Sådan laver du en simpel PoE-drevet skærm til elektronisk dart uden at overbelaste kredsløbet

Forestil dig dette: Du står klar til en intens dartkamp, mobiltelefonen er åben som stopur, og et virvar af USB-kabler snor sig ud over gulvet fra en alt for lille strømforsyning, der kæmper for at holde både skærm og styreboks i live. Før piletavlen overhovedet når at få den første bullseye, tikker der allerede undervoltage-advarsler ind på din Raspberry Pi. Lyder det bekendt? Så er det tid til at gøre dit dart-setup lige så præcist som dit kast.

I denne artikel viser vi dig, trin for trin, hvordan du bygger en kompakt, PoE-drevet skærmløsning til elektronisk dart – helt uden at overbelaste kredsløbet eller drukne i kabler. Med Power over Ethernet trækker du både netværk og strøm gennem det samme Cat6-kabel, men kun hvis du kender standarderne, effektbudgettet og de små faldgruber, der kan få selv erfarne gør-det-selv-entusiaster til at rive sig i håret.

Læs videre og lær:

• Hvilken PoE-klasse der passer til dit effektforbrug, og hvordan du regner den helt rigtigt ind med sikkerhedsmargin.
• Hvilke komponenter – fra skærm til DC-DC-konverter – der giver mest bang for the buck uden at brænde budgettet (eller printpladen) af.
• Hvordan du kabler, monterer og tester dit setup, så hver eneste watt udnyttes optimalt og stabilt.

Spids pilene, rul netværkskablet ud, og lad os bygge den skærm, dine dartkampe har fortjent!

Forstå PoE og effektbudget

I elektronikprojekter til dart er én af de største faldgruber at undervurdere, hvor meget strøm der rent faktisk står til rådighed over PoE-forbindelsen. Nedenfor får du et hurtigt, men dybdegående, crash-course i standarderne og de regnestykker, der skal være styr på, før du sætter stikket i.

1. Hvad siger standarderne?

• IEEE 802.3af (PoE) – Op til 15,4 W leveret fra porten (PSE). Efter kabeltab er der typisk 12,95 W til rådighed i den anden ende (PD).
• IEEE 802.3at type 2 (PoE+) – Hæver loftet til 30 W ved porten, ~25,5 W hos modtageren.
• (802.3bt type 3/4 findes også med 60-90 W, men de fleste hobby-switche og HATs er stadig kun af/at, så vi holder fokus dér).

Begreberne:

• PSE (Power Sourcing Equipment) = din PoE-switch eller injector.
• PD (Powered Device) = Raspberry Pi med PoE-HAT, PoE-splitter eller anden enhed, der spiser strømmen.

I praksis betyder det, at der løber ~48 V DC i Ethernet-kablet. I din ende konverterer en PoE-HAT eller PoE-splitter spændingen til de 5-12 V, som Pi’en og skærmen har brug for.

2. Regn på effektbudgettet – Trin for trin

Komponent	Strøm (A)	Spænding (V)	Effekt P (W)
Samlet POUT			~13,2 W (peak)
Pi 4 (idle / peak)	1,0 / 1,4	5,1	5,1 / 7,1
10” IPS-skærm (60 % lys)	0,9	5,1	4,6
USB-kamera / LED-ring	0,3	5,1	1,5

Konverteren i PoE-HAT’en er dog ikke 100 % effektiv. Typisk virkningsgrad (η) ligger på 85-90 %:

P_IN = P_OUT / η → 13,2 W / 0,87 ≈ 15,2 W

Nu lægger vi 25 % sikkerhedsmargin til for inrush-strøm ved opstart samt fremtidige USB-gadgets:

P_Budget = 15,2 W × 1,25 ≈ 19 W

19 W → Vi er over 802.3af-grænsen, men ligger fint inden for 802.3at / PoE+ Class 4.

3. Poe-klasser & hvordan switchen fordeler strøm

Når PD’en forhandler med PSE’en, vælger den en klasse (0-8) som antyder maks. forbrug.

Klasse	Port-budget (W)	Typisk standard
0	0,44-12,95	802.3af
3	12,95	802.3af (max)
4	25,5	802.3at (PoE+)

Vores eksempel bør annonceres som klasse 4. Hvis du kører klasse 3, vil switchen klippe forbindelsen, når forbruget topper.

4. Tjek port- og totalbudgettet på din switch

• En billig 8-port 802.3at-switch lover måske 120 W total. Det er 15 W pr. port, hvis alle bruges.
• Laver du flere dartbaner, må du lægge de enkelte budgetter sammen og sikre, at totalen stadig holder sig under switchens PSU-kapacitet.
• Har du kun én bane, men en injector på 30 W, er regnestykket enkelt – du er sikker så længe det samlede budget < 25,5 W.

5. Quick-checkliste, før du bygger videre

1. Opmål realistisk effektforbrug for skærm + styreenhed ved både idle og peak.
2. Gang med 1,2-1,3 × for konvertertab og fremtidige opgraderinger.
3. Bekræft, at behovet passer til ønsket PoE-klasse.
4. Sørg for, at switchen eller injectoren har headroom nok på både port og total.
5. Notér værdierne – de skal bruges igen, når du dimensionerer kabler, sikringer og varmeafledning i de næste trin.

Med tallene på plads kan du roligt gå videre til valg af hardware uden at frygte, at dart-skærmen dræner hele PoE-nettet, midt i en 180’er.

Vælg de rigtige komponenter til en PoE-drevet dartskærm

Inden du hamstrer tilfældige dele til din opsætning, er det værd at lægge en komponentstrategi. En god tommelfingerregel er at starte baglæns fra effektbudgettet – hvor meget har din skærm og styreenhed reelt brug for – og så vælge hardware, der holder sig komfortabelt inden for en PoE-port på 15,4 W (802.3af, klasse 0-3) eller 25,5 W (802.3at, klasse 4).

1. Styreenhed: Pi, splitter eller microcontroller?

• Raspberry Pi 4 + PoE HAT
  Klassikeren til hobby-projekter. PoE HAT’en forsyner Pi’en direkte med 5 V / 2,5 A og giver aktiv blæser. Fordelen er enkel kabling (ét RJ45), GPIO til knapper/LED og godt Linux-økosystem. Ulempen er, at HAT’en selv sluger 2-3 W pga. DC-DC og blæser, så en Pi 4 med moderat belastning lander typisk på 6-7 W uden skærm.
• PoE-splitter → 5 V eller 12 V
  Ideelt hvis du vil bruge en Pi Zero 2 W, en Compute Module 4 IO-board eller en lille x86-mini-PC uden indbygget PoE. Vælg en splitter med 90 %+ effektivitet og konstant 2-3 A ved 5 V. Husk at 12 V kan være praktisk, hvis din skærm accepterer det direkte; så slipper du for endnu et trin.
• ESP32 + PoE-modul
  Til ren score-visning med simple grafikker er en web-renderende ESP32 nok. Effektforbruget falder til 1-2 W, hvilket betyder større termisk headroom til en lysere skærm inden for samme PoE-klasse.
• Mini-PC (Intel N100, J4125)
  Giver fuld browser-kompatibilitet og videoopdateringer >60 fps. Kræver dog typisk 10-15 W ved 12 V, så du skal op i 802.3at og bruge en effektiv 12 V-splitter. Overvej en passivt kølet model for at undgå blæserstøj ved dartskiven.

2. Skærm: Størrelse, paneltype og lysstyrke

De fleste dart-apps vises fint på 7”-13” skærme:

Størrelse	Typisk forbrug (100 % backlight)	Fordele	Ulemper
7” HDMI IPS	3-4 W	Kompakt, billig, passer i små kabinetter	Lille visningsflade, kræver tæt montage
10,1” HDMI IPS	5-6 W	God balance mellem størrelse og effekt	Kræver stærk VESA-arm
13,3” eDP/USB-C	6-9 W	Letlæst på afstand	Kan presse et 802.3af-budget når baggrundsbelysning er høj

Lysstyrke koster watt. Hvis rummet er dæmpet (typisk for bar / kælder-setup), kan du ofte reducere backlight til 60-70 % og spare 1-2 W. Vælg et panel med 300 cd/m²+ native lysstyrke, så du har rum til at skrue ned uden det bliver mørkt.

3. Kabler, beslag og mekanisk montage

• Brug Cat6 eller mindst Cat5e med hel kobberleder; CCA-kabler giver større modstand og spildvarme.
• Implementér strain relief bag skiven; faldende spænding på et 15 m kabel kan være 1 V ved 0,3 A.
• En slank VESA-arm (< 20 cm) holder skærmen lige over dartskiven, så kastelinjen er fri. Sørg for, at armen kan skjule RJ45-ledningen internt.

4. Strøm og beskyttelse

Uanset platform skal du sikre, at DC-DC-konverteren er dimensioneret til peak:

1. Skærm backlight tænder (inrush) – gange nominel strøm med 1,5.
2. CPU-burst (ved skift af score-skærm) – gange med 1,2.
3. Læg 20 % sikkerhedsmargin.

Eksempel: Pi 4 + 10” skærm → 7 W base. Inrush 1,5 × = 10,5 W. CPU-burst 1,2 × = 12,6 W. Tilføj 20 % → 15 W. Altså hele 802.3af-porten. Derfor er en sikring på 3 A / 5 V og en konverter med 95 % virkningsgrad kritisk.

Monter fladsikring (ATO eller resettable PTC) på 5 V-linjen, og giv konverteren termisk forbindelse til metallisk kabinet eller en lille køleprofil. Undgå at lukke Pi + skærmdriver ind i et lufttæt 3D-printet hus – der er varme nok allerede.

5. Poe-switch eller injector: Portbudget og klasse

Har du flere baner (f.eks. to skiver side om side), bør du vælge en switch med samlet PoE-budget ≥ 60 W. På den måde kan to klasse 4-enheder (hver 25,5 W) starte samtidig uden at trigge power policing. En billig 8-ports 802.3af-switch på 60 W er fin til én dartskive, men planlæg fremtidig udvidelse:

• Se efter per-port strømmåling i web-GUI’en; det hjælper ved fejlfinding.
• Understøtter switchen LLDP-TLV? Det giver korrekt klasseforhandling og undgår fejlagtig klasse 0 fallback.
• Har du kun én skive, kan en passiv injector også bruges, men tjek at den leverer 48 V stabilt under 0,3 A.

Har du brug for professionel sparring om kabelføring eller montering, kan en elektriker i Hillerød hjælpe med at trække netværk i væggen og sikre korrekt jord og overspændingsbeskyttelse.

Opsummering

Vælg styreenhed og skærm som et samlet økosystem: Jo kraftigere CPU → højere effekt → bedre panel og ventilation → større PoE-klasse. Test altid forbruget på bænk, og hold dig 20-30 % under portens maksimum for at undgå uventede nedlukninger midt i en 501-kamp.

Kabling, montering og sikker opsætning uden overbelastning

En stabil PoE-installation starter med rigtig kabling og fysisk montage. Her er de vigtigste trin til en dartopsætning, der hverken overbelaster porten eller går løs, når du rammer ”triple 20”.

1. Vælg den rigtige netværksledning og port

• Cat5e er nok til 802.3af/at, men har du lange stræk (>30 m) eller ønsker fremtidssikring til 2,5 GbE, så gå direkte til Cat6.
• Undgå flade ”laptop-patchkabler”. Brug solide, AWG 24-23 snoede ledere for lavere modstand.
• På switchen: allokér en port, der er klassificeret som PoE-af/at med det nødvendige watt-budget (fx 15,4 W til Pi + 8 W til skærm = 23 W ⇒ kræver PoE+).
• Etikettér porten og sæt port-power-limit i switch-softwaren, så andre enheder ikke kan ”låne” din effekt.

2. Strain relief og mekanisk montage

• Træk kablet langs væggen til bagsiden af dartskiven og aflast RJ45-stikket med kabelklemmer eller en lille kabelbakke. Et løst stik = intermitterende PoE-tab.
• Placer Raspberry Pi/ESP32 i et 3D-printet eller metal-kabinet bag skiven, men sørg for 10-15 mm fri luft rundt om konverteren til naturlig konvektion.
• Skærmen monteres typisk over eller ved siden af skiven. Brug VESA-beslag med gummibøsninger, så vibrationer fra pile ikke transmitteres til printkortene.
• Før HDMI/USB-kabler gennem et lille kabelslange for at undgå, at de hænger frit og trækker i micro-stik.

3. Fordeling af lasten: Skærm vs. Styreenhed

En Pi 4 med PoE HAT trækker ca. 4-6 W ved normal drift, mens en 10″ LCD kan tage 7-10 W på fuld lysstyrke. PoE HAT’en leverer samlet 5 V / 2,5 A (12,5 W), så:

1. Sæt max lysstyrke til 70 % i software (reducerer LCD-forbrug med 20-30 %).
2. Frakobl Pi’ens USB-porte, hvis de ikke bruges – hver port kan ellers sluge op til 500 mA.
3. Overstiger du 12,5 W, skal du i stedet bruge en 12 V PoE-splitter med separat 5 V buck-converter til Pi’en.

4. Undgå spændingsfald på lange kabler

Går dit run ud over 50 m, stiger modstanden:

• Mål faktisk spænding ved PD’en med et multimeter; falder den under 44 V, risikerer du fejlforhandling og restart-loops.
• Overvej mid-span injector tættere på skiven eller brug tykkere Cat6A (AWG 22).

5. Ventilation og termisk håndtering

• PoE-konvertere bliver varme (op til 60 °C). Skær ét eller to lufthuller i bagpladen, eller montér et stille 5 V blæserhjul, der kører via GPIO/PWM efter temperatur.
• Undgå helt tætsluttende kasser af MDF; fugt + varme = kondens og korrosion.

6. Mål, beskyt og begræns

• Sæt en in-line PoE-tester (fx NetAlly in-line eller billige USB-dongles) mellem switch og kabel: log strøm (mA) og spænding (V) mens du skifter skærmlysstyrke, så du ved hvor topperne ligger.
• Aktivér undervoltage-detektion i /boot/config på Raspberry Pi (giver blink i regnbue-ikonen ved <4,63 V), eller brug en hardware-UPS-HAT med cut-off.
• Brug Linux’ cpufreq-set -g powersave til at holde CPU-peak nede under opstart; slå først performance til, når browseren kører.
• Skulle strømmen alligevel kollapse, konfigurer switchens ”PoE-priority” så dart-skærmen genstarter før lav-prioritetsporte.

Følger du disse trin, har du en robust, ren installation, der holder sig under PoE-portens watt-loft og samtidig leverer en flot, responsiv visning af dine dartresultater – uden at dine sikringer (eller dine nerver) ryger.

Software, strømoptimering, test og fejlfinding

Når hardwaren er på plads, er resten af projektet i høj grad et spørgsmål om at holde softwaren let og energibesparende – og at bevise med målinger, at installationen rent faktisk holder sig inden for PoE-budgettet.

1. Minimal softwarestak i kiosk-mode

• Basis-OS: Raspberry Pi OS Lite eller tilsvarende minimal distro (ingen desktop-miljø).
• Kiosk-browser: Installér chromium-browser –no-sandbox eller den endnu lettere uzbl/kweb. Kør i fuldskærm til et lokalt eller cloud-hostet dart-score-webapp.
• Autostart: Opret en systemd-service (/etc/systemd/system/kiosk.service) der efter boot:[Service]User=piExecStart=/usr/bin/chromium-browser –kiosk http://localhost:8080Restart=alwaysAktiveres med systemctl enable kiosk.
• Headless administration: SSH er eneste åbne tjeneste. Aktiver mDNS (avahi-daemon), så boksen findes som dart.local.

2. Strømoptimering i praksis

• Reducer lysstyrken: For de fleste HDMI/LCD-moduler kan baggrundsbelysningen dæmpes via /sys/class/backlight/*/brightness. Et fald fra 100 % til 60 % giver typisk 25-30 % lavere forbrug.
• Nedjustér opdateringshastighed: Til en statisk scoretavle er 30 Hz ofte rigeligt. Tilføj i /boot/config.txt:hdmi_mode=87hdmi_cvt 1280 800 30
• Sluk unødvendige radios: rfkill block wifi og rfkill block bluetooth eller helt undlad firmware-pakkerne, hvis kun kablet netværk bruges.
• CPU-governor: Skift fra ondemand til powersave:echo powersave | sudo tee /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/scaling_governoreller brug raspi-config > Performance Options > CPU Profile.
• Undgå unødigt GPU-træk: I browser-flags kan hardware-acceleration deaktiveres, hvis det ikke bruges (færre spikes).

3. Test- og måleplan

Målet er at dokumentere, at den samlede last ligger under PoE-klassens maks. Outputtet fra DC-DC-konverteren bør også holdes 10-15 % under dens nominelle kapacitet for at sikre lang levetid.

1. Idle-måling
   • Tilslut en in-line PoE-tester (eks. PoE Doctor) mellem switch og enhed.
   • Log strøm (mA) og effekt (W) med den nøgne OS-boot + sort skærm.
   • Forvent 2-4 W for en Pi Zero 2 W + 7″ skærm, lidt mere for Pi 4.
2. Peak-måling
   • Kør værste-case scenarie: fuld hvid skærm, browser animation, CPU-stress (stress -c 4).
   • Notér højeste øjebliksforbrug. Læg 20 % sikkerhedsmargin – ligger tallet stadig under 12,95 W (802.3af Klasse 3), er du godt kørende.
3. Termisk overvågning
   • Over 60 °C CPU kan give throttling selv ved korrekt spænding.
   • Brug vcgencmd get_throttled; værdien skal være 0x0.
4. Langtidstest
   • Lad systemet køre i 8-12 t med normal brug; log undervoltage (0x50000 flag) og temperatur hvert minut.

4. Typiske fejlkilder & løsninger

Symptom	Sandsynlig årsag	Løsning
Røde lyn-symboler / genstart	Undervoltage (PoE-klasse for lav, for langt kabel, dårlig splitter)	– Tving switch-port til Klasse 4 (802.3at, 25,5 W) – Brug kortere Cat6-kabel eller tykkere AWG23 – Skift til high-efficiency 90 % DC-DC-konverter
Sort skærm efter nogle minutter	Overtemperatur → GPU lukker ned	Tilføj passiv køleprofil eller 5 V blæser styret af GPIO PWM
Netværksdropouts	Strain relief mangler; RJ45 trækker sig løs	Fastgør kabel med kabelbindere og trækaflastning bag skærmen
“Blinkende” skærm	For lav baggrundslysstrøm, PWM-interferens	Justér lysstyrke +10 %, eller brug DC-dæmpning i stedet for PWM

5. Afslutning

Når du har fået idle, peak og langtidstest på plads uden undervoltage eller throttling, er PoE-skærmen klar til permanent montage. Med den rette softwaretrimning ligger forbruget typisk 30-40 % under den nominelle PoE-grænse – og giver dermed masser af luft til fremtidige opgraderinger.