Hacker desarrolla un mod para alimentar una Mac mini M1 por Ethernet en lugar de electricidad

 (inferse.com)
6 puntos por GN⁺ 2023-08-03 | 1 comentarios | Compartir por WhatsApp
  • Una Mac mini M1 modificada para funcionar con el protocolo Power over Ethernet (PoE), lo que permite alimentarla solo con un cable Ethernet en lugar del adaptador de CA tradicional
  • Para la modificación, se desoldó el puerto Ethernet de la Mac mini M1 y luego se alteró para admitir la entrega de energía
  • Se usaron un conector magjack, algunos componentes y un módulo comercial para comunicarse con un switch PoE y convertir la energía a 12V
  • No se desactivó la alimentación mediante el adaptador de CA, por lo que PoE podría usarse como fuente de energía auxiliar
  • La eficiencia energética de Apple Silicon ofrece condiciones adecuadas para probar PoE, y llama la atención la posibilidad de ampliarlo a otros modelos de Mac

Antecedentes de la modificación

  • Apple aplica restricciones de software estrictas para impedir cambios en la forma en que funciona su hardware
  • Un ingeniero de sistemas y hacker de hardware asumió personalmente el reto de modificar una Mac mini M1 para que funcionara con el protocolo PoE

Proceso de modificación

  • Después de desoldar el puerto Ethernet de la Mac mini M1, modificó el equipo compacto para que admitiera entrega de energía
  • Se requieren los componentes necesarios para la modificación y un conector magjack
    • Se utilizó un módulo comercial (off-the-shelf module) para que los componentes se comunicaran con el switch PoE
    • La alimentación se convierte a 12V
  • Planea publicar por escrito todo el proceso de modificación y después también producir un video
    • El proyecto recibió una respuesta 7 veces mayor de lo esperado

Redundancia de energía y limitaciones

  • Es posible que existan algunas limitaciones en el funcionamiento por PoE de la Mac mini M1 (según menciona AppleInsider)
  • Por esa razón, no se desactivó la alimentación mediante el adaptador de CA convencional
    • Es decir, se espera que PoE se use como energía auxiliar

Consumo eléctrico y capacidad de PoE

  • Gracias a la eficiencia energética de Apple Silicon, la Mac mini M1 es ideal para probar PoE
    • En reposo consume solo 6W
    • Bajo carga, el consumo sube hasta 40W
  • Se confirmó que la capacidad máxima de Power over Ethernet es de 15.4W en distintos voltajes, un detalle que no se mencionó cuando se publicó en Twitter

Perspectivas a futuro

  • Está previsto que más adelante se publiquen detalles adicionales sobre el proceso de modificación
  • También será posible comprobar los límites de PoE y si otros modelos de Mac con puerto Ethernet pueden admitir la misma modificación

Lecturas relacionadas

1 comentarios

 
GN⁺ 2023-08-03
Opiniones de Hacker News

  • Como parece que el sitio casi se cayó por el tráfico de HN, dejo el enlace en caché del artículo
    https://web.archive.org/web/20230801195510/https://www.infer...

  • La Mac mini M1 consume 6 W en reposo y sube hasta 40 W bajo carga; como la potencia máxima original de PoE es de 15.4 W, al final parece que habría que subir a 802.3bt (PoE++), que soporta 60 W
    Aun así, es un proyecto genial. Quería intentar modificar una Mac Mini M1 para que funcionara con USB-C PD; como usa el mismo IC PD que una MacBook, el CD3217, tal vez sea posible y, al final, quizá hasta pueda funcionar con una batería externa

    • Pequeña corrección: 802.3bt agregó 51 W (Type 3) o 71 W (Type 4). 60 W no es un nivel de potencia estándar. Algunos switches soportan hasta 95 W por puerto con PoH
    • Me da curiosidad cuál es el objetivo de hacer funcionar una Mac Mini con una batería externa. Parece menos rentable que comprar una MacBook Air sin usar la pantalla
    • Voy a intentar hacer esto con una Mac mini de sobra y un switch POE++ que entregue los 60 W completos. Parece que incluso con un splitter POE bastante común de POE Texas se podrían suministrar 60 W en la práctica
      El inyector que probablemente usaré es este: https://shop.poetexas.com/collections/splitters/products/gbt...
    • Modificar de esta forma uno de los dispositivos más cerrados que existen me parece algo inútil. Me pregunto qué tiene de bueno este proyecto. ¿Tanto molesta un cable adicional?
      Yo también tengo proyectos de “tengo que hacerlo sí o sí” que desde afuera parecen inútiles, así que pregunto porque quiero entender, no por buscarle la quinta pata al gato
    • Si PD no funciona, basta con hacer un paquete de baterías que se cargue solo por USB-PD y entregue 12 V. Parece que la fuente de alimentación interna de la Mini acepta 120/240 V y solo entrega 12 V

  • Puenteé el adaptador de CA interno de una Mac Mini M1 para alimentarla con 12 V DC, y la usé en experimentos con un robot cuadrúpedo
    Los detalles sobre el conector están aquí: https://www.ifixit.com/Answers/View/574827/What+PSU+connecto...
    Ese post menciona la Mac Mini 2018, pero el conector y el pinout funcionan bien también en la Mac Mini M1

  • En oficinas grandes, muchas veces pensé que si se convirtiera la energía de antemano y se distribuyera, podría mejorar bastante al no tener que poner un transformador en cada computadora y monitor.
    Hoy en día la iluminación nueva es toda LED, y también me pregunto por qué no se reemplaza la mayoría de los peligrosos tomacorrientes de 230 V en las casas nuevas por 12 V, dejando 230 V solo para cosas como lavavajillas, lavadoras y secadoras. Estudié electrónica algunos años, pero no sé mucho de distribución eléctrica, y creo entender por qué se usa voltaje ultraalto para reducir pérdidas en la transmisión a larga distancia.

    • Para la misma potencia, el voltaje y la corriente se pueden ajustar en cierta medida de forma inversamente proporcional, pero usar alta corriente con bajo voltaje genera problemas. Hay caída de voltaje y se necesitan conductores más gruesos.
      Por eso cosas como PoE o la alimentación fantasma de audio suelen usar 48 V en vez de voltajes más bajos.
    • Muchos teléfonos IP usan PoE.
      Ubiquiti también vendió en algún momento iluminación de oficina PoE, aunque curiosamente ahora está descontinuada https://www.bhphotovideo.com/c/product/1431160-REG/ubiquiti_...
    • Incluso en casa sigue habiendo muchos usos que requieren voltajes más altos. Para ser precisos, es potencia, pero no creo que la idea sea usar alta corriente a 12 V. Entran en esa categoría aspiradoras, secadoras de pelo y dispositivos portátiles que generan calor.
      Construir una casa principalmente con enchufes de bajo voltaje podría resultar bastante frustrante para quienes viven ahí. También me pregunto si el peligro de los 230 V hoy en día es realmente significativo. ¿Cuántos incendios o lesiones no habrían ocurrido si se usara bajo voltaje?
    • Imagino un futuro en el que todo funcione con USB-C y USB-PD. Incluso hoy, salvo cosas como refrigeradores y lavadoras en cocina y baño, la mayoría podría funcionar bien con una potencia máxima de 240 W, y en oficinas eso parece aún más plausible.
      Sería mucho más eficiente y seguro que el enfoque actual, aunque no sé qué tan realista sea.
    • En los equipos de oficina ya casi no hay “transformadores” como tal; todos usan fuentes de alimentación conmutadas. Funcionan manteniendo un voltaje objetivo mediante un búfer de salida (capacitor o inductor) y encendiendo y apagando rápidamente un interruptor.
      Si el búfer de salida está por debajo del voltaje objetivo, se cierra el interruptor para subir el voltaje; si supera el voltaje objetivo, se abre el interruptor y se usa la energía del búfer para que el voltaje baje. Este proceso ocurre de miles a millones de veces por segundo, y tanto las fuentes AC/DC modernas como las DC/DC funcionan con el mismo principio.
      El problema de este plan es la ley de Ohm. Los cables no son perfectos: tienen resistencia, y en V=IR la resistencia del cable es constante, mientras que V es el voltaje que se pierde en el cable. Para reducir la pérdida hay que bajar la corriente I y, para mantener la misma potencia, hay que subir el voltaje.
      Si desde un transformador central hasta una computadora hay dos conductores de cobre calibre 14 de 100 pies, la resistencia total es de aproximadamente 0.5 Ω. Para enviar 120 W a una computadora a 12 V se necesitan 10 A, y la pérdida de voltaje en el cable sería 10 A      0.5 Ω=5 V. Aunque entren 12 V, solo llegarían 7 V, y se estarían quemando 50 W en el cable.
      Para obtener los 12 V deseados, habría que entregar 17 V a 10 A, es decir, meter 170 W para una computadora de 120 W. También aparecería el problema de suministrar un voltaje demasiado alto a una computadora conectada con un cable de 3 pies.
      Si se sube el voltaje del cable a 120 V y se baja a 12 V en la computadora, solo hace falta que circule 1 A, la caída en el cable es de 0.5 V y la pérdida de potencia es de apenas 0.5 W. Eso es totalmente aceptable, y como de todos modos la computadora reduce el voltaje, no importa recibir 119.5 V en vez de 120 V.
      Pero entonces, al final, vuelve a hacer falta una fuente de alimentación en cada computadora. En la práctica solo se reemplazan las fuentes AC/DC que tenía cada computadora por fuentes DC/DC casi equivalentes, así que no se gana mucho. Puede haber una pequeña mejora con una conversión AC/DC centralizada, pero en la práctica probablemente no sea lo bastante grande como para preocuparse. Solo vale la pena cuando la fuente ya es DC desde el inicio, como con paneles solares en el techo.
      También se pueden usar cables más gruesos, pero para tener la misma pérdida de 0.5 W a 10 A se necesitaría un cable con resistencia de 0.005 Ω. Por ejemplo, algo del nivel de usar dos conductores 0000 AWG en paralelo.

  • El artículo tiene tantas erratas que cuesta seguir qué quiere decir. La clave es qué pasa cuando el dispositivo necesita más de 15.4 W.
    Si no se puede usar de forma estable en un entorno real, se vuelve mucho menos interesante. Además, sería más divertido si se publicara la lista completa de componentes agregados dentro del dispositivo para hacerlo posible.
    Actualización: entendí gracias a @ravetcofx, que explicó cómo entregar más potencia con PoE https://news.ycombinator.com/item?id=36962808

    • En el hilo de Twitter hay más detalles, incluida una tabla de estándares PoE.
      https://twitter.com/Merocle/status/1686093369322176512
      Si el dispositivo necesita más de 15.4 W, el voltaje bajará y probablemente el dispositivo se crashee.
    • Parece que el artículo dice “POE” y asume que el creador solo soporta el PoE inicial. En realidad, es muy probable que haya usado un adaptador PoE+ o PoE++ que soporta más potencia.

  • La fuente real a la que hace referencia el artículo parece ser este hilo de tuits: https://twitter.com/Merocle/status/1686093369322176512

  • Hace tiempo conecté por error a una Mac Mini de 2012 una conexión activa con PoE pasivo de 24 V y la quemé al instante, así que me alegra ver noticias como esta.

    • Pensé que la mayoría de los dispositivos actuales estaban aislados.

  • Merocle también es el creador de Raspberry Pi Blade.
    https://www.kickstarter.com/projects/uptimelab/compute-blade

  • Creo que PoE está seriamente subutilizado en comparación con lo que podría hacer. Hay muchos casos en los que se necesitan tanto red como energía, y si quieres una solución de un solo cable, terminas peleándote con lo inalámbrico.
    Hoy en día lo inalámbrico es bastante estable en muchas situaciones, pero todavía hay problemas de interferencia y de configuración compleja. Los sistemas de bocinas inalámbricas como Sonos parecen un caso de uso obvio para PoE que aún no se ha materializado.
    El proyecto de Ivan es excelente, y en particular impresiona la parte en la que cambia de forma estable y fluida entre AC y PoE[0].
    [0] https://twitter.com/Merocle/status/1686093369322176512

    • Si tienes cables Ethernet instalados por toda la casa o el edificio, PoE tiene sentido. Pero tomando el ejemplo de Sonos, más del 99.9% de la gente no tiene cables Ethernet por toda la casa.
      En cambio, sí tiene electricidad de enchufes normales y Wi‑Fi. Aun así, estoy a favor de instalar cableado Ethernet en todas las habitaciones, aunque probablemente solo sea viable en construcciones nuevas.

  • Esto parece simplemente ignorar la clasificación de potencia continua máxima de 150 W. La Mini puede entregar 15 W desde cada puerto Thunderbolt y otros 15 W adicionales desde los dos puertos USB.
    Incluso sin contar el consumo de la propia Mini, solo con eso ya casi se alcanza el límite de 51 W garantizado en cada extremo PoE++.