Hutschienen-Netzteil für Home Assistant und Pi-hole

Ausgangssituation

Seit 2022 nutze ich nun HomeAssistant und Pihole.

Damit die beiden Dienste auch fix arbeiten, sind diese direkt neben der Fritzbox in der Treppenkammer montiert. Hierzu habe ich ein 20cm hohes und Türbreites einfaches Brett über der Tür montiert. Rechts ist eine 3-fach Steckdosenleiste, dann die FritzBox und links eine Hutschiene montiert. An der Hutschiene habe ich mit einfachen Hutschienen-Clips die weiteren Geräte montiert.

• Ein MiktoTik RouterBoard sichert meine PV gegen Zugriffe von aussen über Firewall ab, eigenes Netzteil
• Ein Raspberry Pi 4B mit 4GB ist mit einer USB-SSD für das Smarthome zuständig
• Ein aktiver USB ist für die Zigbee und Threat/Matter Kommunikation am Smarthome zuständig
• Ein Raspberry Pi Zero 2W mit ETH-USB-HUB ist für Pi-hole zuständig
• Ein 55W (2x USB-A mit 3,1A und 2x USB-C mit PD 20W) USB-Steckernetzteil versorgt den „Zoo“ mit 5V Strom

Home Assistant ist meine Smarthome-Steuerung mit inzwischen mehr als 305 Geräten und 1906 Entitäten. Hier ist alles vertreten: Meross über WLAN, ATHOM mit ESPhome über WLAN, Shelly über WLAN, Shelly über Zigbee, Sonoff mit Zigbee und Threat/Matter, Selbgebaute Sensoren, …. Alles so wie ich es möchte. 

Pi-hole ist ein DNS-Blocker, wie die Werbeblocker im Browser, nur für das gesamte Netzwerk. Wir brauchen also nichts lokal auf den geraten zu installieren. Die Fritzbox fragt dann nicht den Anbieter nach der DNS-Auflösung zur IP-Adresse, sondern den Phiole. So wird bei mir ca. 30% bis 40% des Traffic geblockt und ich bekomme nicht Werbeverseuchte Webseiten angezeigt.

Problembeschreibung

Nun meldete mein HomeAssistant in letzter Zeit häufiger eine Unterspannung. Das passiert immer dann, wenn die Spannung des Netzteils unter 4,63V sinkt und der Raspberry droht auszufallen.

Als erste Reaktion hatte ich daher für die Sonoff-Sticks einen aktiven USB-Hub besorgt und einen weiteren Anschluß am Steckernetzteil belegt. Aber das brachte keine Besserung und daher musste eine bessere dauerhaftere Lösung her.

Analysephase

Was brauche ich eigentlich? Die geräte arbeiten alle mit 5V über USB.
Der Pi 4b braucht maximal 3A (15W), der Pi Zero maximal 1A (5W), die SSD mit dem USB-Gehäuse ca. 1A (5W), die beiden Sonoff Stocks zusammen maximal 0,5A (2,5W). In Summe also 5,5A oder 27,5W im Volllast-Betrieb.
Diesen Bedarf habe ich nur dann wenn ich in ESPhome die Updates neu kompiliere, aber das habe ich ja schon auf meinen Windows PC ausgelagert. Eigentlich komme ich im laufenden betrieb mit weniger aus.
Von der Theorie her müsste das Netzteil das schaffen. 6 Monate hat es das auch getan, aber seit Juni kamen die Meldungen und zuletzt auch fast täglich.

Nach der Analyse komme ich also mit  einem 5V Netzteil und 6A (30Watt) aus. Etwas Reserve schadet nie. Meine Suche hat dann auch nur Netzteile mit 6,5A oder mit 10A in der Suche ergeben. Ich habe mich dann für ein Mean Well HDR-60-5 entschieden. Das Netzteil wird mit 230V versorgt und liefert eine (einstellbare Spannung zwischen 4,9V und 5,5V) bei maximal 6,5A (also 32,5W).

Umsetzung

Nachdem ich das Netzteil schon vor 2-3 Wochen gekauft hatte, zwang mich nun heute das alte Steckernetzteil zum Austausch, es war funktionslos geworden.

Also musste ich die USB-Kabel der Geräte alle abziehen und die Stecker der Netzteilseite abschneiden (Zange). Danach vorsichtig die Ummantelung mit einem Messer entfernen und die (ggf.) Adern von den anderen Kabelisolierungen trennen

Jedes USB-Kabel hat 4 Adern im inneren.
Fast immer in rot-schwarz-weiß-grün.

 

 

 

 

 

 

 

Die weißen und grünen benötigen wir nicht. Damit die später sich nicht doch mal berühren, schneiden wir die in unterschiedlicher Länge ab. Dann biegen wir sie an die Ummantelung und kleben Sie mit Isolierband fest.

 

Die roten uns schwarzen Kabel aller USB-Kabel kommen an einen Verbindungsblock. Da ich keine WAGO-Klemmen mehr im Hause hatte, musste diese chinesische Lösung ausreichen. 

Ich habe die Kabelenden ca. 1cm von der Ummantelung befreit (Kabelzange) und die inneren Adern verdrillt und dann in Lötfett gesteckt. Danach habe ich die verdrillten Adern mit Lötzinn stabilisiert und in den Anschlussblock gesteckt und arretiert. Das sieht dann so aus. 

Der Anschlussblock hat sozusagen rechts die Eingangsseite mit +5V (rot) und -5V (blau) und verteilt das nach links auf 3 Anschlüsse. Auch hier blau ist -5V und rot +5V.

 

 

Dann habe ich ein stärkeres Kabel für die Eingangsseite genutzt. Dieses kommt auf die rechte Seite des Anschlussblock und an die Ausgangsseite des Netzteils.

Die Kabel wurden auch abisoliert und dann mit Lötzinn behandelt und in den Anschlussblock verklemmt.

Die andere Seite zum Netzteil, habe ich dann zusätzlich noch mit Aderhülsen verstärkt, weil hier ja die Schraubklemmen des Netzteils Druck ausüben.

Auch die Spannungsversorgung mit 230V aus einem 2-adrigem (0,75mm2) Kabel habe ich mit Aderhülsen gestärkt.

So nun die Kabel vom Anschlussblock in die 5V Seite des Netzteils einführen und festschrauben (rot = +5V / schwarz = -5V). Ebenso das Stromkabel für die Steckdose auf der anderen (unteren). Nach der Einführung ins Netzteil sollte kein nackter Draht mehr sichtbar sein, damit Ihr Euch keinen Stromschlag holt.

Ich habe das ganze noch mit Gewebeklebeband aus dem KFZ-Bereich ummantelt, damit nichts einzeln am Block zieht.

 

 

So nun den Stromstecker in die Steckdose und mal mit einem Strommessgerät (Voltmeter) prüfen, welche Spannung anliegt.

Die blaue LED am Netzteil zeigt schon mal, dass 5V am Ausgang anliegen, was bedeutet das natürlich auch 110-230V am Eingang anliegen.

Mein Anschlussblock hat hier extra 2 Prüfpunkte welche ich nutze und mit dem kleinen Kreuzschlitz stelle ich mögliche genau 5V ein.

So nun geht es weg vom Tisch und in die Treppenkammer zu Einbau. Da ich ja eine Hutschiene auf dem Holzbrett habe muss ich das Netzteil nur einrasten und die Verbraucher (Raspberries) anschließen. danach dann die 230V und …..

Nochmal nachmessen und ggf Nachregeln. War aber nicht notwenig. Alles läuft, alle Dienste sind wieder da und das wars.

Fazit

Das USB-Netzteil hatte 15€ gekostet, das Mean Well Hutschienen Netzteil mit konstanter Spannung 18€. Besser ist es auf jeden Fall und man umgeht die ggf mit PD (Power Delivery) auftretenden Probleme.
Mean Well ist ein anerkannter Hersteller und bietet gute Ware zum fairen Preis.  

Ich hoffe auf Jahre des Einsatzes und keine Überraschungen.

WARNHINWEIS: Diese Anleitung bitte nur nachmachen, wenn Ihr wisst was Ihr tut, sauber arbeitet und alles vor Anschluss ans Stromnetz überprüft. Hochspannung birgt Lebensgefahr. Wenn Ihr keine Erfahrung habt, lasst Euch von einem geübten Bastler oder einem Elektriker helfen!