PoE32 Lite

PoE32 Lite adalah board mikrokontroler kecil yang mengambil data sekaligus dayanya dari satu kabel Ethernet. Namanya Lite karena chip-nya, CH32V203, hanya mendukung Ethernet 10 Mbit/s; board berikutnya dengan chip lain akan mendukung Fast Ethernet, 100 Mbit/s. Tulisan ini membahas revisi keduanya, v2, yang dipesan pada Mei lalu sekali lagi pada Juni 2025: revisi yang dimulai dari enclosure, membawa port Ethernet ke board, dan memindahkan rangkaian fire alarm ke modulnya sendiri.

Revisi pertama punya halamannya sendiri; di sini saya hanya menyebut apa yang kurang darinya. Selebihnya, halaman ini tentang v2.

Sekilas

Board	PoE32 Lite, board dasar keluarga PoE32
Revisi	v2, dipesan pada 27 Mei 2025, lalu diperbaiki sebagai "PoE32 Essential v1.0.1" pada 17 Juni 2025
MCU	WCH CH32V203RBT6, RISC-V, dengan MAC Ethernet dan PHY 10BASE-T di dalam chip
Ethernet	RJ45 low-profile tanpa magnetics, ditambah transformator Ethernet terpisah
Daya	Modul PoE jadi yang saya modifikasi, disambungkan lewat konektor JST kecil
Enclosure	Profil aluminium ekstrusi dengan tutup dari PCB, didesain sebelum board utama
Status	Berfungsi; digantikan v3
File	Nilai komponen dan daftar komponen tidak dipublikasikan

Kenapa ia ada

Board yang paling sering dipilih orang untuk perangkat kecil yang terhubung ke jaringan saat ini adalah ESP32, dan ia berkomunikasi lewat WiFi. Tapi kata wireless pada WiFi hanya berlaku untuk datanya. Dayanya tetap lewat kabel, kecuali perangkatnya memakai baterai. Kalau memang harus ada satu kabel, saya lebih memilih kabel Ethernet: dengan Power over Ethernet, satu kabel itu membawa data dan daya sekaligus.

Perangkat seperti ini hampir tak pernah berpindah, dan perangkat yang diam lebih membutuhkan koneksi yang terus tersambung daripada mobilitas; kabel lebih stabil daripada radio. Sepuluh megabit per detik sudah cukup untuk telemetri dan MQTT. Perangkat berkabel hanya bisa dijangkau orang yang punya akses fisik ke jaringan yang sama, sedangkan perangkat WiFi bisa dijangkau dari mana saja selama masih dalam jangkauan radionya. Dan karena board ini nanti terselip di atas plafon atau di dalam kotak sambungan, ia harus kecil, tanpa jack DC: dayanya hanya datang dari port Ethernet.

Yang kurang dari v1

v1 menaruh driver fire alarm di board yang sama dengan mikrokontroler, sehingga board dasarnya hanya bisa menjadi board fire alarm. Ia juga tak punya port Ethernet sendiri: RJ45-nya ada di breakout board terpisah. v2 dibuat untuk membereskan keduanya.

Seperti apa v2

Untuk revisi kedua, saya mulai dari luar. Sebelum menggambar rangkaian apa pun, saya mendesain kedua tutup enclosure aluminium itu sebagai PCB: satu dengan lubang untuk RJ45, satu lagi membawa rangkaian fire alarm yang dulu menumpang di board v1. Baru sesudah itu board utama mendapat bentuknya, mengikuti rel di dalam profil.

Saya sempat mencoba menaruh tahap daya PoE di board utama dengan komponen diskrit, yaitu PD controller dengan buck converter-nya sendiri, lalu meninggalkan percobaan itu sebelum sempat di-routing. Sebagai gantinya, daya diambil dari modul PoE jadi yang saya modifikasi, disambungkan lewat konektor JST kecil. Board utamanya membawa CH32V203, RJ45 low-profile tanpa magnetics, dan transformator Ethernet terpisah.

Pemilihan RJ45 low-profile itu soal tampilan sekaligus mekanik. RJ45 standar terlalu tinggi untuk enclosure ini dan posisinya jadi tidak di tengah terhadap tutupnya. Konektor yang tenggelam ke dalam board duduk pas di tengah lubang tutup. Idenya saya dapat dari MikroTik GPeer, Ethernet extender yang pernah saya bongkar: di dalamnya ada port tenggelam seperti ini, dan menurut saya bentuknya cantik.

Pesanan Juni memperbaiki apa yang terlihat dari board Mei: area keep-out di sekitar RJ45, lubang bor bantu kecil di sudut dalam slot konektor supaya router tak meninggalkan taji, ruang untuk QR code board, dan terminasi Bob Smith di jalur Ethernet.

Firmware-nya adalah firmware Embassy-Rust dari paper Where the SRAM Goes; ia berjalan di v2 dengan konfigurasi GPIO yang disesuaikan untuk board ini saja.

Yang saya pelajari

Desain bagian luar lebih dulu. Menggambar tutup enclosure sebelum board utama menetapkan ruang yang harus diisi board itu. Setiap revisi sesudahnya digambar agar pas dengan tutup-tutup tersebut.

Daya harus ada di board. v2 berfungsi. Tapi dengan modul daya sebagai bagian terpisah yang disambung kabel, susunan di dalam enclosure jauh dari ideal. Jalur daya PoE harus pindah ke board utama, dan itulah v3.

Terkait

Tool yang saya pakai untuk membaca keluaran serial board ini selama pengembangan.

Istilah

Power over Ethernet (PoE)

Mengalirkan daya lewat kabel Ethernet yang sama dengan yang membawa data.

Powered device (PD)

Sisi sambungan PoE yang menerima daya, seperti board ini.

Magnetics

Transformator kecil di antara chip Ethernet dan kabel; sebagian konektor RJ45 sudah membawanya di dalam, yang di v2 tidak.

Terminasi Bob Smith

Resistor dan kapasitor yang menerminasi pasangan kabel yang tak terpakai serta center tap sisi kabel pada port Ethernet, untuk mengurangi interferensi elektromagnetik.

Lubang bor bantu

Lubang kecil di sudut dalam sebuah potongan, supaya mata frais tidak meninggalkan taji di sana.