Diversi dispositivi, connessi alla rete, vengono utilizzati distanti da una presa di corrente. Si tratta ad esempio di telecamere, telefoni (VoIP), rilevatori presenze, ecc.. Fra questi anche Raspberry Pi.

Gli standad del PoE sono 802.3af e 802.3at, richiedono uno switch o un power injector e un client conformi a tali standard. Per semplici installazioni non è conveniente aderirvi, inoltre molti dispositivi non supportano questi standard.

L' alternativa è il PoE passivo. Si basa sulla considerazione che la trasmissione dei dati ethernet utilizza 2 coppie (4 fili) del cavo di rete che è costituito da 4 coppie (8 fili). Questo lascia la possibilità di usare due coppie per trasportare l'alimentazione ad un apparato remoto.

Lo schema di collegamento EIA/TIA-568-B usa, sul connettore RJ-45 i seguenti colori:

Pin          Colore
1             Arancio - Bianco
2             Arancio
3             Verde - Bianco
4             Blu
5             Blu - Bianco
6             Verde
7             Marrone - Bianco
8             Marrone

La copia di fili è individuata da un colore e il colore - bianco. Il rispetto della coppia, nei cablaggi con UTP, è fondamentale per evitare problemi e disturbi.

La coppia 1-2 trasmette il segnale, la coppia 3-6 lo riceve. Le coppie 3-4 e 7-8 sono inutilizzate.

Servono due dispositivi, il primo serve per inserire (power injector) l'alimentazione sul cavo ethernet, il secondo per estrarre l'alimentazione che sarà poi destinata all'apparato da alimentare.

Se l'apparato da alimentare è predisposto per il PoE passivo, è progettato per accettare in ingresso un campo di tensioni abbastanza ampio e al suo interno avrà un circuito di alimentazione in grado di gestire questo intervallo.

Nel caso di Raspberry Pi bisogna assicurarsi di fornire una tensione fissa di 5V. L'alimentazione via PoE non lo consente. Il cavo UTP ha una resistenza elettrica e quindi presenta una caduta di tensione che varia in funzione della lunghezza del cavo, delle caratteristiche specifiche del cavo impiegato e dalla corrente assorbita. Se si alimenta il cavo con 5 V, all'estremo opposto avremo una tensione significativamente più bassa, quasi certamente non adatta per alimentare Pi.

Occorre alimentare il PoE con una tensione, in corrente continua, più alta e predisporre una regolazione di tensione a 5 V all'estremo opposto con un convertitore DC-DC.

La realizzazione pratica è semplice. Nel mio caso ho costruito un power injector da una un pezzo di una vecchia scheda di rete, con il vantaggio di avere un supporto per il connettore RJ-45 femmina senza acquistare componenti.
La coppia 4-5 è usata per trasportare il positivo. La coppia 7-8 per trasportare il negativo. I fili delle singole coppie sono usati in parallelo per ridurre la resistenza e quindi l acaduta di tensione sul cavo.

Al lato opposto ho utilizzato un regolatore di tensione ricavato da un economico alimentare 12V - 5V (2 A) da accendisigari.
Ho tagliato in due un cavetto ethernet di mezzo metro ottenendo i due estremi, per l'iniettore e per l'estrattore che andranno collegati rispettivamente allo switch e al Pi. Il connettore RJ-45 dell'estrattore è recuperato da una vecchia scheda ethernet.
L'iniettore e l'estrattore li ho inseriti in due contenitori che già avevo in casa. I componenti sono stati collegati e fissati con la colla a caldo. Un lqvoro molto artigianale con l'intenzione di recuperare pezzi vari.

Di seguito gli schemi del progetto e le foto:

Gli schemi sono abbozzati in Kicad e sono disponibili qui.

Ora il PoE è in test da diversi giorni e sembra funzionare correttamente. Mi riprometto, alla prossima occasione, di fare qualcosa di più professionale.