Raspberry Pi en rack : monter un cluster propre de 4 à 12 Pi

Pourquoi passer ses Raspberry Pi en rack ?

Un Raspberry Pi rack évite la pile de boîtiers posée sur une étagère, avec ses câbles USB-C qui pendent et ses cartes microSD inaccessibles. Une fois les cartes vissées dans un kit au format baie, chaque Pi a sa place, son câble réseau court et son alimentation repérée. Le cluster se déplace d'un bloc et se dépanne sans tout débrancher.

Les kits Racknex pour Raspberry Pi acceptent les Pi 2, 3, 4 et 5. Ils existent en largeur 19″ pour les baies de serveurs et en 10″ pour les petites baies de bureau ou de home lab. Le choix se fait d'abord sur le nombre de cartes, puis sur la hauteur disponible.

Kit 19″ pour 4 Pi ou pour 12 Pi : lequel choisir ?

Pour un petit cluster ou quelques services (DNS filtrant, domotique, supervision), un kit 19″ pour 4 Pi suffit. Il existe en 1U (UM-SBC-204, UM-SBC-209), en 1,33U (UM-SBC-202, UM-SBC-203, UM-SBC-213, UM-SBC-215) et en 2U (UM-SBC-212). Les cartes sont posées à plat, côte à côte, ce qui laisse de la place en façade pour des keystones.

Au-delà de quatre cartes, les kits pour 12 Pi changent de logique : les cartes sont montées à la verticale dans des slots, comme des lames. Le UM-SBC-207 et le UM-SBC-214 font 2U, le UM-SBC-211 fait 3U. À hauteur égale, vous multipliez la densité par trois par rapport à un montage à plat.

Un kit 1,33U ne tombe pas sur un U entier. Pour garder une baie sans trou, ajoutez un panneau de baie de 0,66U (plein, ventilé ou passe-câbles) : l'ensemble occupe alors 2U.

Kits 10″ : 2 ou 5 Raspberry Pi

Une baie 10″ (254 mm de façade) tient sur un bureau ou dans un placard. Le UM-SBC-306 accueille 2 Pi en 1U, le UM-SBC-308 en accueille 5 en 2U. C'est le format logique d'un home lab qui associe un petit switch 10″, un panneau de brassage et le cluster de Pi dans quelques U.

Si vous hésitez entre les deux largeurs, le guide sur les baies 10″ et 19″ détaille les critères de profondeur, de densité et d'évolutivité.

Quels inserts mettre dans les slots ?

Sur les kits à slots, chaque emplacement reçoit un insert. Vous n'êtes donc pas obligé de remplir les 12 positions avec des Pi : un slot peut porter un écran, un port réseau ou rester fermé. Les inserts proposés :

• Raspberry Pi (support de carte) ;
• cache plein, pour fermer un slot vide et garder un flux d'air propre ;
• cache ajouré, pour laisser passer l’air ;
• coupleur keystone, pour ramener un RJ45 ou un autre connecteur en façade ;
• écran LCD 3,5″ ou 1,3″, pratique pour afficher l’IP ou la charge d’un nœud ;
• embase IEC C14, pour une arrivée secteur en façade ;
• lecteur microSD ;
• carte Arduino UNO ou Leonardo, et carte Nucleo 144.

Alimentation : PoE ou USB-C ?

Deux approches coexistent. La première alimente chaque Pi par son port USB-C, avec un chargeur multiport ou une alimentation dédiée. Elle est simple, mais ajoute un câble par carte et un bloc secteur dans la baie. Vérifiez que l'alimentation fournit le courant attendu par votre modèle de Pi, le Pi 5 étant plus exigeant que ses prédécesseurs.

La seconde passe par le PoE : un HAT PoE sur chaque Pi et un switch PoE dans la baie. Un seul câble RJ45 transporte données et alimentation, ce qui allège nettement le câblage d'un cluster de 12 nœuds. En contrepartie, le HAT occupe de la hauteur au-dessus de la carte et chauffe un peu. Contrôlez la compatibilité du HAT avec votre modèle de Pi et le budget PoE total de votre switch avant de commander.

Refroidir un cluster de Raspberry Pi en baie

Un Pi 4 ou 5 qui travaille en continu (compilation, k3s, bases de données) finit par réduire sa fréquence s'il chauffe. En baie, l'air circule de l'avant vers l'arrière : laissez les caches ajourés sur les slots inutilisés si le kit doit respirer, et des caches pleins si vous voulez forcer l'air à traverser les cartes.

Certains kits acceptent en option des ventilateurs de 40 × 40 mm (Noctua NF-A4x20 5V ou Sunon) ou de 60 × 60 mm (Noctua NF-A6x25 5V) avec leur support. Les modèles 5V peuvent être alimentés depuis le GPIO ou un connecteur USB, selon votre montage. Ajoutez un dissipateur sur chaque SoC et surveillez la température depuis le système avant de conclure qu'un ventilateur est nécessaire.

Accès microSD et maintenance

Sur un cluster, la carte microSD est la pièce qui lâche le plus souvent. Prévoyez l'accès : un insert lecteur microSD en façade permet de flasher ou de récupérer une carte sans sortir le kit. Si vos Pi démarrent sur SSD USB ou NVMe (Pi 5 avec carte d'extension), gardez quand même une carte de secours à portée.

Repérez chaque slot (nom d'hôte, adresse IP) sur la façade et dans votre documentation. Un nœud qui ne répond plus se retrouve en quelques secondes.

Cas pratique : un cluster k3s de 12 nœuds en 2U

Configuration type : un kit UM-SBC-207 en 2U avec 12 Pi, un switch Gigabit PoE de 16 ports en 1U juste au-dessus, et un panneau de brassage pour les liaisons vers le reste du réseau. Trois Pi servent de nœuds de contrôle k3s, neuf de nœuds de travail. Chaque Pi reçoit un cordon RJ45 de 0,5 m, ce qui suffit entre deux U voisins et évite les boucles.

Ce montage tient en 4U, se transporte d'un bloc et se documente facilement. Pour un usage professionnel ou une série de kits identiques, demandez un devis : la remise atteint 5 % dès 25 pièces et 10 % dès 50.