Projekt AWO-Raumanzeige — Hilfe/Umsetzung einer PoE++ Strom- & Steuerplatine gesucht (Raspberry Pi)

[Reiner G. (tschaeggywasa)]

Hallo zusammen,

kurz zu mir: Software ist mein Zuhause — einen Lötkolben halte ich 
dagegen vor allem gut fest, damit er nicht abhaut. SMD wird das also 
nichts. Genau deshalb frage ich hier: Ich suche jemanden, der mir eine 
kleine Platine entwirft und bestückt (Feedback zum Konzept ebenso 
willkommen), gegen faire Aufwandsentschädigung.

Es geht um ein internes, nicht-kommerzielles Projekt der AWO 
(Arbeiterwohlfahrt) Mönchengladbach / Rhein-Kreis Neuss: ein eigenes 
Raumbuchungssystem mit digitalen Türschildern ("Raum frei/belegt", 
Check-in per Touch), angebunden an Microsoft 365 / Exchange.

== Kontext / was schon läuft ==
- Der Testaufbau läuft bereits (Foto im Anhang: Panel zeigt "Der Raum 
ist frei!",
  grüner WS2812B-Statusrahmen, Arduino oben rechts). Aktuell alles noch 
fliegend
  verdrahtet mit Fertigmodulen — daraus soll eine saubere Platine 
werden.
- Anzeige-Einheit: Raspberry Pi 5, eingebaut in einen 
10,1"-Touch-Monitor
  (1920×1200 IPS, 16:10, VESA). Der Monitor läuft mit 12 V und versorgt 
den Pi intern mit 5 V.
  Monitor: https://www.amazon.de/dp/B0DYD1Z89S
- Software steht (Pi als Kiosk via Balena; eigene Arduino-Firmware für 
die LED-
  Statusanzeige liegt fertig vor).
- An jedem Raum liegt PoE++ an (802.3bt, Typ 4). Das ganze Panel soll 
daraus
  versorgt werden — ein Kabel, kein zusätzliches Netzteil am Raum.
  (Bench-Test zu Hause mit einem vergleichbaren 802.3bt-Injektor, 90 W — 
fürs
  PD-Modul ist die Quelle identisch.)

== Was die Platine leisten soll ==
1. PoE++-PD (802.3bt Typ 4): aus dem Ethernet 12 V gewinnen.
   Wunsch-Baustein: Silvertel Ag59812-LPB (12 V, 89 W, Class 8, SMD) — 
Alternativen
   willkommen.
2. Aus der 12-V-Schiene versorgen:
   - 10,1"-Display (12 V)  -> versorgt wiederum den Pi (5 V),
   - 2x Lüfter Noctua NF-A4x10 PWM (12 V, Zu-/Abluft),
   - 12V->5V für ein kurzes LED-Segment (kleine Last, s. u.).
3. Ethernet-Datenpaare zum Pi durchreichen (RJ45 / Stecker).
4. Mikrocontroller (ATmega328P bzw. Arduino Nano) für:
   - WS2812B-Datenleitung (D2, mit 330 Ohm),
   - Lüfter-PWM (D9, 25 kHz, beide Lüfter parallel).
   Firmware ist fertig; der µC hängt seriell am Pi (kurzes USB-Kabel, 
~0,5 m,
   Mini-USB).
5. Galvanische Trennung 1500 V (PoE) + EMV gemäß 
Silvertel-Applikationsschaltung.

== Konkrete Hardware ==
- LED: WS2812B-Segment, ca. 23,5 cm (~14 Pixel bei 60 LED/m), 5 V, IP30.
  Stromaufnahme also gering -> der 12V->5V-Wandler darf klein ausfallen
  (ich verbaue ihn bewusst etwas größer als Reserve).
- Lüfter: 2x Noctua NF-A4x10 PWM (12 V, 4-Pin).
- PoE-Quelle: 802.3bt PoE++ (an jedem Raum vorhanden), 90 W / Typ 4.
- Verbindung Pi <-> Arduino: kurzes USB-Kabel, ca. 0,5 m (USB-A auf 
Mini-USB).
- Datenblatt PD-Modul: https://silvertel.com/ag59800/

== Stückzahl ==
1 Stück (Muster/Prototyp).

== Was ich liefere ==
Blockschaltbild (im Anhang), Foto des laufenden Testaufbaus, 
Datenblatt-Links, die
fertige Firmware und einen lauffähigen Testaufbau mit Fertigmodulen 
(PoE-Splitter +
Buck) zum Abgleich.

== Was ich suche ==
Layout + Bestückung des Musters — und gerne vorab kritische Hinweise zum 
Konzept
(PD-Beschaltung, Magnetics, Isolations-Layout).

Standort: Raum Mönchengladbach, Versand innerhalb DE möglich. Budget 
nach Absprache
(faire Aufwandsentschädigung). Über Rückmeldungen, Angebote oder 
Bedenken freue ich
mich.

Danke und viele Grüße
Tschäggy

[Nemopuk (nemopuk)]

Ein ehrlich ernst gemeinter Ratschlag: tue es nicht!

Dein technischer Overkill wird niemandem gefallen, außer vielleicht dir. 
Deswegen hänge dir lieber etwas in die eigene Bude.

[Gerd E. (robberknight)]

Ein ganzer Raspi 5 mit Lüfter nur um einen Raum-Namen und Status 
anzuzeigen?

Das halte ich für ziemlich übertrieben.

Außerdem: diese Monitore sind nicht für 24x7-Betrieb gedacht. Die halten 
das vielleicht nen Jahr oder 2 durch, dann ist die 
Hintergrundbeleuchtung ausgebrannt und sie werden dunkel.

Selbst bei professionelleren Monitoren ist das nicht ohne das für langen 
Dauerbetrieb haltbar genug zu machen. Hat man z.B. schön beim 
BER-Flughafen gesehen. Noch bevor der eröffnen konnte, musste ein 
Großteil der Anzeigetafeln etc. wieder getauscht werden weil sie bereits 
am Ende ihrer Lebensdauer angekommen waren.

Vorschlag: schau Dich mal nach E-Ink-Bilderrahmen um. Da gibt es Modelle 
denen man per WLAN neuen Inhalt aufspielen kann und den zeigen die dann 
permanent an. E-Ink ist ziemlich haltbar bei statischem Content, nur das 
Ändern des Inhalts nutzt die ein ganz wenig ab.

Da Du ja Kabel zu jedem Raum hast, kannst Du die Stromversorgung der 
E-Ink-Bilderrahmen darüber machen. Kein PoE oder Ethernet nötig, einfach 
z.B. 24V DC auf die Adern legen und an jedem Bilderrahmen einen lokalen 
Step-Down-Wandler auf z.B. 5V USB-C zur dauerhaften Stromversorgung.

[Hans G. (hansg)]

Sorry, aber das ist die ganz große Kanone um auf eine Fliege zu 
schiessen.
Totales Overengineering, viel zu teuer, kurzlebig und anfällig, 
(Lüfter!).
Wie bereits vorgeschlagen, E-Paper als Display, Raspberry PICO um alles 
zu steuern.
Dann hast Du schon mal einen Bruchteil der Leistungsaufnahme und kannst 
das passiv kühlen.
Ein Arduino nur um LEDs anzusteuern ???
Damit ist weder ein Raspi5 noch ein PICO überfordert.
Ich denke die AWO könnte mit dem gesparten Geld vernünftigeres anfangen.
Erstes Projekt, an dem dich austoben willst ?

[Reiner G. (tschaeggywasa)]

Danke für die Einwände — die teile ich teilweise, ein paar Punkte zur 
Einordnung:

Kurz zum Hintergrund: Wir lösen damit ein bereits bestehendes System in 
30 Räumen ab
— es ist also kein Bastel-/Erstprojekt, sondern produktiver Ersatz im 
laufenden Betrieb.

Es ist auch kein statisches Namensschild, sondern ein interaktives 
Touch-Terminal:
Raumbuchung und Check-in per Touch, ~40 Sprachen, Live-Anbindung an 
Exchange/M365,
15-Tage-Agenda. Das leistet E-Ink (Refresh/Touch/Farbe) leider nicht — 
für ein
reines Frei/Belegt-Schild wäre E-Ink aber tatsächlich die bessere Wahl, 
da habt ihr recht.

Zur Lebensdauer: Die Displays laufen nicht 24/7. Ein Daemon schaltet sie 
außerhalb
der Geschäftszeiten ab und dimmt im Leerlauf — die Backlight-Stunden 
sind also
überschaubar. Panels mit längerer Nennlebensdauer schaue ich mir 
zusätzlich an.

PoE ist nicht zusätzlicher Aufwand, sondern vorhanden: an jedem Raum 
liegt 802.3bt
an, ich nutze nur die bestehende Infrastruktur.

Der Arduino macht nicht „nur LEDs": er fährt den Lüfter mit einem vom OS 
unabhängigen
Hardware-Watchdog (Fail-Safe). Den Pi-Typ (ggf. kleiner/passiv gekühlt) 
prüfe ich aber
nochmal — der Hinweis zum Lüfter als Schwachpunkt ist berechtigt.

Trotzdem danke, die Punkte zu Display-Lebensdauer und Kühlung nehme ich 
mit.

[Harald K. (kirnbichler)]

Eine Designfrage sollte auch erwähnt werden: Zwar ist ein Wasserbüffel 
sicherlich ein interessantes Tier, das aber als Hintergrund für darauf 
eingebelendeten Text zu verwenden, ist eine ausgesprochen schlechte 
Idee, weil das die Lesbarkeit des Textes drastisch reduziert.

Es gibt, auch bei Organisationen wie der AWO, Menschen, die nicht mehr 
die perfekten Augen haben, und es gibt auch Menschen, die generell 
Schwierigkeiten mit dem Erfassen von Textinformationen haben.

Auch diese zweireihige Anzeige von Nationalflaggen zur Sprachauswahl ist 
da eine sehr ungünstige Lösung. Das ist Wimmelbild, keine klare 
Darstellung von Informationen.

Lass' Dich von einem Kommunikationsdesigner beraten, wie man so etwas 
macht - Du hast da in Deinem Aufmacherbild quasi den kompletten 
Gegenentwurf von klar, übersichtlich und lesbar dargestellt.

--

Abgesehen davon: Ein Rpi 5 ist für die Aufgabe dennoch gnadenloser 
Overkill. Gerade in Anbetracht der durch die KI-Scheiße komplett aus dem 
Rahmen gefallenen Preise sollte man hier berücksichtigen.

Gerade eine Organisation wie die AWO sollte nicht Unsummen von Geld in 
ein fehldimensioniertes Raumbelegungssystem stecken.

[F. (radarange)]

Die Sinnhaftigkeit deines Projekts musst du wissen. Aber bitte antworte 
doch eigenständig und lasse nicht irgendwelche KIs deine banalen 
Antworten bauen.

Da kann fast alles weg.
1) Der Raspberry Pi 5 sollte durch einen günstigeren und besser 
erhältlichen ersetzt werden, z.B. den Raspberry Pi 3. Der reicht auch, 
großartig was machen muss er ja nicht. Der Raspberry Pi 3 wird aber bei 
weitem nicht so warm, es reicht passive Kühlung.
2) Dadurch fällt dann auch die Notwendigkeit der Lüfter weg. Günstiger, 
wartungsärmer, leiser, einfacher.
3) Die WS2812-LEDs lassen sich auch direkt vom Raspberry Pi steuern. Die 
Pegel sind da zugegebenermaßen etwas grenzwertig, zu funktionieren 
scheint es üblicherweise aber trotzdem. Falls doch nicht, schaltet man 
eine LED dazwischen, die über eine Diode an 5V versorgt wird und so als 
Pegelwandler dient.
4) Ohne Lüfter und mit vom Raspi gesteuerten LEDs entfällt der Arduino. 
Falls man den aus welchem Grund auch immer doch behalten will, wird der 
natürlich nicht über USB angeschlossen, sondern direkt über den UART am 
Raspberry Pi, das spart Bauteile. Aber wie gesagt, der kann weg.

Was bleibt: POE. Wahrscheinlich gibt's da aber bereits entsprechend 
fertige Hardware. Am Geld scheint's ja nicht zu mangeln.
Die LEDs lassen sich übrigens vom Raspberry Pi bzw. von dessen 
5V-Spannungsversorgung versorgen. Da willst nur 14 LEDs, keine langen 
Streifen auf voller Helligkeit. Die Helligkeit soll dezent sein und auch 
bei der Bedienung nicht stören, daher wirst du keinen wahnsinnig hohen 
Strom brauchen. Die Stromaufnahme des Streifens wird selbst unter 
ungünstigen Bedingungen dem entsprechen, was der Raspi auch einem 
USB-Gerät zur Verfügung stellen kann. Passt also.
Von einer eigenen Platine würde ich dir abraten. Die LEDs lassen sich in 
einem 3d-gedruckten Träger anordnen, der auch die anderen Komponenten 
fixiert. Da du die Platine auch nicht entwerfen und ebenfalls nicht 
bestücken kannst, erwartest du hier zum Freundschaftspreis ganz 
erhebliche Arbeitsleistung. Das zu erhalten wird schwierig und außerdem 
brauchst du es ja auch überhaupt nicht, sofern du Komponenten geschickt 
auswählst.

[Andreas M. (amesser)]

Schau Dir mal den Arduino Uno Q an. Dort findest du bereits auf einer 
Platine von der Größe eines Arduino Uno kombiniert:

- einen recht leistungsfähigen SoC der (dort ebenfalls Linux ausführt), 
du könntest Deinen vorhanden Code dorthin umziehen,
- einen weiteren leistungsfähigen ARM Mikrocontroller für die I/Os (wird 
wie ein "normaler" Arduino programmiert hat aber viel mehr Power)
- Display kannst du per USB-C oder MIPI-DSI anstecken
- (Wifi & Bluetooth hat das Ding auch)

Das einzige was da noch fehlt wäre der PoE Ethernet Adapter.

Das Board gibts als 2 oder 4 GB RAM Variante.

[Gerd E. (robberknight)]

Reiner G. schrieb:
> Raumbuchung und Check-in per Touch, ~40 Sprachen, Live-Anbindung an
> Exchange/M365,
> 15-Tage-Agenda.

Wie sieht es mit der Sicherheit aus?

Ich vermute Du willst von den Raspis direkt auf die APIs von Microsoft 
für das Exchange Online zugreifen. Die Raspis haben aber nur SD-Karten 
als Speicher. Mit 2-3 Handgriffen kommst Du an die SD-Karte und kopierst 
sie. Dann hast Du das Zugriffstoken für die API.

Also was für Rechte im Detail sind für diese Zugriffstokens vergeben? Da 
solltest Du aufpassen das so weit wie irgend möglich einzuschränken. Für 
jeden Raum ein eigenes Token, Zugriff ausschließlich auf diese eine 
Ressource etc.

Dann noch zur Bedienung:

Stell Dir vor Du willst das Ding benutzen um einen freien Raum nächste 
Woche Dienstag zu finden. Soll man dann von Raum zu Raum laufen um einen 
passenden zu finden? Einen Überblick über alle 30 Räume auf dem kleinen 
Fummeltouchscreen erscheint mir auch nicht brauchbar bedienbar.

Ich würde mir daher überlegen lieber 2 oder 3 Kiosk-artige Terminals an 
strategischen Stellen im Haus aufzustellen. Auf denen kann man dann 
bequem mit großem Monitor und so weiter das ganze Thema Buchung 
abdecken. Die Dinger an den Räumen selbst können dann wieder "dumm" 
werden und E-Ink reicht aus. Solche Kiosk-Terminals gibt es von vielen 
Anbietern als fertige Komplettlösung.

[Nemopuk (nemopuk)]

Reiner G. schrieb:
> == Stückzahl ==
> 1 Stück (Muster/Prototyp).

Reiner G. schrieb:
> Kurz zum Hintergrund: Wir lösen damit ein bereits bestehendes System in
> 30 Räumen ab

Das passt nicht zusammen.

Gerd E. schrieb:
> Solche Kiosk-Terminals gibt es von vielen
> Anbietern als fertige Komplettlösung.

Guter Vorschlag. Man kann auch ganz normale Tablets benutzen, wenn 
Sicherheit nicht ganz so wichtig ist.

[Harald K. (kirnbichler)]

Nemopuk schrieb:
> Guter Vorschlag. Man kann auch ganz normale Tablets benutzen, wenn
> Sicherheit nicht ganz so wichtig ist.

Und wenn Sicherheit doch wichtig ist, lässt man auf den Tablets einen 
Webbrowser laufen, der mit einem Webserver redet, und nur der Webserver 
macht sicherheitsrelevanten Krempel.

Vorteil: Softwareänderungen erfolgen nur auf dem Webserver, die 
Tablets/PanelPCs/Wasauchimmer brauchen nur einen Webbrowser.

[Nemopuk (nemopuk)]

Harald K. schrieb:
> lässt man auf den Tablets einen Webbrowser laufen, der mit einem
> Webserver redet, und nur der Webserver macht sicherheitsrelevanten
> Krempel.

Das würde auf jeden Fall machen.

Harald K. schrieb:
> Vorteil: Softwareänderungen erfolgen nur auf dem Webserver, die
> Tablets/PanelPCs/Wasauchimmer brauchen nur einen Webbrowser.

Genau deswegen.

Guter Tipp!

[Reiner G. (tschaeggywasa)]

Moin,

es ist genau so wie einige schreiben. Die Daten liegen auf einem 
Webserver und dieser kommuniziert mit dem GraphClient. Es werden keine 
M365 Zugangsdaten auf dem Panel gespeichert. Die Panels rufen ihre Daten 
aus einer Datenbank ab.

Zudem kann sich ein panel nur einmal am System anmelden. 
Registrierungscode und UID (balena) des Geräts. Und der Webserver lässt 
nur Datenverkehr von der festen IP des Standorts zu.

[Harald K. (kirnbichler)]

Reiner G. schrieb:
> es ist genau so wie einige schreiben. Die Daten liegen auf einem
> Webserver und dieser kommuniziert mit dem GraphClient.

Dann ist es kein Webserver, sondern wieder irgendwas anderes, denn Du 
musst auf den Geräten einen "GraphClient" betreiben.

[Reiner G. (tschaeggywasa)]

Harald K. schrieb:
> Reiner G. schrieb:
>> es ist genau so wie einige schreiben. Die Daten liegen auf einem
>> Webserver und dieser kommuniziert mit dem GraphClient.
>
> Dann ist es kein Webserver, sondern wieder irgendwas anderes, denn Du
> musst auf den Geräten einen "GraphClient" betreiben.

Glaube mir ich kenne meine Programmierung. Auf den Panels gibt es keine 
GraphClient Zugriffe. Sie holen sich die Daten von der Datenbank. Die 
Panels laufen im KioskMode.

[Harald K. (kirnbichler)]

Reiner G. schrieb:
> Glaube mir ich kenne meine Programmierung.

Das bestreite ich nicht ... nur

> Auf den Panels gibt es keine
> GraphClient Zugriffe. Sie holen sich die Daten von der Datenbank. Die
> Panels laufen im KioskMode.

Dann ist da kein Webserver, wenn sich die Panels "die Daten von der 
Datenbank holen". Wäre da einer, liefe auf den Panels nur ein 
Webbrowser, und der stellt nur das da, was der Webserver liefert. Und 
der wiederum würde auf die Datenbank zugreifen.


Entweder formulierst Du sehr verquer, oder Dir ist das Konzept dessen, 
was ein Webserver ist, unvertraut.

[Heinz R. (heijz)]

muss auch die ganze Zeit an ein Android Tablett mit z.B. Fully Kiosk 
Browser denken - läuft bei mir seit Jahren Problemlos

E gibt aber auch professionellere Läsungen

Allen gemein ist heutzutage aber das der "Content" auf dem Server 
generiert wird

[Harald K. (kirnbichler)]

Dieser Thread hat mit Platinen irgendwie überhaupt nichts mehr zu tun, 
und passt daher viel besser zu PC-Hard-&-Software.

[R ichard K. (kollomann)]

Ich kann den Wunsch nach einer eigenen Platine schon nachvollziehen. 
Wenn am Ende mehrere Einzelmodule, Adapter und Kabel im Gehäuse 
verschwinden, wird die Fehlersuche irgendwann mühsam.
Eine saubere Platine kostet am Anfang mehr Zeit, sieht dafür später 
deutlich aufgeräumter aus.