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published: "2026-01-23"
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# Ethernet Master Extension (without PoE)

> Ethernet Master Extension (without PoE)

Original author: tinkerforge (source: https://shop.tinkerforge.com/en/master-extensions/ethernet-master-extension-without-poe.html)

## Components

- **WIZnet W5500** x 1 ([docs](https://docs.wiznet.io/Product/Chip/Ethernet/W5500))

WIZnet parts: W5500 ([Datasheet](https://docs.wiznet.io/Product/Chip/Ethernet/W5500/datasheet?utm_source=maker&utm_medium=project&utm_campaign=w5500), [product hub](https://maker.wiznet.io/products/w5500/))

## Article

## [소개] Tinkerforge 모듈러 플랫폼과 W5500 이더넷 솔루션

### 1. 모듈러 시스템의 산업용 구현

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/835995115%5F1769936817%2Epng)

<https://shop.tinkerforge.com/en/bricks.html>

Tinkerforge는 복잡한 임베디드 시스템 설계를 규격화된 모듈로 분해하여, 개발자가 로우 레벨 회로 설계의 부담 없이 산업용 시스템을 구축할 수 있도록 돕는 모듈러 하드웨어 플랫폼을 지향합니다.

Brick 플랫폼의 역할: Tinkerforge의 완제품 라인업인 **WARP(전기차 충전기)**와 Energy Manager(스마트 그리드 솔루션) 내부에는 공통적으로 Brick 보드와 Bricklet이 핵심 컨트롤러로 탑재되어 있습니다. 즉, 이 플랫폼은 프로토타이핑 도구를 넘어 실제 양산 제품의 구동을 담당하는 **'검증된 엔진'**으로 기능합니다.

시스템 구성: 메인 연산을 담당하는 **Brick(주로 ESP32 기반)**과 특정 기능을 수행하는 **Bricklet(센서, 산업용 I/O 등)**이 7핀 케이블로 연결되는 직관적인 구조를 가집니다.

### 2. 기술적 핵심: W5500 기반 유선 백본(Backbone)

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/835995115%5F1769936772%2Epng)

Tinkerforge 시스템에서 이더넷 연결은 단순한 통신 수단 그 이상의 의미를 갖습니다. 특히 전기차 충전기나 에너지 관리자와 같이 고신뢰성이 필수적인 환경에서 Wiznet W5500은 시스템의 유선 백본 역할을 수행합니다.

Hardwired TCP/IP의 이점: 소프트웨어 스택 부하 없이 하드웨어 레벨에서 네트워크 처리를 수행합니다. 이를 통해 메인 MCU인 ESP32가 충전 제어 로직이나 전력 모니터링 데이터 처리와 같은 핵심 작업에만 리소스를 집중할 수 있는 환경을 제공합니다.

산업 환경 안정성: 고전압 및 전자기 노이즈(EMI)가 상존하는 인프라 환경에서, 소프트웨어 기반 스택보다 하드웨어 기반의 W5500이 통신 무결성 확보 및 시스템 가용성 유지에 유리합니다.

### 3. Ethernet Master Extension: PoE와 Non-PoE 비교

Tinkerforge는 W5500을 활용하여 환경에 최적화된 두 가지 타입의 네트워크 인터페이스를 제공합니다.

| **항목** | **Ethernet Master Extension** | **Ethernet Master Extension with PoE** |
| --- | --- | --- |
| 통신 칩셋 | Wiznet W5500 | Wiznet W5500 |
| 전원 공급 방식 | 별도 외부 전원 입력 필요 | Ethernet 케이블(PoE) 공급 |
| 표준 준수 | 10/100Base-TX | IEEE 802.3af (Class 0) |
| 기술적 가치 | 기본적인 고신뢰성 유선 통신 제공 | 배선 간소화 및 설치 편의성 극대화 |

특히 PoE 버전은 데이터 전송과 전원 공급을 단일 케이블로 통합함으로써, 실외 충전기 설치나 전원 확보가 어려운 공장 천장부의 센서 네트워크 구축 시 설계 복잡도를 획기적으로 낮춰줍니다.

### 4. 확장성: 사용자 어플리케이션을 위한 레퍼런스

Tinkerforge의 확장 모듈(Bricklets)의 각 모듈은 특정 산업 도메인의 문제를 해결하기 위한 **'기능 단위(Functional Unit)'**로 설계되어 있습니다.

### 주요 확장 모듈 및 어플리케이션 활용

Industrial Lineup (PLC 연동): 4-20mA 센서 인터페이스, RS485/Modbus 모듈 등은 기존 공정 장비를 이더넷망(W5500)으로 브릿지하여 **공장 설비 디지털화(Retrofit)**를 가능하게 합니다.

Environmental & Energy (상태 감시): 정밀 전력 측정(Energy Monitor), 공기 질(IAQ), 진동 센서 등은 스마트 그리드나 데이터 센터 환경 제어에 즉시 투입 가능한 레퍼런스를 제공합니다.

커스텀 서비스의 확장: 이러한 다양한 센서/모듈 레퍼런스는 위즈네트가 고객 맞춤형 솔루션을 기획할 때, "W5500 PoE + 특정 산업용 센서 + 맞춤형 펌웨어"를 결합한 통합 솔루션 패키지를 제안할 수 있는 강력한 토대가 됩니다.

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## 1. 독일의 Tinkerforge 회사 ![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/835995115%5F1769936560%2Epng)

Tinkerforge의 비즈니스는 **'범용성'**과 **'수직 계열화'**라는 두 트랙 전략을 동시에 구사합니다.

컴포넌트 판매 (Horizontal): 다양한 기능의 Brick과 Bricklet을 개별 판매하여 연구소, 대학, 기업의 R&D 팀이 맞춤형 장비를 구성할 수 있게 합니다. 이는 전형적인 플랫폼 비즈니스의 형태를 띱니다.

완제품 솔루션 (Vertical): 자사의 모듈러 부품들을 조합하여 **WARP(전기차 충전기)**나 Energy Manager 같은 완제품을 시장에 공급합니다. 이는 "우리 부품으로 실제 양산 제품까지 만들 수 있다"는 강력한 기술적 증명(Proof of Concept)이 됩니다.

오픈 소스 생태계: 회로도(KiCad)와 펌웨어를 모두 공개함으로써 하드웨어 벤더 종속성(Lock-in)을 우려하는 산업계 고객들에게 투명성과 신뢰를 제공합니다.

## 2. 핵심 제품군 (Product Groups)

Tinkerforge의 하드웨어는 철저히 분산 제어 구조를 따릅니다.

**Mobility Charger systems**

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/835995115%5F1769936610%2Epng)

**Industrial connecters**

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/835995115%5F1769936647%2Epng)

**Sensor references**

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/835995115%5F1769936729%2Epng)

| **분류** | **특징 및 주요 제품** | **비고** |
| --- | --- | --- |
| Bricks (두뇌) | 시스템의 메인 컨트롤러. ESP32 Brick, Master Brick 등. | 스택(Stack) 구조로 확장 가능 |
| Bricklets (감각/손) | 센서, 산업용 I/O, 디스플레이 등 70여 종의 기능 모듈. | 7핀 케이블로 즉시 연결 |
| Extensions (연결) | Wiznet W5500 기반 이더넷(PoE), Wi-Fi 등 통신 인터페이스. | 시스템의 네트워크 백본 역할 |
| Finished Products | WARP Wallbox(EV 충전기), Energy Manager. | 자사 모듈 기반의 실제 양산품 |

## 3. 비전 (Vision)

Tinkerforge가 지향하는 궁극적인 목표는 **"하드웨어 설계의 추상화와 규격화"**입니다.

산업용 레고(Industrial LEGO): 복잡한 임베디드 설계를 납땜과 회로 분석 없이도 '조립'만으로 완성할 수 있는 세상을 만드는 것입니다.

지속 가능한 하드웨어: 부품이 고장 나면 전체 보드를 버리는 것이 아니라, 해당 기능을 수행하는 Bricklet만 교체하면 되는 지속 가능한 인프라 구축을 지향합니다.

현실적인 IIoT(Industrial IoT): 클라우드에만 의존하는 소프트웨어 중심의 IoT가 아니라, 현장의 물리적인 센서와 장비를 가장 빠르고 견고하게 네트워크(W5500 등)에 연결하는 실행 중심의 IoT를 지향합니다.

## [Introduction] Tinkerforge Modular Platform and the W5500 Ethernet Solution

### 1) Industrial Implementation of a Modular System

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/835998868%5F1769982934%2Epng)

Tinkerforge is a modular hardware platform designed to break complex embedded system design into standardized building blocks—so developers can build industrial-grade systems without the burden of low-level circuit design.

**Brick platform in real mass-produced products:** In Tinkerforge’s finished product lineup—such as **WARP (EV charger)** and **Energy Manager (smart grid solution)**—the internal controller architecture commonly centers around **Brick boards and Bricklets**. In other words, the platform goes beyond prototyping and acts as a **“proven engine”** that drives real commercial products.

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/835998868%5F1769982976%2Epng)

**System architecture:** A **Brick** (main compute, typically ESP32-based) connects to **Bricklets** (sensors, industrial I/O, etc.) via a straightforward **7-pin cable** structure, enabling fast and intuitive system assembly.

Reference: <https://shop.tinkerforge.com/en/bricks.html>

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### 2) Technical Core: W5500-Based Wired Backbone

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/835998868%5F1769982893%2Epng)

In Tinkerforge systems, Ethernet is more than just “a communication option.” In high-reliability environments—such as EV chargers and energy management infrastructure—the **WIZnet W5500** functions as a robust **wired backbone**.

**Benefits of Hardwired TCP/IP:** Network processing is handled at the hardware level without relying on a software TCP/IP stack. This allows the main MCU (e.g., ESP32) to concentrate resources on mission-critical workloads like charging control logic and power monitoring data processing.

**Stability in industrial environments:** In infrastructure settings where high voltage and electromagnetic interference (EMI) are common, a hardware-based network approach (W5500) can be advantageous for maintaining communication integrity and overall system availability compared to software-stack-heavy designs.

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### 3) Ethernet Master Extension: PoE vs. Non-PoE

Tinkerforge provides two Ethernet interface options based on the W5500, enabling selection based on installation constraints and deployment environment.

| Item | Ethernet Master Extension | Ethernet Master Extension with PoE |
| --- | --- | --- |
| Network chipset | WIZnet W5500 | WIZnet W5500 |
| Power delivery | Requires separate external power input | Powered through Ethernet cable (PoE) |
| Standards compliance | 10/100Base-TX | IEEE 802.3af (Class 0) |
| Practical value | High-reliability wired connectivity | Simplified wiring and maximum installation convenience |

**Why PoE matters:** By combining data and power into a single cable, the PoE version dramatically reduces design and installation complexity—especially for outdoor EV charger deployments or for sensor networks mounted in hard-to-power locations (e.g., factory ceilings).

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### 4) Scalability: Reference Architecture for User Applications

![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/835998868%5F1769983011%2Epng)

Each Tinkerforge expansion module (Bricklet) is designed as a **“functional unit”** to solve real problems in specific industrial domains.

**Examples of key Bricklets and application referencesIndustrial lineup (PLC integration):** Modules such as **4–20 mA sensor interfaces** and **RS485/Modbus** Bricklets enable bridging legacy process equipment onto an Ethernet network (via W5500), supporting **factory retrofit and digital transformation**.

**Environmental & energy monitoring (condition monitoring):** Precision power measurement (Energy Monitor), air quality (IAQ), vibration sensors, etc., provide immediately deployable references for smart grid or data center environment control.

**Value for custom solution packaging:** These diverse module references can serve as a strong foundation for WIZnet solution planning—enabling integrated proposals like:
**“W5500 PoE + industrial sensor module + custom firmware”** as a complete, deployable package.

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## Company Overview: Tinkerforge (Germany)

### 1) Dual-Track Strategy: Horizontal + Vertical

<https://shop.tinkerforge.com/en/>

Tinkerforge’s business strategy effectively runs on two tracks—**universality** and **vertical integration**—at the same time.

**Component sales (Horizontal):** Bricks and Bricklets are sold individually, enabling labs, universities, and corporate R&D teams to build tailored equipment—typical of a platform business model.

**Finished solutions (Vertical):** Tinkerforge also ships finished products like **WARP** and **Energy Manager** built from its own modular components—serving as a strong proof point that “our modules can power real mass-produced products.”

**Open-source ecosystem:** By publicly releasing both hardware design files (e.g., **KiCad schematics**) and firmware, Tinkerforge provides transparency and trust for industrial customers concerned about vendor lock-in.

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### 2) Core Product Groups

Tinkerforge hardware follows a thoroughly **distributed control architecture**.

| Category | Characteristics / Key Products | Notes |
| --- | --- | --- |
| **Bricks (Brains)** | Main controllers such as ESP32 Brick, Master Brick | Expandable via stacking |
| **Bricklets (Senses / Hands)** | ~70+ functional modules: sensors, industrial I/O, displays, etc. | Quick connection via 7-pin cable |
| **Extensions (Connectivity)** | Ethernet (PoE) based on WIZnet W5500, Wi-Fi, etc. | Acts as the system network backbone |
| **Finished Products** | WARP Wallbox (EV charger), Energy Manager | Mass-produced products built on the modular platform |

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### 3) Vision

Tinkerforge ultimately aims for **“hardware design abstraction and standardization.”Industrial LEGO:** A world where complex embedded systems can be completed by assembly—without soldering, circuit debugging, or deep hardware redesign.

**Sustainable hardware:** Instead of discarding an entire board when something fails, you replace only the functional module (Bricklet), enabling more sustainable infrastructure.

**Practical IIoT (Industrial IoT):** Not a cloud-only, software-centric IoT narrative—but an execution-driven approach focused on connecting real physical sensors and equipment to a robust network (e.g., W5500) as quickly and reliably as possible.

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### Q1. What’s the difference between a Brick and a Bricklet?

A **Brick** is the main compute/controller board (often **ESP32-based**), while a **Bricklet** is a plug-in module that provides a specific function such as **sensing, industrial I/O, or interface expansion**.

### Q2. Why does the 7-pin cable architecture matter?

The 7-pin cable approach makes systems **easy to assemble, expand, and maintain**, enabling fast module additions and replacements—useful for industrial deployments where serviceability matters.

### Q3. What role does the WIZnet W5500 play in Tinkerforge systems?

The **WIZnet W5500** serves as a **reliable wired Ethernet backbone** for Tinkerforge systems—especially important in high-availability applications like EV charging and energy management.

### Q4. What are the key advantages of Hardwired TCP/IP (W5500)?

Hardwired TCP/IP offloads network processing to hardware, which **reduces software stack overhead** and allows the main MCU (e.g., ESP32) to focus on **mission-critical control and data processing**.

### Q5. Why is hardware-based TCP/IP beneficial in industrial environments?

In environments with **high voltage and EMI**, hardware offload solutions like W5500 can be advantageous for **communication integrity** and **system availability** compared to software-heavy networking approaches.

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Source: https://maker.wiznet.io/lawrence/resellers/ethernet-master-extension-without-poe-1/