라즈베리파이 랜(UTP) 선으로 전원 공급하기 (PoE HAT 모듈 테스트)

 

 

안녕하세요.

 

  라즈베리파이를 유선 네트워크로 사용하여 카메라를 연결해서 모니터링한다고 하면 LAN선도 있어야 하고 전원 선도 별도로 있어야 합니다. 전원선 역시 길게 연결해야 하기 때문에 불편합니다.

  그런데 PoE라는 기술을 적용하면 한 선으로 가능하고 어느 정도 거리도 편하게 설치할 수 있습니다.

 

이번에 라즈베리파이에 부착할 수 있는 형태로 된 PoE HAT 모듈이 있어 테스트해보았습니다.

 

1. PoE란?

  PoE( Power over Ethernet )는 Cat. 3 이후의 이더넷 라인에 데이터와 함께 DC 전원을 실어서 보내는 기술이다. IEEE에 의해 표준으로 지정되어 있으며, 802.3af와 802.3at(PoE+라고 불림)라는 두 가지 표준이 규정되어 있다. 약어는 가운데 o를 소문자로 한 PoE이다. 이를 통해 단일 케이블이 무선 액세스 포인트 (WAP), 인터넷 프로토콜(IP) 카메라 및 VoIP(Voice over Internet Protocol) 전화와 같은 장치에 데이터 연결과 전력을 모두 제공할 수 있다.

 

 

  이더넷 케이블을 통해 전력을 전송하는 몇 가지 기술이 있다. 그중 3개는 2003년부터 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 표준 IEEE 802.3에 의해 표준화되었다. 표준 A, 표준 B 및 4 PPoE로 알려져 있다.   

  10 BASE-T 및 100 BASE-TX의 경우 일반적인 Cat 5 케이블의 4개 신호 쌍 중 2개만 사용된다. 표준 B는 데이터와 전원 도체를 분리하여 문제 해결을 더 쉽게 만듭니다. 또한 일반적인 Cat 5 케이블에서 4개의 꼬인 쌍을 모두 최대한 활용합니다. 양(+)의 전압은 핀 4와 5를 따라 흐르고 음(-)의 전압은 핀 7과 8을 따라 흐릅니다.

 

 

 - 예를 들어 다수의 CCTV를 곳곳에 설치하려 한다고 할 때, 카메라의 전원을 위한 전력선과 영상신호를 전송하기 위한 데이터선을 각각 가설해야 한다. 그런데 영상신호는 디지털로 변환하여 이더넷으로 전송하고 카메라 구동을 위한 전력도 데이터선을 이용해서 전원을 공급한다면 회선 설치가 상당히 간단해진다. CCTV 외에도 비슷한 방식으로 무선 AP, 센서 네트워크, VoIP 전화기 등을 구성하는 용도로 사용되며, 역시 회선 설치를 간단히 하는 목적으로 사용된다. 

 

참조 : https://namu.wiki/w/POE / https://ko.wikipedia.org/wiki/TIA/EIA-568

 

2. 제품 설명

1) 기본 구성

  - PoE HAT 보드 하나와 기둥으로 세울 수 있는 스탠드 너트와 볼트가 들어있습니다.

 

 

2) 스펙

  - Standard : 802.3af PoE

  - Input Voltage :  37–57V DC, Class 2 device

  - Output Power : 5V/2.5A DC output

  - Cooling : 25mm x 25mm brushless fan for processor cooling Fan control

  - Features :  Fully isolated switched-mode power supply, Fan control

 

3. 연결방법

  - 특별할 것 없이 소켓 핀에 맞게 끼우면 됩니다. 그런데 아래 그림처럼 라즈베리파이에 방열판을 부착하였을 겁니다.  POE 보드를 장착하려면 CPU 쪽 방열판을 제외하고 나머지 빨간색 표시한 방열판은 제거해주어야 합니다.

 

  

  - PoE로 전원을 공급해줄 수 있는 NVR 장비나  PoE Switch 장비가 있으면 그냥 랜선을 장비에 연결하면 전원이 들어옵니다. 그러나 보통 위와 같은 장비들을 가지고 있지 않기 때문에 별도의 PoE 전원을 만들어주는 PoE 인젝터를 구매해야 테스트가 가능합니다.

  일반 어답터처럼 생겼는데 랜선을 꽂는 곳이 두 군데가 있습니다.  하나(LAN)는 인터넷 공유기에서 나오는 선을 연결하고 다른 한쪽(PoE)은 PoE장비(라즈베리파이)에 연결합니다.

 

 

  - 바로 연결하면 라즈베리파이에 바로 전원이 공급되는데, 팬은 잠깐 돌다가 멈춰버립니다.

 

4. 프로그램 설치

  - SSH로 접속해서 라즈 베리안을 최신 버전으로 업데이트해주어야 합니다. 제조사에서 제공해주는 펌웨어로 업데이트하면 온도에 맞게 팬이 실행됩니다.

 

  pi@raspberrypi:~ $ sudo rapi-update

 

  

  - 실제 팬이 잘 동작합니다.  39도 ~ 40도 이상이 되기 시작하면 팬이 돌기 시작합니다.

  40도 정도에서는 시끄럽지는 않게 돌았습니다. 그리고 고주파수 소리 삐~하는 소리가 아주 약하게 들렸습니다.

 

  - 온도 확인도 가능한데 5자리 정수로 표시됩니다. 이것은 뒤에 3자리를 소수점으로 생각하시고 읽으면 됩니다. 

 

  pi@raspberrypi:~ $ cat /sys/class/thermal/thermal_zone0/temp

 

  - PoE HAT을 연결하고 GPIO를 사용하려고 하거나 LCD를 달려고 한다면 다리가 긴 소켓을 연결해서 사용해야 합니다. 

 

  - PoE HAT 제품은 최소 2023년 1월까지는 생산한다고 하니 고려는 하고 있어야 할 듯합니다.

 

감사합니다.

 

 

<참고 사이트>

1. PoE란

https://namu.wiki/w/POE

2. 라즈베리파이 PoE HAT 이용해 전원 케이블 없이 부팅하기

https://blog.naver.com/elepartsblog/221421800387

3. PoE HAT

https://www.raspberrypi.org/products/poe-hat/

4. 이더넷 전원 장치

https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9D%B4%EB%8D%94%EB%84%B7_%EC%A0%84%EC%9B%90_%EC%9E%A5%EC%B9%98  

poe-hat-product-brief.pdf

1.84MB