HAT PoE pour Raspberry Pi
Alimenter votre Raspberry-Pi via le câble Ethernet
- Pi 3 B+/Pi 4
- 15W maximum (5V, 2.5A)
- Protection contre surintensité, surtension, circuit ouvert, surchauffe
- Câble Ethernet: 100m max.
- Ventilateur de refroidissement contrôlé par Micro-Contrôleur
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Alimenter votre Raspberry-Pi 3B+/Pi4 par l'intermédiaire du Hat PoE
Très attendu, voici la Hat PoE (Power Over Ethernet) permettant d'alimenter votre Raspberry-Pi par l'intermédiaire du câble Ethernet. Idéal pour une installation en milieu scolaire, professionnel et installation semi-pro et pro. Les grands consommateurs de Raspberry-Pi connaissent l'intérêt du Hat PoE car il évite d'avoir une multitude de blocs d'alimentations sur la fiche multiple (cela peut rapidement devenir gênant)!
Très facile à utiliser et à installer, il fournit l'alimentation nécessaire (jusqu'à concurrence de 15W) et assure 2.5A sous 5V à votre Pi grâce à l'injection d'une alimentation de 37 à 57V continu sur le câble Ethernet (voir norme 802.3af PoE, périphériques de classe 2). Si vous disposez d'un switch PoE (aussi appelé Power Switch) alors ce dernier injecte une tension sur les paires du câble Ethernet, tension qui peut être récupérée à l'autre bout du câble Ethernet.
Le PoE Hat se branche sur le connecteur 4 broches accessibles à l'arrière du connecteur réseau et injecte une tension de 5V (2.5A max) sur le GPIO du Raspberry-Pi.
Ventilation active
Le PoE HAT étant très près de près du Raspberry-Pi afin de pouvoir tenir dans la plupart des boîtiers (a tester quand même).
Pour éviter les risques de surchauffe du Pi, compenser la dissipation thermique du convertisseur DC-DC du Hat, le PoE Hat embarque donc un ventilateur. Ce petit ventilateur est contrôlé par un microcontrôleur Atmel afin de le mettre le ventilateur en route lorsque la température devient trop importante.
Grâce à cette ventilation active, Raspberry-Pi est maintenu à une température raisonnable.
Ce ventilateur ne produit pas de son mécanique, seul le sifflement de l'air est audible (assez aigu mais faible ~-70 dB).
François Mocq à réalisé un test avec température ambiante de 27°C avec un température max de 45°C pour une charge de 25% processeur. Voir son article sur Framboise314 pour plus d'informations.
Ajouter des HATs
Comme cela est visible sur l'image ci-dessus, la PoE HAT est vraiment très bas sur le GPIO et les broches du GPIO ne passent pas de l'autre côté du PoE Hat. Il y a pourtant une solution :-).
En utilisant un Stacking Header, les broches du stacking Header sortiront d'environ d'un peu plus de 5mm de l'autre côté du PoE Hat
Le plus habiles pourront essayer d'élever la barrette sur le dessus de la base du connecteur. Ils sont parfois facile à enlever et parfois impossible a sortir.
Comment injecter du PoE sur un câble réseau
Sur un petit réseau, il est possible d'opter pour un switch PoE. Le D-Link DGS 1008P offre 8 ports PoE de 10 à 1000Mb/s pour moins de 75 Euro. Voir ce lien Amazon (par exemple).
Il existe également des injecteurs PoE à brancher directement dans une prise offrant un courant. Ce type d'injecteur dispose d'une entrée réseau et une sortie réseau sur lequel il a injecté le PoE. Voir ce lien Amazon (par exemple). Ce type de module peut être utilisé pour alimenter un Pi + Caméra dans la cabane de jardin :-)
Contenu
Pour chaque commande, vous recevrez le PoE HAT, les entretoises et de la visserie. Raspberry-Pi non inclus.
Pourquoi une tension aussi élevée en PoE?
La tension PoE injecté sur les paires disponibles d'un câble Ethernet est généralement de 48V. C'est une tension assez élevée et il y a une raison simple à cela, c'est l'épaisseur des fils du câble réseau!
Ces fils sont très fin car il transportent des signaux et non du courant. Comme ils sont fins, la résistance Ohmique du câble (la résistance par mètre) est plus élevée. Selon la loi d'Ohm U = R * I, la chute de tension (U) est proportionnel à la résistance (R) multiplié par le courant (I). Nous partons donc dans des conditions défavorable puisque le R du câble réseau est plus important que le R des câble distribuant l'électricité dans la maison. De surcroît, le courant à faire passer est plus important (disons 2.5A sous 5V pour un Raspberry-Pi).
Des chiffres pour comprendre
Partons sur une base de 58 Ohms/Km et un câble de 100m. Cela représente donc une résistance de 5.8 Ohms dans le câble et une chute de tension de 5.8 * 2.5A = 30 Volts si on voulait faire passer directement du 5 Volts (et 2.5A) pour alimenter le Pi. Avec une chute de tension de 30V, il n'est pas difficile d'imaginer que le Pi n'aura pas de tension de sortie dès qu'il y aura un besoin en courant!
Tricher en diminuant le courant
Si le courant diminue alors la chute de tension aussi. Avec 5V et 2.5A, ont transportent 12.5 Watt (P = U * I). Si ont augmente la tension à 48V alors il ne faudra plus que I = P / U, soit 12.5 / 48 = 0.260 A.
C'est génial, avec 0.260 A (260mA), la chute de tension dans notre câble de 100m sera alors de U=R*I, soit 5.8 * 0.260 = 1.5 Volts! :-) A l'autre bout du câble, nous aurons donc encore une tension de 48V - 1.5V = 46.5V, largement assez pour créer une tension de 5V pour le Raspberry-Pi. Et la puissance disponible à l'autre bout du câble sera P = U*I = 46.5 x 0.260 = 12.09 watts. Le courant transporté sera donc un peu plus élevé pour assurer les besoins énergétiques.
