Прибор для проверки lan кабеля

Обновлено: 08.07.2024

Вводная

Определение точной схемы обжима кабеля обязательно.
Вся информация выводится со стороны тестера. Никаких миганий светодиодиками на ответной части. Предположим, что ответная часть находится в руках обезьяны, причем даже не цирковой, и лишь благодаря новейшим технологиям обезьяну удалось обучить пользоваться перфоратором и кроссировать кабель в розетках. Или, говоря чуть более научно: ответная часть — полностью пассивная.

Аппаратная часть

Принцип работы: ответная часть представляет из себя набор сопротивлений различных номиналов. Измерим их. Зная их номиналы и распайку ответной части, мы можем точно выяснить, как кроссирован кабель. Ниже представлена схема устройства (все иллюстрации кликабельны). Конкретные номиналы сопротивлений выбраны скорее с учетом наличия в магазине, чем осознанно, хотя получился кусочек ряда Фибоначчи.


Рис. 1. Схема тестера

Рис. 2. Схема ответной части

Сердцем схемы является микроконтроллер ATMega16. Почему именно он? Спор «AVR vs PIC» есть типичный холивар, поэтому скажу просто: моим произволом пусть будет AVR. А из всей их линейки Mega16 самый дешевый кристалл, имеющий на борту АЦП на 8 каналов. Усложнять схему коммутаторами аналоговых сигналов мне откровенно не хотелось. Немаловажный плюс: эту модель можно купить даже в моем замкадье, где на весь город один магазин электронных комплектующих с ценами по 150-500% от Москвы.

Порт A микроконтроллера — это входы АЦП, на порту B у нас ISP и пара служебных функций, порт C используем для формирования тестовых сигналов, ну а порт D — для общения с пользователем посредством HD44780-совместимого дисплея.

Питаем схему от батарейки типа «Крона», через стабилизатор LP2950, DA1 по схеме. Почему не ШИМ, а обычный линейный стабилизатор, пусть и low-dropout? Ток потребления невелик, на одной батарейке я провел все тестирование и отладку схемы, запустил уже пару реальных объектов по полсотни портов — пока не разрядилась. А вот высокочастотные помехи, которые есть спутник любого ШИМа, могут снизить точность работы АЦП. Усложнять схему, опять же, не хочется. Почему именно LP2950? Он был в магазине.

Цепочка VD2 — R4 служит для обнаружения разряда батареи. На стабилитроне падает 5,1В, Таким образом, когда напряжение батареи упадет ниже 6В, на PB2 появится лог. 0. Тут по уму нужен бы триггер Шмитта, но не нашлось.

Программная часть

Для написания программы я использовал среду AVR Studio 4, язык C. Ниже я опишу алгоритм работы, а вот код не покажу, и тому есть причины. Во-первых, он несколько ужасен (картинка с лошадью, блюющей радугой). Во-вторых, раз уж это DIY, то реализацию ниже описанных алгоритмов не грех и самому написать — а то что же это за DIY такое? Ну а в-третьих, если писать не хочется, то в приложениях откомпилированный .hex присутствует.

Описывать стандартные процедуры типа работы с АЦП, реализации обмена с HD44780-совместимым дисплеем и тому подобные очевидные вещи смысла не вижу. Все давно сказано до меня.

Работа тестера делится на несколько этапов, которые повторяются циклически.

Этап 1. Начальные проверки

  • проверим, не подключено ли к линии какое-либо активное оборудование. Все управляющие линии (порт C, напомню) переводим в Hi-Z состояние, измеряем напряжение на всех линиях. Они должны быть околонулевыми. В противном случае мы понимаем, что с другой стороны провода подключено что угодно, но не наша ответная часть, и дальше продолжать смысла не имеет. Зато имеет смысл сообщить пользователю, что «на линии есть напряжение!».
  • проверим уровень сигнала на PB2. Если там 0, то батарея разряжена. Сообщим о неполадке пользователю, если все ОК — идем далее.

Этап 2. Проверка целостности линий и наличия коротких замыканий

Для каждой из 8 линий проделываем следующее. Подаем на нее +5В с порта C, сохраняя все остальные линии порта в высокоимпедансном состоянии, и измеряем напряжение на остальных линиях. Если на всех линиях околонулевые значения — исследуемая линия оборвана. Если же на какой-то из линий тоже появилось +5В — это КЗ. В норме мы увидим некие промежуточные значения.

Этап 3. Выяснение схемы кроссировки

Вот и подобрались к самому интересному. Отсеяв все заведомо неисправные линии (перебитые и закороченные провода), приступим к измерению сопротивлений оставшихся линий (пусть их количество N, 0 <= N <= 8). Введем обозначения:
Rxy — сопротивление между линиями x и y.
Rx — номинал сопротивления, подключенного к линии x.
Ясно, что Rxy = Rx + Ry

Замеряя сопротивления между линиями, мы получаем систему линейных уравнений. Сравнив полученные значения R1… RN с эталонными, мы выясним схему кроссировки.

Сопротивление вычислить несложно. Подадим на линию X высокий уровень, на линию Y — низкий, а прочие линии порта C оставим в Hi-Z. В цепи (см. рис. 3) падение напряжения на известном нам сопротивлении, образованном параллельным включением R1.Y и R2.Y по схеме составляет U1, а на неизвестном Rxy падает (U2 — U1). Значит, Rxy = (R1 || R2) * (U2 — U1) / U1.

Рис. 3. Принцип измерения сопротивления

Если N < 3 — мы бессильны. Мы можем произвести всего одно измерение сопротивления между ними, в то время, как имеем 2 неизвестных — сопротивление, подключенное к каждой из них. Система, в которой число уравнений меньше числа неизвестных, имеет бесконечное множество решений. Придется показать пользователю знаки вопроса на этих линиях — они вроде бы исправны, но выяснить схему кроссировки возможным не представляется.

При больших значениях N мы можем составлять систему уравнений множеством способов, проводя замеры различных сопротивлений Rxy. На первый взгляд, разницы, как выбирать, какие сопротивления измерить, нет. Однако, дьявол обитает в мелочах. На примере N = 8 поясню, что я имею в виду. В первой реализации алгоритма я делал измерения так:
R1 + R2 = R12
R1 + R3 = R13
…
R1 + R8 = R18
R2 + R3 = R23
Сложив два первых уравнения и вычтя последнее, получим то же самое 2R1 = R12 + R13 — R23, а все остальные сопротивления найдем из уравнений 1 — 7, где R1 уже известно.

Проблема кроется в том, что при некоторых видах кроссировки значение R1 оказывалось велико (15 кОм и выше), а погрешность измерения сопротивления с его увеличением возрастает. В итоге, получалось так, что малые относительно R1 сопротивления номиналом 1-2 кОм измерялись с погрешностью в 70-80%! Очевидно, что для обеспечения хорошей точности нам стоит составить систему так, чтобы на месте R1 оказалась другая неизвестная, минимальная из всех. Для этого нам придется выполнить все возможные измерения (хорошо, что их не так много, в худшем случае 28). Фактически, мы получили матрицу 8 х 8, симметричную относительно главной диагонали (ясно, что Rxy = Ryx). Выберем из всех результатов минимальный, пусть это Rij = Ri + Rj. В строке i найдем Rik, такое, что Rik > Rij, но меньше прочих элементов строки. Получим:
Ri + Rj = Rij
Ri + Rk = Rik
Rj + Rk = Rjk
Решаем и находим среди Ri, Rj, Rk наименьшее (предположим, им оказалось Ri). оставшиеся неизвестные Rx находим из Rx = Rix — Ri.

Этап 4. Определение точки обрыва, если таковая имеется

Умные и дорогие железки измеряют расстояние до точки обрыва с помощью TDR. Сложно, дорого, круто. У нас возможности куда скромнее, да и не так уж часто требуется знание положения обрыва до сантиметров — обычно понимания в стиле «прямо возле меня», «на том конце», «посередине, где недавно стенку долбили» более чем достаточно. Так что — измерение емкости кабеля.

Переводим все линии порта C, кроме той, которая подключена в той жиле, где есть обрыв, в Hi-Z. Подаем на жилу +5В, заряжая ее. Измерим напряжение на ней, это будет наше начальное U0. Переводим все линии в Hi-Z. Начинается разряд кабеля через резистор R2.X сопротивлением 1 МОм. Выждав 1 мс, измеряем напряжение на этой линии U.

Нельзя забывать, что цепи на плате, разъем и т.д. тоже имеют свою емкость, так что устройство нужно откалибровать на паре кусков кабеля разной длины. У меня получилось при нулевой длине 1710 пФ, и емкость кабеля 35 пФ / м. Практика использования показала, что даже если и врет оно, то не сильно, процентов на 10. Ситуация вида «где ж недожали контакт, в шкафу на патч-панели или в розетке?» решается мгновенно.

Пользуюсь. Доволен. Желающие повторить мой путь могут вот тут найти архив с печатной платой в формате DipTrace, схемой в формате sPlan, прошивкой МК, а еще файл с примером командной строки для avreal, в котором можно посмотреть fuse-биты.

Фото процесса

Внимание! Автору статьи при рождении вырезали художественное чувство, как будущему инженеру не нужное. Ценителям незаваленных горизонтов, композиции кадра и всякого прочего баланса белого просьба на этом месте прекратить чтение и перейти сразу к комментариям, во избежание получения серьезных душевных травм.



Начало процесса.



Печатная плата. Изготовлена с помощью ЛУТ, лужение сплавом Розе.




Готовая плата. Сверлим, паяем, промываем спиртом (у кого рука поднимется — этиловым, лично я мыл изопропиловым). После отладки покрываем лаком для защиты от коррозии.



Плата установлена в корпус, дисплей закреплен, к нему припаян шлейф веселенькой расцветки. Отверстие под дисплей прорезал дремелем с помощью миниатюрного отрезного диска, впрочем, есть и другие методы.



Осталось закрыть крышку.



Тест: прямой фабричный патч-корд, 0.5 м. Кнопка включения расположена под указательным пальцем сверху корпуса.



Тест: отрезок кабеля длиной 10 м, обжат с одной стороны.



Тест: самодельный кроссовер, 10 м.

Upd. По просьбам хабражителей таки выкладываю исходник. Можно взять тут.

LAN-тестер — устройство для проверки интернет-кабелей, витых пар. Тестеры проверяют целостность кабеля, правильность установки коннекторов, роль которых выполняют разъемы RJ-45.

Тестер разделен на две части: основную и вспомогательную. В основной части находится источник питания, индикаторные светодиоды и схема коммутации. Ее устанавливают в начале кабеля. Вспомогательная часть играет роль ответчика, она соединяется с концом кабеля.

Интернет-кабель — совокупность витых пар. Данный прибор прозванивает каждую из них, поэтому иногда называется тестером витой пары. Процесс тестирования запускается от кнопки, расположенной в основной части тестера. Наличие и правильность соединений показывают светодиоды.

Профессионалы пользуются более сложными устройствами, которые могут не только сообщить об отсутствии контакта, обрыве провода, но и с точностью до метра указать место обрыва. Кроме того, профессиональные LAN-тестеры измеряют характеристики кабеля: волновое сопротивление, затухание сигнала и прочее.

LAN-тестеры входят в перечень обязательных инструментов системных администраторов, рабочих и техников, занимающихся укладкой интернет-кабелей, монтажом разъемов в квартирах и офисах.

Тестер витой пары.
Один из рабочих инструментов:
системного администратора / монтажника / эникея. Планирую купить +24 Добавить в избранное Обзор понравился +29 +50
    , , ,
  • 13 марта 2019, 12:22
  • автор: Ramiro
  • просмотры: 10838
  • комментарии: 122


Обзор небольшого, но полезного в быту устройства для админов и не только.

Планирую купить +26 Добавить в избранное Обзор понравился +17 +33
  • 24 августа 2016, 09:21
  • автор: sarumian
  • просмотры: 11918
  • комментарии: 118


Довольно продвинутый (по сравнению с тестером на светодиодах) тестер локальных и телефонных сетей, и коаксиальных проводок.
Поскольку моя работа связана с монтажом и наладкой разных систем безопасности, подобный тестер в работе мне просто необходим. Особенно при запуске системы IP видеонаблюдения. Кому интересно, прошу под кат.
    , , ,
  • 21 июля 2016, 07:24
  • автор: LexaZmey
  • просмотры: 31558
  • комментарии: 90


Тестер для проверки кабельных сетей с коннекторами RJ11 и RJ45, USB шнуров и BNC. Не большой, удобный, информативный.
Кому интересно прошу под KAT (расчленёнки не будет).

Планирую купить +30 Добавить в избранное Обзор понравился +22 +49
  • 15 января 2016, 19:55
  • автор: sancho1971
  • просмотры: 12375
  • комментарии: 35


Взял этот тестер по производственной необходимости. На работе есть несколько кабельных тестеров разной степени затасканности, но они довольно громоздки и только под RJ-45. А часто нужно звонить патч-панели и телефонные кабеля. Заказать новый тестер с нашей системой закупок – большая проблема, поэтому я решил использовать подвернувшуюся возможность, чтобы не выпрашивать его слезными служебными записками, и иметь полное право использовать в личных целях.

На практике все сложилось не очень удачно, но давайте я расскажу все по порядку.

Планирую купить +4 Добавить в избранное Обзор понравился +19 +30
    , , , ,
  • 16 октября 2015, 17:32
  • автор: caddoc
  • просмотры: 24167
  • комментарии: 34


Есть настоящий мастех, который лучше этого тестера.
В прошлом году он стоил чуть дешевле.

Планирую купить +11 Добавить в избранное Обзор понравился +9 +20
    , , , ,
  • 19 сентября 2015, 14:56
  • автор: kalobyte
  • просмотры: 16469
  • комментарии: 35


Еcли вы работаете сис. админом в маленькой организации, как я, бывает так, что к вам приходят сотрудники и говорят, что у них не работает телефон или интернет. Что же делать если оборудование проверено и функционирует. А дальше подозрение падает на случайно оборванный кабель. Тут то нам на помощь и должен придти герой обзора HYELEC MS6816.
Получится у него это или нет можно узнать под катом.
Планирую купить +14 Добавить в избранное Обзор понравился +27 +50
    , , ,
  • 14 сентября 2015, 19:01
  • автор: jo_b1ack
  • просмотры: 14233
  • комментарии: 97

Вокруг нас, куда ни посмотри, есть компьютеры.
Большие, маленькие, встроенные, а сейчас еще и большое распространение получают IP видеокамеры, телефония, не говоря о системах контроля доступа и т.п.
Зачастую все это хозяйство подключено через витую пару. Беспроводные системы (особенно на пром объектах) удобны далеко не всегда.
Ну и естественно, что за всем этим хозяйством надо следить.
Описание прибора, помогающего мне в этом, читайте под катом.

Читайте также: