко второму варианту) итд.

Элтекс имеет несколько линеек оборудования от STB до модульных маршрутизаторов. В больших железках уровня оператора или ДЦ верны заветам Juniper и Forwarding Plane полностью отделён от Control, поэтому CPU не принимает участия в передаче данных, а берёт на себя интеллектуальные функции. Для коммутации же есть отдельный чип FE.

Об этом подробнее в 14-м выпуске СДСМ.
С другой стороны в SOHO-рутерах и ТВ-приставках используется SoC, которого вполне достаточно для функций, которые ожидают от устройства.

Каждый тип устройства имеет свою структурную схему.

Можно понизить уровень абстракции и вспомнить, что каждый микрочип сам имеет сложную структуру и соответствующие структурную и принципиальную схемы. В общем-то и разница между печатной платой и чипом в том, что в качестве подложки в одном случае используется текстолит с медными дорожками, а в другом — оксид кремния.

Принципиальная схема

После того, как определена структурная схема, пора приступать к выбору каждого конкретного компонента и разработке принципиальной схемы
.

Это уже детализированная схема устройства с абсолютно всеми элементами, актуальным количеством контактов и их соединениями. Обычно это многостраничный документ, на котором схема разбита на множество частей.

Но это всё ещё логика работы — не разводка токопроводящих соединений на плате.

Вот пример небольшого кусочка принципиальной схемы материнской платы:


Часть принципиальной схемы той же материнской платы ASUS P5BW-MB.

А вот отрывок из приницпиальной схемы коммутатора MES1124M:

С какими-то из компонентов всё сравнительно просто. Грубо говоря, резисторы да конденсаторы подбираются по номиналу. Простые ASIC’и по своим функциям.

Однако, чем сложнее чип, тем больше возникает вопросов и компромиссов.

С одной стороны каждый поставщик реализует одни и те же механизмы по-своему. С другой набор поддерживаемых функций тоже у всех разный.

Наиболее сложным является, очевидно выбор процессоров — центрального и пакетного (FE). Причём последнего сложнее, потому что для CPU достаточно определить архитектуру, а дальше все производители делают ± одно и то же, а для FE вариации по поддерживаемой функциональности и языку общения с чипом не ограничены.

К тому же и производителей сейчас на рынке хватает:

  • Серия Broadcom
  • Marvell XPliant
  • Barefoot Tofino
  • Mellanox Spectrum
  • Innovium Teralynx
  • Даже Realtek

Для коммутаторов Элтекс не остановился на одном в роли FE, а использует Broadcom, Marvell и Realtek.

Как чип коммутации для свитча, так и SoC для какой-нибудь Wi-Fi-точки или STB является его сердцем, вокруг которого строится вся прочая обвязка.

Когда счёт идёт на сотни и тысячи ножек, разобраться в том, как чип работает, уже достойно научной работы. Поэтому производитель обычно поставляет какое-то экспериментальное устройство с этим чипом. Оно не должно быть гибким, компактным, энергосберегающим — его единственная роль — показать, как взаимодействовать с чипом (помимо тысяч страниц документации SDK).

А вендор сетевого оборудования после этого уже думает, как эти ноги пристроить на свои устройства.

Кстати, в качестве софта для домовых и Fixed-size железок используют этот самый SDK, предоставляемый производителем чипов. В некоторых случаях его допиливают, а порой отдают пользователю — как есть.



Таким образом на стадии завершения принципиальной схемы становится уже окончательно понятно, как устройство будет работать и какие компоненты использованы.
Разводка печатной платы

Следующая задача — расположить это всё на текстолитовой плате.

Современные платы многослойные — вплоть до 40 слоёв (что, скорее редкость, чем общая практика). Наращиваются на производстве они постепенно — сначала схема вытравливается на самом глубоком внутреннем слое, далее один за другим вытравливаются следующие и прессуются с имеющимися. Чем больше слоёв, тем меньше толщина каждой пластинки. Соответственно зависимость между числом слоёв и толщиной платы — нелинейная.

В простейшем случае — слой один. В простом случае — их четыре, и они разделены функционально: сигнальные, электропитание, заземление. В сложных платах, как например, для коммутаторов — это ещё и возможность многократно увеличить доступную для проводников площадь без фактического увеличения размеров, а также избежать индукции между соседними дорожками на одном слое, проходящими рядом друг с другом.

Пример четырёхслойной платы: заметно на просвет, как на разных слоях отличаются токопроводящие дорожки и заливка заземления.

Естественно, разные слои должны взаимодействовать друг с другом, то есть иметь металлический контакт, поэтому в нужных местах слои высверливаются на необходимую глубину (до какого слоя нужно добуриться). Если диаметр больше 0,2 мм, используется обычное сверло, при меньших значениях — уже лазер.

Далее это отверстие металлизируется.

На фото я выделил то, как такие переходные отверстия выглядят на плате.


Переходные отверстия.


3D-модель многослойной платы и реализации переходных отверстий.


Срез всамделишной платы в месте переходного отверстия.

Любопытный момент (который, кстати, возникает тут на каждом шагу) — если через переходное отверстие проходит высокоскоростной сигнал (10GE), допустим с верхнего слоя и «ныряет» на внутренний, то остается неиспользуемая часть отверстия между этим внутренним и нижним слоями. Так скажем паразитная (stub) часть переходного отверстия. Чтобы от нее избавиться с обратной стороны платы такие переходные отверстия высверливаются большим сверлом на определенную глубину до необходимого внутреннего слоя.

Любопытный момент (которые, кстати, возникают тут на каждом шагу) — если оставить такое переходное отверстие, как есть, то высокоскоростной сигнал (10GE), ныряя с верхнего слоя на внутренний, будет отражаться от паразитной части (stub), и могут возникать помехи передаваться помехи, ухудшающие работу платы вплоть до полной неисправности.

Одно из возможных решений этой проблемы, которое использует Элтекс, — технология backdrilling. С противоположной стороны сверлится встречное отверстие большего диаметра. В этом случае сигнал не отражается, а проходит насквозь.

Естественным образом, получается, что в месте такого переходного отверстия ни на одном из слоёв не может пролегать дорожка.

Однако общая рекомендация — избегать переходных отверстий, насколько это возможно, тем более для высокочастотных сигналов.

До недавних пор у меня были иллюзии, что трассировки дорожек на печатных платах уже давно делаются автоматическим методом. Сложно было представить, что километры тончайших дорожек рисуются руками.

Но сначала в подкасте про виртуализацию Господин Инженер, далеко углубившись в железо, тоном не терпящим возражений сообщил что сейчас ни один продукт не умеет в адекватную автотрассировку, а теперь и Элтекс стал примером, подтверждающим это утверждение.

Хуже того изначально нет даже библиотеки чипов, которые можно было бы накидать на рабочее пространство и соединять их дорожками. В спецификации чипов указывается схема расположения контактных площадок, которая вручную воссоздаётся в проекте.

И если, к примеру, чип имеет 1200 контактов, то и сами контакты и дорожки от каждого рисуются вручную.

В целом современные платформы для разработки платы функциональность автотрассировок имеют, только для их адекватной работы, необходимо задавать сотни правил в случае более или менее сложной схемы.

Часть из них достаточно простые:

  • Ширина токопроводящих дорожек. Тут море нюансов. Но универсальные правила следуют из закона Ома: чем ниже сечение, тем выше сопротивление и больше падение напряжение, а соответственно и нагрев.
  • Ширина зазора. При наличии разных потенциалов в двух проводниках даже диэлектрик может стать проводником. И тем вероятнее, чем проводники ближе.
    Таким образом ширина дорожек и зазоров — это компромисс между рисками и эффективностью.
    Кстати, здесь есть тонкий момент: в то время как вся (нет) Россия использует миллиметры для расчётов размеров, Китай (и не он один) считает в милах.
    Mille — тысячная доля дюйма или, соответственно, 0.0254 мм.
    Вот где нас подстерегла имперская система мер, словно 8 измерений, затаившихся внутри элементарных частиц (интересно, успею ли я при жизни пожалеть об этой вере).
    Поэтому совершенно типичны ситуации, когда при работе с китайскими производителями приходится пересчитывать из одной системы в другую. Удобно. Так в своё время греки переводили числа в вавилонскую систему, потому что в ней удобно было считать, а потом обратно в греческую — потому что так принято.

А другая часть менее очевидна.
  • Не рекомендуется делать повороты дорожек под углом 90 градусов — правильнее под 45 или закруглять по радиусу.

    В противном случае ток распространяется неравномерно. При больших токах это может вызывать локальные перегревы и выгорания дорожки.

    В случае когда имеем дело с высокоскоростным сигналом необходимо максимально плавно прокинуть сигнал на плате для уменьшения его затухания и здесь не допускается поворот даже под 45 градусов — только скругления.

    Элтекс использует радиус загиба на глаз, чего более чем достаточно.

  • На некоторых участках требуется, чтобы длина проводников была одинаковой.
    Одним из примеров будет подключение оперативной памяти.

    Другим — дифференциальные пары, соединяющие высокоскоростной порт (10GE) с чипом PHY. В этом методе сигнал передаётся по двум проводникам, но по одному из них в инвертированном виде (с другим знаком). Приёмник сравнивает два сигнала, полученных разным путём, а не сигнал одного провода с землёй. В этом случае электромагнитные помехи влияют одновременно на два провода, что повышает устойчивость, которая очень важна на таких скоростях.

    Очевидно, для того чтобы на приёмнике был один и тот же сигнал, сигнал этот должен прийти одновременно, соответственно и длина проводников должна быть одинаковой.


    CPU+DDR платы MES1124M.


    Плата, ты просто космос!

    Этим объясняются подчас странные формы дорожек на платах. Это не что иное, как выравнивание длин проводников между собой.


    Дорожки, связывающие процессор и оперативную память

    Необходимость в этом имелась всегда.


    Векторный суперкомпьютер CRAY-1.


Не только траектории каждой из тысяч дорожек определяются вручную, но и все переходные отверстия, скругления, контроль одинаковости длины проводников там где это требуется (Читай ниже про дифференциальные пары).

Павел Бомбизов, инженер-конструктор Элтекс, показал, как выделить дорожки, посмотреть их длину и сравнить с длиной её пары, как выбрать стык и сгладить его по радиусу, как создать контактные площадки чипов в виде равномерного массива точек.

Новые корпуса компонентов действительно необходимо рисовать вручную. В документации на чип производителем указывается схема расположения контактных площадок, их размеры и прочая информация, которую нужно перерисовать в библиотечный компонент. Порой это сделать не так-то просто поскольку количество контактов микросхемы может достигать нескольких тысяч, и здесь главное — не ошибиться с их расположением и обозначением.

Однако далее однажды нарисованный компонент вносится в библиотеку, и в будущем его можно будет просто переносить на рабочее пространство.

То есть рисуются только новые компоненты, не использовавшиеся в проектах ранее. Основная часть компонентов либо уже нарисована ранее, либо имеется в стандартной библиотеке компонентов, встроенной в САПР.


Марвеловский чип PHY с обратной стороны — для оценки числа контактов, которые нужно правильно нарисовать.

Во время экскурсии было не очень понятно, почему Элтекс делает вручную выравнивания и загибы. Софт для разводки плат уже очень давно умеет как минимум в сравнение длины проводников, выравнивание, задание параметров кривизны. Но позднее Элтекс дал комментарии.
Выравнивание сигналов делается автоматом, но бывает проще и быстрее сделать это вручную. Всё зависит от конкретного случая.

Например, память, которая на фото Дорожки, связывающие процессор и оперативную память» разведена автоматом, вручную так нарисовать проблематично.
А вот диффпары на картинке Плата, ты просто космос!» выровнены вручную, причем здесь необходимо выровнять лишь одну и скопировать выравнивание на все остальные.

То есть проектирование плат — всё ещё колоссальный труд, который требует от конструктора предельной аккуратности и сосредоточенности внимания.

По словам Павла на разводку одной платы уходит от месяца. Если это коммутатор с четырёхслойной платой — около одного месяца. А например, MES9032, имеющий 20 слоев, множество нюансов и требующий решения многих конструктивных задач, может потребовать более полугода).

Последним шагом при проектировании платы является шелкография — расстановка позиционных обозначений компонентов, подписей разъемов, интерфейсов ввода-вывода итд.

Это не только обязательное требование при промышленной разработке плат, но и своего рода «комментарии к коду»:
Как использовать плату, как установить компонент, где плюс/минус питания, что показывает индикатор, даже как расположить плату в устройстве (например, гиродатчик, для которого важно расположение осей).

На этом этапе уже есть полное понимание того, как плата будет выглядеть и какие компоненты где на ней будут стоять.

Однако разработка устройства на этом ещё не закончена. Даже печатную плату ещё нельзя отправлять в производство, потому что по результатам следующего шага могут потребоваться ещё изменения.



Расчёт корпуса и системы вентиляции


Далее (на самом деле параллельно) проект передаётся конструкторам корпуса и системы вентиляции. Очевидно, это связанные вещи, поэтому и занимается ими один человек (или отдел).
На этом этапе в SolidWorks импортируются результаты предыдущего этапа.

С точки зрения формы корпуса важно знать размеры платы, расположение портов, индикаторов, кнопок, выводы антенн И так далее.

С точки зрения системы вентиляции — количество тепла, выделяемого компонентами, их размер и местоположение.

Теперь строится трёхмерная модель устройства вместе с корпусом и внутренней набивкой.
Исходя из тепловыделения, предполагаемых потоков воздуха и опыта, конструктор располагает отверстия вентиляции, радиаторы и перегородки и запускает расчёт.

Но прежде всего модель в значительной степени упрощается. Убираются:

  • Многослойность платы
  • Дорожки
  • Переходные отверстия
  • Монтажные отверстия
  • Компоненты, выделяющие пренебрежимо мало тепла и не влияющие на потоки воздуха
  • Сами компоненты тоже упрощаются вплоть до параллелепипедов.


Упрощенная модель MES1124M.

Температурная карта, направления потоков воздуха, их скорость и всё это для разных временных интервалов вычисляются достаточно продолжительное время. Для простого коммутатора или STB на околотоповой видеокарте это занимает несколько часов. А для модульного маршрутизатора ME5000 — 2 недели.

К сожалению, изумительной красоты результаты расчётов с траекториями потоков воздуха и температурными картами, возбуждающие живой интерес любого инженера, опубликовать не разрешили.

Увы, у Элтекса пока нет достаточной потребности в вычислительном кластере, поэтому трудится на благо заказчика десктоп конструктора. Забыл спросить, а не было бы удобнее здесь обратиться к публичным облакам — каждый уважающий себя провайдер уже имеет ферму с GPU (или планирует).

На основе первых результатов конструктор пробует различные конфигурации радиаторов, перегородок, вентиляторов и отверстий в рамках имеющихся ограничений.

Не всегда это удаётся, поэтому в некоторых случаях приходится возвращать проект на шаг назад и пересматривать расположение элементов и даже их модели.

Этот итеративный процесс продолжается до тех пор, пока расчёты не будут показывать стабильный температурный режим.

Разумеется, система охлаждения — это одно из компромиссных решений между энергоэффективностью и номинальным температурным режимом работы.

Например, в ТВ-приставках кулер будет смотреться неуместно. В то же время никто не ожидает от пятнадцатиюнитового шасси пассивного охлаждения. Кстати в нём стоят 6 вот таких вентиляторов, каждый из которых при максимальной скорости отрывается от поверхности стола:

Хочется тут вспомнить Яндекс, который благодаря грамотному планированию потоков воздуха в серверах (не только этому, конечно) добился в своих ДЦ фрикулинга и PUE близкого к единице.

Ну а потом наступает этап проверки теории практикой. До серийного производства корпуса в самом Элтексе печатается на 3д-принтере пробный вариант, в него помещается опытный образец платы. И далее устройство подвергается многочисленным тестам.

Здесь можно обнаружить нестыковки корпуса с платой, ошибки в расположении элементов, удобство использования, а самое главное измерить реальную температуру чипов и на разных участках платы, выяснив насколько модель соответствует реальности.

По словам сотрудников Элтекс в большинстве случаев никаких отклонений не обнаруживается. Однако если тесты не прошли, модель приходится корректировать — либо чего-то не учли, либо во входные данные вкралась ошибка, например, неправильно ввели тепловыделение чипа.

Что же до модели, то как всегда — она компромисс между близостью её к реальности и эффективностью расчётов. Моделируемый объект нужно упростить настолько, насколько это возможно, но не больше.



Когда испытания пройдены, корпус утверждён, устройство работает исправно, оно пускается в серию.


3д-модель MES1124M в корпусе.

Пластиковые корпуса изготовляются преимущественно в Китае. Металл гнуть и у нас, кажется, умеют, хотя и не всегда, как рассказывает Элтекс.

Многослойные платы производят так же в Азии, хотя есть и у нас в России заводы. Такой выбор обусловлен рядом причин. Например, возможности техпроцесса: переходные отверстия 0,1 мм наши пока делать не умеют. Стабильность продукта и предсказуемое время поставки — другие причины. Ну и никуда не деть того факта, что производство в Азии всё ещё дешевле, чем в России.

Вся рассыпуха и микрочипы — тоже оттуда.

Ну а компонуется это всё уже на сборочной линии в Новосибирске.

Для этого создаются:

  • сборочный чертеж на плату,
  • трафареты для нанесения паяльной пасты на станке,
  • программа для установщика компонентов: что, как и куда устанавливать

Это всё ожидаемо делают те же ребята, что и занимаются разработкой.

Так выглядит печатная плата, изготовленная в Китае.


Плата коммутатора MES1124M. На ней я отметил ключевые компоненты: CPU и память, чипы FE и PHY, Downlink и Uplink порты, и что интересно — трансформаторы. Их роль здесь — изолировать цепи контактов разъёма от остальных цепей коммутатора и корпуса и, как следствие защитить дорогостоящие чипы PHY и чипы пакетной коммутации.

Изоляция в 1500 VAC — это минимальное требование стандарта IEEE802.3, поэтому при попадании 220 VAC на порт (например, через витую пару при повреждении изоляции кабеля), ничего не сгорит — 220 VAC не сможет пробить.

Однако трансформатор не может защитить от электростатического разряда, так как разряд с первичной стороны трансформатора наводится на цепи на вторичной стороне. Защита от электростатики выполняется другими средствами.



Что же до импортозамещения, увы, приходится признать, что дальше разводки печатных плат и сборки/пайки готового устройства, мы так и не зашли. Все микрочипы всё ещё закупаются в Азии.
У Элтекса был (да и есть) опыт с Байкалами в качестве центральных процессоров. Взаимодействие с экспертами Baikal Electronics ведётся при создании оборудования для госорганов.

Однако с пакетными процессорами (FE) ситуация не изменилась — всё ещё не умеем. И, насколько мне известно, не пробуем. Элтекс говорит, что я ошибаюсь, но без деталей, увы. Если, конечно, речь не о чипах Миландра, которые безусловно любопытны, но всё-таки далеки от bleeding edge.

Кроме того в этот раз нам представилась возможность второй раз поговорить с Александром Евгеньевичем Моховым — начальником лаборатории Ethernet Technology. Из-под его рук в некотором смысле выходят коммутаторы серии MES и маршрутизаторов ME5000.

В прошлый раз мы были лазутчиками из Huawei, о которых не предупредили заранее. А теперь и визит заранее согласовали, и гости из понятных мест. Поэтому вместо недоверчивых аккуратных фраз получился приватный разговор, из которого стало ясно, что в целом Элтекс следует лучшим практикам при строительстве модульных устройств.

Пожалуй, по существу здесь добавить нечего.



Полезные ссылки





Заключение


С точки зрения техники экскурсия вышла превосходной. Лично мне было интересно окунуться в процессы, к тому же это заставило меня и самого немного почитать на эту тему. Несколько вещей стали настоящими открытиями, другие просто расставили всё по местам.

Несмотря на неоднозначное отношение как инженеров операторов, так и обычных пользователей к Элтексу, я рад, что у нас есть люди, которые способны создавать такие вещи, создают их, и не боятся о них рассказывать.

За это время модульный маршрутизатор вышел из стадии разработки и трудится на сети неназванного заказчика. Если есть счастливые инженеры, эксплуатирующие их, пишите комментарии.

По словам отдела маркетинга Элтекс на сегодняшний день поставки их оборудования, помимо России, осуществляются в страны СНГ, Европы, Ближнего Востока, Северной и Южной Америки, Юго-Восточной Азии. Наибольшим спросом на зарубежном рынке пользуется оборудование широкополосного доступа для операторов связи.

Что ж, желаем нашему производителю активной и результативной экспансии на международный рынок — только там здоровая конкуренция бросает настоящие вызовы.

Если вы приносите в сетевой мир что-то новое и вам есть, что показать и рассказать, то мы с удовольствием наведаемся и к вам в гости.


Спасибы

  • Мария Мищенко — маркетолог Элтекс и наш гид.
  • Артём Спицын — руководитель московского офиса Элтекс Коммуникации и инициатор экскурсии.
  • Павел Бомбизов — инженер-конструктор Элтекс (проектирование плат)
  • Алексей Филон — инженер-конструктор Элтекс (проектирование корпусов и системы вентиляции)
  • Сергей Игонин — начальник участка SMD Элтекс (производственная линия)
  • Вячеслав Горбач — инженер-программист Элтекс (лаборатория Hardware, рассказ про использование SDK для SoC)
  • Александр Мохов — начальник лаборатории Ethernet Technоlogy Элтекс (разработка сетевого оборудования и взаимодействие с производителями чипов)
  • Роман Гурьев — инженер-электронщик (за исправление неточностей)
  • Дмитрий Булыгин — инженер связи (за знакомство с Артёмом и замечания по читаемости текста)
  • Сергей Луньков — сетевой инженер (за компанию)
  • Наталья Асташенко — тестировщик (за компанию и поправки к статье)
  • Михаил Пуртов — студент (за компанию)
  • Павел Остапенко — инженер связи (за несделанные фото и поправки к статье)
псевдо POE свитч своими руками (самодельный poe коммутатор) / СХЕМЫ / Электроника (современная)
Для питания одной IP камеры по одному проводу требуется POE адаптер.
А ели камер более чем одна? Кучу адаптеров? Да ещё соединять через коммутатор кучу проводов и блоков питания.
Решено сделать самодельный коммутатор с питанием IP камер в стиле аля POE.
Со стороны камеры я просто подключусь к синей и коричневой паре на + -. Сама по себе камера с POE может даже не стартанёт.
PoE расшифровывается как Power over Ethernet — технология, позволяющая передавать удалённому устройству электрическую энергию вместе с данными через стандартную витую пару в сети Ethernet.

Сильно раздумывать про варианты питания PoE не буду и выберу самый простой вариант при котором питание (+) пойдёт через синюю пару, а питание (-) пойдёт через коричневую пару витой пары.

Современные 100 мегабитные коммутаторы которые заполонили рынок совершенно не подходят так-как имеют ущербные 4 контакта из восьми в разъёме RJ45, раньше такого безобразия позволить уважающий себя производитель телекоммуникационного оборудования не смог.
Выпаивать и менять разъём это уже совсем не то что хотелось бы.
Значит лезем в ящик с сетевым барахлом.
Первый подходящий экземпляр — коммутатор ACORP 5 портовый.

Хоть по факту тут 6 разъёмов RJ-45, но UPLINK и 1й порт запараллелены.
Все 8 жил в разъёме как положено. Не то что щас бомжы

Разбираем!
Смотрим в схеме питания присутствует микросхема стабилизирующая на выходе напряжение равное 3.3 вольтам, на вход возможно подавать до 15 вольт.

Значит блок питания коммутатора будет 12 вольтовый, от него запитаем и POE.
Сам принцип питания и переделки poe нарисую так

Звоним по схеме и видим ненужные подтягивающие резисторы между синей и коричневой парами!
ДЕМОНТИРУЕМ !

Теперь берём сопли и припаиваем по схеме!

Всё готово!

Главное не перепутать куда приход и LAN)

Коммутатор USB своими руками

У Вас есть два хоста и одно USB устройство? Или один хост и два USB устройства? И вам нужно это переключать?
Вам под кат

Мотивация

Работа из дома добавила ещё один системный блок с работы в домохозяйстве. И если монитор есть возможность переключать с помощью HDMI коммутатора, то клавиатуру и мышь — вручную.
Этот пробел я и решил автоматизировать.
Я вскрыл HDMI коммутатор и нашел точку на плате, на которой появляется 3,3В при переключении на второй выход и вывел этот сигнал с помощью micro USB кабеля.
Этот кабель и будет управлять коммутатором USB.
К выходу коммутатора я подключил USB хаб с клавиатурой и мышью.

История

Это не первый мой свич. В 2017г я сделал товарищу свич на 5В реле tq2-5v, которое переключает линии D+ и D- и это до сих пор работает. Теперь же реле стоит в 5 раз дороже специализированной микросхемы TS3USB221.

Технические детали

К коммутатору подключаются два USB от двух системных блоков.
Входящее питание объединяется с помощью двух диодов и идет на выходной разъем.
Пока хотя бы один источник даёт питание, то устройство будет функционировать.
Для питания микросхемы коммутатора я применил стабилизатор на 3.3В MCP1700T-3302E.
Для того, чтобы отвязать внешний управляющий сигнал от микросхемы применил оптопару TLP290.
Использовал вот этот Type-A разьем.

Печатная плата

Разведена в Sprint Layout

и

Собранная печатная плата:

и

Готовая конструкция

Собрана в этом корпусе, размеры 45x45x19mm:

и

Выводы

Получилось дешевле, чем покупать на Амазоне готовый HDMI KVM…

Самодельный антенный коммутатор

Канал “Радиоканал с Алексеем Игониным” рассказал про антенный коммутатор и его изготовление своими руками. Используется, чтобы подсоединять две антенны к такому же количеству радиостанций, меняя места.

Для чего это нужно? Если у вас есть две радиостанции, функционирующие на коротковолновом диапазоне. Одна на дежурном канале. Подключена узкополосная антенна на один диапазон. Другая может быть обзорная для мониторинга, для поиска, тут, к примеру, нужна широкополосная антенна. Если вы слышите какой-то интересный сигнал, неважно, на какой станции это будет, на приемной или обзорной. Или, которая стоит на вызывной частоте. Вероятно, вам захочется послушать, как сигнал слышится на другой антенне. Для этого требуется коммутатор с двумя входами и выходами.

01 03

Мастер покажет, как это сделать достаточно простой прибор. Используется обычный тумблер для переключения. Лучше было бы сделать на коаксиальных реле. Но устройство, предлагаемые автором, рекомендуется для использования в полевых условиях. Там коммутатор  на реле неудобен, потребляется электроэнергия на его работу. Во-вторых, будет занимать много места. Во сколько у него будет блок управления, подающий напряжение она реле. В показанном случае 1 коробка, 4 разъема, тумблер.

02

Использоваться устройство будет только на низкочастотных диапазонов КВ. На которых использование такого переключателя будет незаметно. На 1,8, 3,5, 7 мегагерца. Возможно, на 14. Хотя, если бы использовать на 21 или 28, проблем не будет от того, что используется не коаксиальное реле, а переключатель.

В качестве корпуса предлагается использовать металлическую коробку.Продается в магазинах радиодеталей и электронных компонентов. Он так и называется “корпус для радиоэлектронной аппаратуры”. Чтобы установить в него разъемы и выключатель, придется просверлить отверстие. На две боковые стенки будут установлены разъемы. Для их крепления нужно будет просверлить по четыре отверстия. Винтики m3 с гайками.

Разъемы установлено. У переключателя тумблер отсоединил крест-накрест выводы. Два разъема подключены короткими отрезками проводов. Использован также коаксиальный кабель. Монтаж с реконструкцией закончил, коммутатор в сборе. В одном положении антенны будут подключены напрямую. С помощью переключателя антенны будут меняться местами. В среднем они отключены от радиостанций.

Используется будет не дома, в стационарных условиях, а на выездах. Почему мастер сделал прибор сам, а не покупал? Какой тип коммутаторов достаточно редко встречается в продаже. Есть только с тремя разъемами. Они подходят, чтобы подключить две антенны к одному трансиверу.

Второй вариант

В этой публикации видео канала “Макс UT3UEZ” о том, как собрать коммутатор для соединения 2 антенн на два отдельных трансивера.
Коробка из алюминия, заранее сделанная, пригодилась для этого. В этом модели нет изобретательской новизны, в сети немало подобных устройств. Но ценно, что опытный мастер подобрал оптимальный вариант и показал на видео.

Конструкция проста, особо рассказывать нечего. Обычный переключатель коммутирует два входа с Двумя выходами. В первом положении переключателя трансивер 1 подключен к Антенне 1, трансивер 2 – к 2. Во втором трансивер 1 к антенне 2, а трансивер 2 – к 1.

04

Свой коммутатор проверял на кв диапазоне 28 мгц и на укв диапазоне 145 мгц. На кв особых отклонений ксв не замечено, означает, что можно использовать на всех кв диапазонах. А на укв 2 метра отклонение Ксв приблизительно на 0,1. Смотрите сами, подойдет ли для укв или нет.

Собственно на двойке куда не шло, но на диапазоне 70 см и выше, не стал бы использовать такую конструкцию коммутатора.

Коммутатор видеосигналов для ТВ / Хабр

Мой друг очень любит старые приставки: Dendy, Sega, PS и т. д. Однако, когда приставок много, а телевизор один, встает проблема постоянных переключений. Поэтому на день рождения я решил сделать для него подарок своими руками.

Китай предлагает коммутаторы, схемотехнические решения часто используют дорогие или редкие в наших краях микросхемы ВЧ-коммутаторов. А я решил проявить оригинальность и смастерить коммутатор на электромагнитных реле. Плюсы реле очевидны: гальваническая развязка; как и минусы: потребляемый ток. Изначально я хотел сделать коммутацию с помощью реле, а управление на ТТЛ логике, но в наличии были только 12В реле. Мне было лень делать два питания, согласовывание, поэтому и саму логику включения входов я сделал тоже на реле. Таким образом, получился коммутатор, собранный полностью на реле, без микроконтроллеров и даже логических микросхем.

Схему набросал буквально за 20 минут в Proteus. Из схемы видно, что количество реле, а значит и входов можно увеличивать до нужного количества. Я решил остановиться на четырех. Одно работы требуется реле с двумя контактными группами. Оно будет полностью занято «логикой». Алгоритм прост: нажатием кнопки мы ключаем реле, которое дальше будет находиться в режиме самоудержания. То есть, начальный ток мы подаем кнопкой, а уже после включения, питание на обмотку реле подается через замкнувшийся контакт. Второй контакт размыкает общую цепь подачи напряжения на кнопки, тем самым предотвращая включения еще одного входа. Для того, чтобы реле успело включиться в режим самоудержания, в схеме присутствует накапливающая емкость, иначе реле начинает работать, как генератор. Значение емкости и сопротивление подбирается экспериментально, так, чтобы емкость была достаточно большой, чтобы реле гарантированно включалось. Однако, время саморазрядки конденсатора через резистор должно быть около 0.5с, чтобы при последующем нажатии на другие кнопки, включение не происходило. Для выбора другого входа нужно нажать кнопку «сброса» и выбрать соответствующий канал. Сброс реализован через нормально замкнутое реле, которое подает питание на всю схему. Нажимая на кнопку мы размываем питания и все реле находящиеся в самоудержании отключатся. Для коммутации N-линий подключаем нужное количество реле, питание которым подключается параллельно реле управления.

Схема сохранилась только в таком виде, за что приношу свои извинения.

Реле использовал китайские HUI-KE на 12 вольт, стандартную макетную плату, оргстекло. Монтаж проводил проводом для накрутки.

Спустя почти год 🙂 я все же доделал коммутатор, и в ближайшее время подарю. Вот что получилось в итоге.

Видео о том, как оно работает

4-контактный коммутатор, электрические схемы

По коду количество допустимых проводников в коробке ограничено в зависимости от размера коробки и сечения провода. Рассчитайте общее количество проводников, допустимых в коробке, перед добавлением новой проводки и т. Д. Проверьте местные ограничения на наличие ограничений и разрешите требования перед началом электромонтажных работ. Пользователь этой информации несет ответственность за соблюдение всех применимых норм и правил при выполнении электромонтажных работ. Если пользователь не может выполнить электрические работы самостоятельно, следует проконсультироваться с квалифицированным электриком.Как читать эти диаграммы

На электрических схемах на этой странице используется один или несколько четырехпозиционных переключателей, расположенных между двумя трехпозиционными переключателями, для управления огнями из трех или более точек. Сюда включены несколько диаграмм, которые можно использовать для отображения 4-х и 3-х сторонних цепей освещения в зависимости от расположения источника относительно переключателей и источников света. Прилагаются схема четырехстороннего диммера и схема, которая может использоваться для управления комнатным освещением из четырех разных мест. Проверьте здесь для поиска неисправностей с 4 путями и помогите с 3 путями здесь.Для цепей, которые управляют светом только из двух мест, проверьте схемы соединений по этой ссылке.

Подключение 4-позиционного переключателя с подсветкой на конце

4 way switch wiring diagram with the source first and the light at the end

В этой основной 4-проводной цепи освещения 3-проводный кабель проходит между всеми коммутаторами, а 2-проводный кабель проходит от последнего переключателя к фонарю.

Источник электропитания находится на первом трехпозиционном переключателе, и горячий провод там подключается к общему. Нейтраль цепи сращивается на каждой распределительной коробке до светильника с помощью белого провода.Черный и красный провода, идущие между коробками, подключены к путешественникам на каждом выключателе. Общая клемма на трехпозиционном переключателе в конце цепи соединяется с черным проводом, идущим к горячей клемме на лампе.

Обратите внимание, что путевые провода от SW1 подключены к паре T1 на 4-позиционном переключателе, а путешественники, идущие к SW2, подключены к паре T2. Каждая пара клемм путешественника на 4 путях должна быть подключена только к одному 3 путям. Не путайте пары, иначе схема не будет работать должным образом.

4-контактный выключатель проводки с Light First

4 way switch wiring with the source and light first

Эта схема иллюстрирует проводку для 4-х контактной цепи с электрическим источником на осветительной арматуре и последующими переключателями. Двухпроводный кабель проходит от источника света к SW1, а трехпроводный кабель проходит между тремя переключателями. Нейтральный провод источника подключен непосредственно к осветительному устройству, а горячий провод соединен с белым кабелем, идущим к SW1. На SW1 он соединен с белым проводом, идущим к 4-контактной распределительной коробке, где он соединен с белым проводом, идущим к общей клемме на SW2.Белый провод помечен черным на каждом соединении, чтобы идентифицировать его как горячий.

На SW1 общая клемма подключена к черному проводу, идущему к горячей клемме светильника. Черный и красный провода между коммутаторами используются для подключения путешественников на каждом коммутаторе.

Обратите внимание, что путевые провода от SW1 подключены к паре T1 на 4-позиционном переключателе, а путешественники, идущие к SW2, подключены к паре T2. Каждая пара клемм путешественника на 4 путях должна быть подключена только к одному 3 путям.Не путайте пары, иначе схема не будет работать должным образом.

Световой индикатор 4-позиционного переключателя между переключателями

4 way switch wiring diagram with the light in the middle

Здесь источник цепи находится на первом трехпозиционном переключателе, а осветительная арматура находится между ними и другими переключателями. Трехжильный кабель проходит между светом и всеми выключателями.

Горячий провод источника подключен к общему разъему на SW1, а нейтральный провод подключен непосредственно к нейтральной клемме светильника. Черный и красный провода от SW1 используются в качестве путевых, а на осветительной арматуре они соединяются с красными и белыми проводами, идущими к 4-позиционному переключателю.Черный провод, идущий к 4-контактному переключателю, подключен к горячей клемме на лампе, а на распределительной коробке он соединен с черным проводом от общего на SW2. Красный и белый цвета используются в качестве путешественников между 4 way и SW2. Белый провод помечен черным на каждом конце, чтобы пометить его как горячий.

4-сторонняя схема проводки и источник света Средний

4 way switch wiring with the source and the light in the middle

Эта проводка показывает светильник и источник электропитания вместе в одной коробке, расположенной между выключателями. Трехпроводный кабель проходит по всей цепи, и горячий источник соединяется с черным проводом, идущим к общей клемме на SW1.Нейтраль подключается напрямую к светильнику. Четыре пути идут сразу после осветительной арматуры, но перед вторым переключателем, и при необходимости они попадают между двумя тремя путями. Он также может быть установлен на другой стороне света, и эффект будет таким же.

Красный и белый провода от SW1 используются в качестве путевых, на световом коробе они соединены с красным и белым, идущим к 4-позиционному переключателю. Белый провод помечен черным на обоих концах, чтобы обозначить его как горячий.Черный провод, идущий в 4 направления, подключен к горячему на приборе, а в распределительной коробке он соединен с черным проводом, идущим к общему на SW2. Красный и белый провода, идущие к SW2, используются в качестве путешественников, и снова белый отмечен черным на концах.

Четырехпроводной переключатель с четырьмя переключателями

4 way switch wiring diagram with four switches

Здесь два четырехпозиционных и два трехпозиционных переключателя используются для управления освещением из четырех разных мест. Два 4-сторонних канала расположены между двумя 3-сторонними контактами, и соединительные провода проходят от SW1 до T1 на первом 4-стороннем контакте.T2 от этого коммутатора подключен к T1 на втором 4-х канальном и T2 подключается к путешественникам на SW2.

Источник находится на SW1, и горячий провод подключен к общей клемме. Трехпроводный кабель проходит между всеми коммутаторами, а 2-проводной — от последнего коммутатора к осветительной арматуре. Черные и красные провода, идущие между выключателями, все используются в качестве путешественников в этой договоренности. Белый нейтральный провод от источника сращивается на каждой распределительной коробке, чтобы провести его до нейтрали на светильнике.Черный провод от SW2 используется для подключения общей клеммы к горячей клемме на светильнике.

Схема подключения четырехпозиционного диммера

4 way dimmer switch wiring diagram

Это проводка диммера в четырехпроводной цепи. Трехпроводный кабель проходит между всеми коммутаторами, а 2-проводный кабель проходит к свету. Чтобы эта схема работала, вместо одного или обоих стандартных трехпозиционных переключателей можно использовать трехсторонний диммер. Фактически, диммер можно использовать вместо любого из трех переключателей на этой странице.

Трехсторонний диммер имеет 4 многожильных провода: один общий, два путевых и заземление. Эти многожильные провода сращены с проводами от цепи дома. На таком диммере общий провод обычно черный, а путешественники красные. В любом случае, дорожные провода будут окрашены одинаково, чтобы отличить их от общих.

На этой схеме источник находится на SW1, а горячий подключен к общему терминалу. Нейтраль источника сращивается на каждой распределительной коробке, чтобы пропустить ее непосредственно к нейтрали на осветительном приборе.Черные и красные провода, идущие между выключателями, используются в качестве путешественников в этой цепи. Черный провод, идущий к источнику света, используется для подключения общего от диммера к горячему выводу на источнике света.

Устранение неисправностей в четырехпозиционных цепях

Наиболее вероятной причиной отказа цепи является ошибка в схеме проводки. Убедитесь, что цепь правильно подключена, используя следующие рекомендации.

4-сторонний переключатель должен быть подключен между двумя 3-сторонними переключателями, как показано на рисунках на этой странице.Четырехпозиционный переключатель имеет пять клемм: одну клемму заземления и четыре цепи, разделенную на две пары, называемые путевыми устройствами. Каждая пара клемм путешественника должна быть подключена к проводам путешественника от одного из трехпозиционных переключателей в цепи. Путешественники из одного 3-х путей могут быть подключены к любому терминалу в паре, но не путайте пары по 4-му пути, иначе схема не будет работать должным образом.

Для того, чтобы работала 4-сторонняя схема, 3-сторонние переключатели должны быть правильно подключены в начале и в конце пути.Поэтому убедитесь, что общий контакт одного из трех способов подключен к горячему источнику, а общий второй путь подключен к горячему терминалу нагрузки.

Убедитесь, что соединительные провода подключаются только между клеммами на всех переключателях. Четырехпозиционный переключатель будет подключен только к путевым проводам, никогда к горячему источнику или проводу нагрузки и никогда к нейтральному проводу. Также убедитесь, что каждая пара путешественников на 4 пути подключена только к одному коммутатору на пару. Убедитесь, что нейтраль от источника подключена только к клемме нейтрали на нагрузке.Нейтральный провод никогда не будет подключен к стандартным трехпортовым и четырехпозиционным переключателям , хотя некоторые интеллектуальные переключатели и таймеры могут использовать нейтральный провод для управления устройством. Если вы считаете, что ваша схема подключена правильно, а индикаторы по-прежнему не работают, возможно, один или несколько переключателей неисправны. Вы можете проверить переключатели, используя процедуру, описанную ниже.

Тестовые выключатели

Если у вас есть выключатели, которые перестают работать, они могут быть изношены или винты клемм могут ослабнуть со временем.Выключите питание и выньте устройство из розетки, убедитесь, что все соединения по-прежнему затянуты с помощью отвертки. Если соединения выполнены с помощью зажимов, а не винтов, крепко потяните за провода, чтобы убедиться, что они все еще затянуты.

Если у вас есть старый или новый коммутатор, который, по вашему мнению, был подключен правильно, а цепь все еще не работает, возможно, коммутатор неисправен. В этих случаях вы можете проверить внутреннюю функциональность с помощью простой процедуры. Выключите питание и отсоедините выключатель от цепи, отсоединив провода.Используйте тестер непрерывности или мультиметр в настройках Ом, чтобы определить, правильно ли он проводит электричество.

Для проверки трехстороннего переключателя подключите один измерительный щуп к общему терминалу, а другой — к одному из путешественников. Нажмите на переключатель, чтобы переключиться в одну сторону, а затем в другую. Если измеритель показывает непрерывность с переключателем в одном направлении, а не в другом, переместите щуп с этого разъёма на другой и проверьте снова. Если вы обнаружите, что второй путешественник показывает непрерывность с переключателем в одном направлении, а не в другом, вероятно, переключатель работает нормально.Однако, если вы не обнаружите какой-либо непрерывности или постоянной непрерывности, независимо от того, где находится датчик или как вы переключаете тумблер, переключатель, вероятно, неисправен и должен быть заменен.

Для проверки четырехпозиционного переключателя подключите один датчик к одной клемме путешественника в паре, а другой датчик — к одной клемме путешественника в другой паре. Нажмите на тумблер и убедитесь, что вы нашли непрерывность в одном направлении, но не в другом. Переместите один пробник на другой терминал в его паре и проверьте еще раз на те же результаты.Переместите второй зонд на другой терминал в его паре и снова проверьте оба устройства. Если вы обнаружите переменную непрерывность при переключении переключателя во всех возможных вариантах, ваш переключатель, вероятно, работает правильно. Если вы не найдете ни непрерывности, ни постоянной непрерывности ни в одном из возможных устройств при переключении переключателя, скорее всего, переключатель неисправен. Одно замечание об этой процедуре: если вы имеете дело с интеллектуальным электронным переключателем или таймером, внутренняя схема не может быть проверена таким образом.

Больше нравится на Do-It-Yourself-Help.com
,Схемы подключения трехстороннего переключателя

По коду число допустимых проводников в коробке ограничено в зависимости от размера коробки и сечения провода. Рассчитайте общее количество проводников, допустимых в коробке, перед добавлением новой проводки и т. Д. Проверьте местные ограничения на наличие ограничений и разрешите требования перед началом электромонтажных работ. Пользователь этой информации несет ответственность за соблюдение всех применимых норм и правил при выполнении электромонтажных работ. Если пользователь не может самостоятельно выполнить электромонтажные работы, следует проконсультироваться с квалифицированным электриком.Как читать эти диаграммы

Трехсторонние переключатели позволяют управлять осветительными приборами из двух отдельных мест, они обычно используются в верхней и нижней части лестничного марша или в двух разных входах в комнату. На этой странице приведено несколько схем электрических соединений, которые можно использовать для отображения трехсторонних цепей освещения в зависимости от расположения источника относительно переключателей и источников света. Также включены схемы для трехпозиционных диммеров, трехпозиционного переключателя потолочного вентилятора и устройства для розетки с переключателем из двух мест.Для получения дополнительной информации об этих схемах и советов по устранению неполадок проверьте ниже.

Схема подключения

Трехпозиционный выключатель со светом на конце

3 way switch wiring diagram with the source first and the light at end

На этой схеме электрический источник находится на первом переключателе, а свет расположен в конце цепи. Трехпроводный кабель проходит между коммутаторами, а 2-проводный кабель проходит к свету. Черный и красный провода между SW1 и SW2 подключены к клеммам путешественника. Горячий источник подключен к общей клемме на SW1, а общая клемма на SW2 подключена к горячей клемме на индикаторе.

Трехпроводной выключатель с подсветкой, средний

3 way switch wiring diagram with the source first and the light in the middle

Источник в этой цепи находится на первом переключателе, а светильник расположен между SW1 и SW2. Трехжильный кабель проходит между каждым выключателем и осветительным прибором. Провод горячего источника подключен к общей клемме на SW1. Общая клемма на SW2 подключена к горячей клемме на индикаторе. Путевые провода сращены на коробке приспособления, чтобы проходить между клеммами путешественника на выключателях, они не подключены к свету.

Трехпроводной коммутатор с легким подключением First

3 way switch diagram with the source and light first

На этой схеме источник для схемы находится в осветительном приборе, и два переключателя идут после. Двухпроводный кабель проходит от источника света к SW1, а 3-проводный кабель проходит между SW1 и SW2. Горячий провод источника соединен в световом коробе с белым кабелем, идущим к первому распределительному блоку. Там он соединен с черным проводом, идущим ко второму распределительному блоку, который затем подключается к общей клемме на SW2. Когда такой горячий провод используется таким образом, он помечается черной лентой или краской на концах, чтобы идентифицировать его как горячий.

Вернувшись к осветительной арматуре, горячий вывод на лампе подключен к черному проводу, идущему к общему выводу на SW1. На SW1 красный и белый провода, идущие к SW2, используются в качестве путешественников, соединяющих клеммы путешественника между двумя переключателями. Снова, белый провод отмечен черным на концах, чтобы идентифицировать его как горячий.

Трехпозиционный переключатель источника питания посередине

3 way switch wiring with the source and light in the middle

В этом устройстве источник для схемы находится в осветительном приборе, который расположен в середине схемы.3-х проводный кабель идет к выключателям с каждой стороны света. При свете провод горячего источника соединяется с черным проводом, идущим к общему выводу на SW2. Горячая клемма на светильнике подключена к черному проводу, идущему к общей клемме на SW1. Красный и белый провода кабеля сращены в коробке прибора и проходят к клеммам путешественника на обоих переключателях. Они не подключаются к светильнику. Белый провод помечен черным на обоих концах, чтобы идентифицировать его как горячий.

Схемы подключения трехстороннего диммера

На следующих 3 диаграммах показана проводка для специально изготовленного диммера, который можно использовать в этих цепях вместо трехходовых переключателей или обоих.Такое расположение позволяет опускать свет по 3-х направлениям. После того, как уровень освещения был установлен на одном диммере, другой выключатель выключит и включит свет на этом уровне. Это устройство может использоваться вместо любого из трехпозиционных переключателей в этих цепях, а также для затемнения источников света в схеме четырехпозиционного переключателя, как показано на этой ссылке.

3 way dimmer wiring diagram with the source first and the dimmer in the middle

Вместо клемм трехходовой диммер имеет 4 провода, выходящих из корпуса: один общий, два путевых и один провод заземления. Общий провод обычно черный, а путешественники красные.В любом случае, дорожные провода будут одного цвета, чтобы отличить их от общего провода.

В этой цепи горячий источник подключен к общей клемме 3-позиционного переключателя в первом блоке. Оттуда 3-проводный кабель идет к диммеру во второй коробке, а 2-проводный кабель идет от диммера к источнику света в конце цепи.

Нейтраль источника соединяется с осветительным прибором с помощью белых кабельных проводов на каждой коробке. Черный и красный провода между выключателями соединяют путешественников.В диммере черный провод соединен с общим проводом, а на другом конце — с горячим выводом на лампе.

3 way dimmer switch diagram with the source and dimmer first

Эта схема такая же, как и предыдущая, но диммер идет первым в цепи. Эта схема предназначена для удобства работы со схемой, подключенной в этой схеме.

wiring 3 way dimmer with source and dimmer in the middle

На этой схеме источник находится в середине цепи вместе с диммерным переключателем. От диммера 3-проводный кабель идет к другому коммутатору, а 2-проводный кабель — к светильнику.Горячий провод источника соединен с общим диммером, а нейтраль соединен с осветительным прибором.

У трехпозиционного переключателя белый провод кабеля помечен черным и подключен к общему контакту. На другом конце белый провод снова помечен черным и сращен с черным проводом, управляющим горячим выводом на лампе. Черный и красный провода между выключателями соединяют путешественников вместе.

wiring a 3 way dimmer circuit with two dimmer switches

При таком расположении используются два 3-полосных диммера, которые позволяют опускать свет из обоих мест.Трехжильный кабель проходит между коммутаторами, а двухжильный — от второго диммера к свету.

Общее на первом диммере подключается к проводу горячего источника, а общее на втором подключается к проводу, идущему к горячему выводу на лампе. Нейтраль источника проходит через осветительный прибор с соединением в каждой распределительной коробке. Черный и красный провода между выключателями используются для соединения путешественников.

Потолочный вентилятор Проводка 3-х позиционного переключателя

3 way switch diagram for a ceiling fan and light

Здесь потолочный вентилятор с комплектом освещения управляется двумя трехходовыми переключателями.Это то же самое, что и вторая схема на этой странице с вентилятором вместо светильника. В этой проводке источник находится на SW1, а 3-проводный кабель проходит между каждым выключателем и потолочным вентилятором.

Горячий источник подключен к общему на SW1, а нейтраль соединена с потолочной коробкой с помощью белого кабеля. Черный и красный кабели подключены к клеммам путешественника, а на вентиляторе они сращены с черными и белыми проводами, идущими к SW2.Белый провод помечен черной лентой на обоих концах, чтобы обозначить его как горячий. В потолочной коробке провода для вентилятора и освещения соединены с черным проводом, идущим к SW2. При таком расположении переключатели управляют питанием потолочной коробки, а тяговая цепь используется для управления скоростью вентилятора. Для получения дополнительной схемы подключения потолочного вентилятора, перейдите по этой ссылке.

Схема подключения трехходовой розетки с переключателем

3 way switched outlet wiring diagram

На этой схеме показано расположение проводки для 3-х сторонней розетки с переключателем. С помощью этой проводки розетка может управляться из двух мест.

Источник находится на SW1 и 3-проводный кабель проходит между всеми устройствами. Горячий провод от источника подключается к общей клемме на SW1, а нейтральный провод соединяется с нейтралью на розетке с помощью белого кабеля. Черный и красный кабельные провода подключаются к клеммам путешественника на SW1 и на выходной коробке, они соединены с красными и белыми проводами, идущими к клеммам путешественника на SW2. Белый провод помечен черной лентой на обоих концах, чтобы идентифицировать его как горячий.Горячая клемма на розетке подключена к черному проводу, идущему к SW2, где она подключена к общей клемме. Для более подробной схемы переключения розеток см. Эту ссылку.

Схема

для добавления розетки в трехпроводную схему

diagram to add a receptacle outlet before a 3 way switch

Здесь розетка добавляется в трехпроводную цепь перед первым переключателем. Он не контролируется с помощью переключателей, а всегда горячий. Горячий, нейтральный и заземляющий источник подключены к 2-проводному кабелю, который проходит к новой розетке. Затем трехпозиционные переключатели и освещение подключаются обычным способом, причем общее на SW2 подключено к источнику питания горячим, а общее на SW1 подключено к горячему выводу на светильнике.Дополнительные схемы добавления розетки в существующую цепь см. По этой ссылке.

Как работают трехпозиционные переключатели

Трехсторонние выключатели имеют 3 клеммы для подачи электрической цепи и один клемма для заземляющего провода. Из трех клемм цепи одна называется общей, а две другие известны как путешественники. Общий терминал может быть помечен и обычно имеет цвет, отличный от терминалов путешественника. В зависимости от производителя, путешественники могут находиться на противоположных сторонах устройства или два терминала могут быть на одной стороне.В любом случае, общий терминал каким-то образом будет отличаться от пассажиров.

Общие клеммы всегда будут подключены к горячему проводу, либо от источника, либо от светильника. Эти соединения можно поменять местами, если это более удобно, если один из трех путей соединяет общие клеммы с горячим источником, а другой — с горячим на нагрузке, эти цепи будут работать правильно. Терминалы путешественника всегда будут подключаться от переключателя к переключателю. Путешественники никогда не подключаются к нагрузке устройства или к проводу источника.Неважно, какой терминал путешественника используется, для какого провода путешественника, их изменение не должно иметь никакого значения.

Устранение неисправностей в трехпозиционных цепях

Наиболее вероятной причиной отказа цепи является ошибка в схеме проводки. Убедитесь, что цепь подключена правильно. Убедитесь, что горячий источник подключен к одному общему контакту, а горячий светильник подключен к другому общему контакту. Также убедитесь, что клеммы путешественника подключены только между переключателями, а не к горячим проводам или нагрузке.Также убедитесь, что нейтраль от источника подключена к клемме нейтрали на нагрузке и больше нигде. Нейтральный провод не будет подключен к стандартному трехстороннему переключателю , хотя некоторые интеллектуальные переключатели и таймеры могут использовать нейтральный провод для управления устройством. Если вы считаете, что все правильно подключено, а индикаторы по-прежнему не работают, вы можете проверить переключатели, выполнив следующую процедуру.

Если у вас есть выключатели, которые перестают работать, они могут быть изношены или винты клемм могут ослабнуть с течением времени.Выключите питание и выньте устройство из розетки, убедитесь, что все соединения по-прежнему затянуты с помощью отвертки. Если соединения выполнены с помощью зажимов, а не винтов, крепко потяните за провода, чтобы убедиться, что они все еще затянуты.

Если у вас есть старый или новый коммутатор, который, по вашему мнению, был подключен правильно, а цепь все еще не работает, возможно, коммутатор неисправен. В этих случаях вы можете проверить внутреннюю функциональность с помощью простой процедуры. Выключите питание и отсоедините выключатель от цепи, отсоединив провода.Используйте тестер непрерывности или мультиметр в настройках Ом, чтобы определить, правильно ли он проводит электричество.

Чтобы проверить трехсторонний переключатель, подключите один измерительный щуп к общему терминалу, а другой — к одному из путешественников. Нажмите на переключатель, чтобы переключиться в одну сторону, а затем в другую. Если измеритель показывает непрерывность с переключателем в одном направлении, а не в другом, переместите щуп с этого разъёма на другой и проверьте снова. Если вы обнаружите, что второй путешественник показывает непрерывность с переключателем в одном направлении, а не в другом, вероятно, переключатель работает нормально.Однако, если вы не обнаружите какой-либо непрерывности или постоянной непрерывности, независимо от того, где находится датчик или как вы переключаете тумблер, переключатель, вероятно, неисправен и должен быть заменен. Одно замечание об этом тесте: если вы имеете дело с интеллектуальным электронным переключателем или таймером, эта процедура не будет работать для проверки функции переключателя.

Больше как это на Do-It-Yourself-Help.com
,Электрические схемы выходов коммутатора GFCI

По коду число допустимых проводников в коробке ограничено в зависимости от размера коробки и сечения провода. Рассчитайте общее количество проводников, допустимых в коробке, перед добавлением новой проводки и т. Д. Проверьте местные правила на предмет ограничений и разрешите требования перед началом электромонтажных работ. Пользователь этой информации несет ответственность за соблюдение всех применимых норм и правил при выполнении электромонтажных работ. Если пользователь не может самостоятельно выполнить электромонтажные работы, следует проконсультироваться с квалифицированным электриком.Как читать эти диаграммы

На этой странице приведены схемы подключения прерывателя цепи замыкания на землю (gfci) со встроенным переключателем, часто называемым комбинированным переключателем выхода gfci. Это устройство можно использовать для защиты от замыкания на землю вблизи источников воды, например, на кухне или в ванной комнате, где пространство минимально и необходимы оба устройства. Проверьте здесь, чтобы увидеть схемы электрических соединений для стандартного комбинированного выключателя розетки, который может использоваться в областях без необходимости защиты от замыкания на землю.

Диаграммы

включают в себя переключатель для управления удаленным мусором, защищенным gfci, проводку защищенного источника света, проводку защищенной дуплексной розетки и незащищенного источника света с помощью встроенного переключателя и подключение переключателя для управления самой розеткой gfci.

Подключение розетки GFCI с коммутируемым мусором

wiring diagram gfci outlet with switch to a garbage disposal

На этой диаграмме показана схема подключения комбинированного коммутатора Cooper gfci для управления вывозом мусора. Здесь розетка, выключатель и утилита GFC защищены от замыканий на землю. Если нагрузка, подключенная к розетке, или утилизация вызывают короткое замыкание, все устройство отключится, и ни одно из них не будет работать, пока не будет устранена опасность.

Для подключения этой цепи провода источника подключаются к клеммам LINE на половине розетки комбо.Оттуда идет 2-проводной кабель, который вывозит мусор, а черный провод соединяется с одним из встроенных переключателей. Другой провод переключателя подключен к горячей клемме LOAD на комбинированном устройстве. Белый провод, идущий к утилизации, подключен к нейтральной клемме LOAD на комбо.

Подключение розетки GFCI с выключателем света и защищенной розеткой

wiring a gfci outlet with protected receptacle and switch to a light

В этой проводке gfci защищает стандартную дуплексную розетку, подключенную к клеммам LOAD на комбо.Встроенный переключатель управляет незащищенным светильником на отдельном электрическом источнике.

Источник к розетке подключен к клеммам LINE на gfci. Клеммы нагрузки подключены к стандартной розетке с помощью 2-проводного кабеля. Это защитит эту розетку и любые другие устройства, подключенные к ней дальше по линии.

Цепь переключателя проходит от светильника к встроенному переключателю на комбинированном устройстве. Любой провод на контуре переключения может быть сращен с любым проводом переключения, но белый провод должен быть отмечен черным на обоих концах, чтобы идентифицировать его как горячий.При таком расположении источником света можно управлять в комбинации, но свет останется включенным, если gfci отключится из-за короткого замыкания.

Электрическая схема

для коммутируемого комбинированного выхода GFCI

wiring diagram for a switched gfci outlet

На этой схеме переключатель, встроенный в комбинированное устройство, подключен для управления самой розеткой gfci. Горячий провод источника соединен с одним из проводов переключателя, а другой провод переключателя подключен к разъему горячей линии на устройстве. Нейтраль источника подключена к клемме нейтрали LINE.Терминалы НАГРУЗКИ не используются в этом расположении.

Подключение розетки GFCI и выключателя освещения

wiring diagram for a gfci outlet switch combo with unprotected light

Эта проводка показывает соединения для комбинированного выключателя gfci, используемого для управления незащищенным осветительным прибором.

Здесь горячий провод источника подключается к горячему разъему LINE на комбинированном и одном из проводов встроенного переключателя. Двухпроводный кабель проходит от устройства GFCI к осветительной арматуре, а черный провод соединяется с другим встроенным проводом переключателя. У светильника черный провод подключен к горячему выводу на свету.Нейтраль источника соединяется с клеммой LINE на GFCI и белым проводом, идущим к нейтрали на осветительном приборе. Терминалы LOAD на GFCI остаются доступными для подключения большего количества розеток или других защищенных устройств.

Подробнее на Do-It-Yourself-Help.com
,
Электрические схемы выключателя лампы — Do-it-yourself-help.com

На этой странице приведены схемы подключения четырех типов бытовых светильников. В комплект входит схема двухконтурного выключателя лампы для управления стандартной ламповой розеткой в ​​верхней части лампы и меньшей розеткой в ​​основании для лампы низкой мощности. Также включены диаграммы для стандартного выключателя лампы, трехстороннего выключателя лампы и старинного торшера с 4 лампочками.

Поиск лампы шнур Полярность

Ламповые шнуры, как правило, все одного цвета, что делает стандартные черные и белые нейтральные направляющие бесполезными для определения полярности.Поэтому для определения полярности на шнуре лампы используются другие методы. Во-первых, внимательно проверьте изоляцию на проводах шнура, и вы увидите либо текстурированный шарик, либо тонкую разноцветную линию, проходящую вдоль одного провода, это нейтральный провод. Простой провод — горячий.

Если шнур не помечен бусинкой, то нити могут быть разных цветов, чтобы различать их. В этих случаях серебряный провод обычно является нейтральным, а медный — горячим.

Другой ключ к полярности — это штекер шнура лампы, широкий контакт — нейтральный, а узкий — горячий. У большинства старых шнуров лампы есть штыри одинакового размера. Это связано с тем, что полярность не наблюдалась на электрических лампах до развития заземленных цепей. С этими лампами вилка может быть подключена к розетке в любом направлении, что исключает проблему полярности.

Подключение 2 лампового выключателя лампы

wiring diagram for a 2-socket lamp switch

Эта схема иллюстрирует проводку прикроватной лампы с двумя розетками.Верхняя цоколь A , вмещает стандартную лампу накаливания. Вторая розетка B , как правило, содержит небольшую лампочку малой мощности, похожую на лампу ночного освещения. Переключатель позволяет включать только верхнюю лампу, только ночник, обе лампы одновременно или выключать обе лампы. Этот тип переключателя будет называться двухконтурным выключателем при покупке в домашних магазинах. Не путайте это с трехпозиционным переключателем (изображенным ниже), они не работают одинаково.

Подключение кнопочного выключателя лампы

wiring diagram for a 2-way push-button lamp switch

Здесь двухпозиционный кнопочный переключатель подключен к лампе с 2 лампочками.Эта схема может использоваться для замены старой кнопочной лампы с заменой нового переключателя. Горячий провод от шнура подключается непосредственно к черному проводу на переключателе, а нейтраль присоединяется к нейтральному контакту на каждом патроне лампы. Красный и синий провода от выключателя подключены к горячему контакту на одном из патронов лампы.

Подключение 3-стороннего патрона с выключателем

wiring diagram for a 3 way lamp socket switch

Это электрическая схема стандартного 3-стороннего выключателя лампы. Гнездо используется с трехходовой лампой, содержащей 2 отдельных элемента, которые включаются отдельно, а затем вместе, когда ручка переключателя поворачивается для получения различной степени освещенности.Эти разъемы имеют две клеммы, одна для горячего провода и одна для нейтрали. Третий контакт может присутствовать, но не используется для этой цепи.

Подключение одного выключателя лампы

wiring diagram for a single lamp switch

На этой диаграмме показана схема подключения стандартной лампы с одной настройкой. Эта розетка имеет две клеммы: латунь для горячего и серебро для нейтрального провода. Шнур лампы подключен непосредственно к этим клеммам, соблюдая полярность, описанную в верхней части этой страницы.

Подключение винтажного торшера

wiring diagram for a vintage floor lamp switch with 4 bulbs

Это схема электропроводки для старинного торшера с 4 лампами, одной основной лампой и 3 периферийными, и обычно меньшими лампами.Основная лампочка ввинчивается в стандартную розетку со встроенным выключателем, а три периферийные лампочки подключены к одному выключателю, обычно расположенному около центральной розетки. У вторичного коммутатора могут быть провода, окрашенные в черный, синий и красный цвета, или, если это старый коммутатор, для их различения могут использоваться другие цвета или текстурирование.

В этой проводке лампы нейтральный провод на шнуре соединен с проводами, идущими непосредственно к клеммам нейтрали на всех четырех розетках. Горячий провод от шнура соединен с проводом, идущим к горячей клемме на первичной розетке A и к горячей проволоке на переключателе B .Переключатель B будет иметь три провода, один для горячего источника и два для подключения к лампам. Один из них соединит горячую на 1 лампу, а второй будет соединен с горячей на двух других лампах.

С помощью этой лампы лампу A можно выключать и включать независимо, а выключатель B может включать только лампу 1, лампы 2 и 3 вместе с лампой 1, лампы 1, 2 и 3 одновременно. время или все три выходных.

Больше как это на Do-It-Yourself-Help.ком
,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *