Im Zuge des Ausbaus des Relaisstandorts Bühl in Unterfranken (DB0NH) kam in mir der Wunsch auf, die diversen Raspberry PI’s und andere 5V Geräte wie Wetterstationsbasis und ESP-Platinen ferngesteuert Ein- und Ausschalten zu können.
Der Standort selbst ist auch ein Hamnet-Knoten mit mehreren Links und dadurch auch gut von außen erreichbar. Vor Ort gibt es diverse Raspberry PI’s als WebSDR, ADSB-Empfänger, Wettersonden-Empfänger, HamServerPI mit Telefonie usw.
Diese Geräte sollten aus der Ferne bequem und sicher ein- und ausgeschaltet werden können. Sei es ein hängendes Betriebssystem, ein fehlgeschlagenes Update oder gezielte Wartungsmaßnahmen, die ein Trennen von der Stromversorgung erforderlich machen.
Nach sehr langer Suche habe ich solch ein kommerzielles Gerät (zum bezahlbaren Preis) nicht finden können. Allenfalls im industriellen Bereich waren Geräte zu finden, die annähernd den gewünschten Verwendungszweck versprachen. Mit 4-stelligen Kosten war das jedoch unerschwinglich.
Als wir im letzten Jahr im OV anfingen mit Relaisplatinen zu experimentieren, kam mir die Idee selbst so ein Gerät zu bauen. Denn ursprünglich wurde für den Standort Altenstein DB0NU bereits eine Stromverteilung für verschiedene Spannungen aufgebaut. Diese sollte nachträglich noch mit einer Relaisplatine ergänzt werden, um alle Geräte auch schalten zu können.
Viel war für mein Vorhaben nicht notwendig. Ein Gehäuse, eine Relaisplatine und eine kraftvolle 5V Stromversorgung. Einige Kleinteile wie Kabel, Stecker, Buchsen usw. natürlich auch noch. Die Relaisplatinen gibt es für schmales Geld aus Fernost mit brauchbarer Software, die sich auch an andere Systeme, z.B. per MQTT, anbinden lässt. Die anderen Teile ließen sich sicherlich auch beschaffen, so die Idee.
Meine Wunschliste für das System sah wie folgt aus:
- Alles in einem 19 Zoll Gehäuse für den Technikschrank, 2HE
- Eine Stromversorgung für alles (48V aus der USV)
- Acht schaltbare USB-Ausgänge
- Anbindung der Relaisplatine mit Ethernet-Kabel (kein WLAN!)
- Absicherung nicht nur des Eingangs, sondern auch jedes USB-Ausgangs mit einer eigenen Sicherung
Dies ist ein Entwurf meiner Grundidee.
Gehäuse
Die Suche nach einem passenden Gehäuse gestaltete sich schwierig. Idealerweise hätte ich gerne ein Systemgehäuse gehabt, welches ich nur passend bestücken könnte, z.B. mit Keystone Buchsen. Im Keystone Format gibt es sehr viel Auswahl. Jedoch hier ein passendes Gehäuse mit mindestens 2 Höheneinheiten zu finden, war schwierig. Meistens sind diese auch sehr teuer gewesen (> 100 Euro). Als mein Funkfreund Thomas DK5TRB dann angeboten hat, mit einer CNC-Fräse ein fertiges Gehäuse passend zuschneiden zu können, war dies schon viel einfacher. Besser und schöner als selber bohren und Aussägen, hi. Und da er sogar für Altenstein schon passende Buchsenhalterungen für Gehäuse im 3D-Drucker erschaffen hat, war dies die perfekte Kombination.
Beschafft habe ich daher ein einfaches 19 Zoll Leergehäuse von Sintron. Dieses wird unter verschiedenen Namen bei diversen Händlern Angeboten in den Größen 1 bis 4 Höheneinheiten. Das 2 HE Modell kostet nur ca. 50 Euro und ist komplett aus Stahlblech, gut für die Abschirmung.
Bearbeitet hat es anschließend Thomas DK5TRB, und dort passende Einsätze aus dem 3D-Drucker eingebaut. 8 Stück für USB-A Buchsen inkl. Kontroll-LED und KFZ-Sicherungshalter. Zusätzlich eine Ethernet-Buchse mit Kabelschwanz für den Anschluss an die Relaisplatine, ein Sicherungshalter für die 12V Relaisplatine und einem Anderson Powerpole-Anschluss für die generelle Stromversorgung. Alle Buchsen wurden durch die 3D-gedruckten Einsätze in der Gehäusefront befestigt. Dies schaut nicht nur professionell aus, sondern funktioniert auch sehr gut. Während es noch Keystone-Moule für Powerpole, USB etc. gegeben hätte, gab es das für Sicherungen leider nicht. Somit war diese Variante Ideal für meinen Einsatzzweck. Vielen herzlichen Dank nochmal an Thomas DK5TRB für seine Unterstützung.
Relaisplatine
Ich benötigte mindestens 8 schaltbare Anschlüsse mit ausreichender Schaltleistung (hier 10A), und auch ein Ethernet Anschluss war mir wichtig, da mir WLAN an einem Außenstandort zu unsicher ist. Fündig wurde ich in China mit der Kincony KC868-A8 Relaisplatine. Sie gab es in verschiedenen Ausführungen mit unterschiedlichem Zubehör. Meine Variante mit Gehäuse kostete in einer der vielen Preis-Aktionen nur ca. 50 Euro. Platinen mit WLAN und ohne Ethernet bekommt man aber auch schon günstiger.
Die vorinstallierte Software hat ein Webinterface und unterstützt auch MQTT. Damit ist auch eine Einbindung in den HomeAssistant möglich.
Einen kleinen Haken gab es dennoch. Die Platine benötigt zur Stromversorgung 12V DC. Diese musste ich mir aus der Eingangsspannung 48V DC holen. Dazu habe ich mir noch einen DC-DC Wandler besorgt, welcher die 48V DC in 12V DC umwandelt. Diese gibt es in verschiedenen Varianten bei den bekannten Online-Händlern.
Netzteil 5V
Bei Meanwell findet man für fast alle Zwecke passende Netzteile. Da ich mich entschlossen habe die Umschaltbox direkt an 48V DC anzuschließen, habe ich mich für das Netzteil SD100C-5 entschieden. Es hat eine Ausgangsspannung von 5V, welche auch bei Bedarf noch über einen Trimmer justiert werden kann und bis zu 20 Ampere Strom liefert. Definitiv genug für bis zu acht Raspberry PIs. Die Eingangsspannung kann 36 bis 72 Volt DC betragen, ist also für unsere 48V Stromversorgung über eine USV. Die Arbeitstemperatur liegt zwischen -15 und +60°C und die Luftfeuchtigkeit kann bis zu 90% betragen. Ideal für unseren Outdoor-Standort.
Zusammenbau
Als ich dann alles zusammen hatte, übergab ich zuerst Thomas DK5TRB das Gehäuse. Er fräste mir die Öffnungen für die Buchsen in die Frontplatte und setzte die Buchsen mitsamt der 3D-gedrucken Halterungen ein. Dankenswerterweise hat er auch schon einiges verkabelt, sodass für mich nur noch die Restarbeiten übrigblieben.
Den Einbau der Platine und der Netzteile habe ich mir einfach gemacht. Ich bin ein Freund von schnell rein und schnell raus. Ohne Löten oder Schrauben. Ich nutze hierfür seit Jahren erfolgreich Klettbänder. Damit kann man die Geräte schnell und sicher im Gehäuse befestigen, und auch schnell wieder entfernen, falls mal ein Austausch oder eine Reparatur erforderlich ist. Da sich die Box eh nur in einem Schrank befinden wird und sich damit nicht bewegt, ist dies völlig ausreichend. Auch die Verbindungen zwischen den Geräten sind alle steckbar ausgeführt. Entweder mit XT60 Steckern oder mit Wago Klemmen. Damit Wartungsarbeiten schnell und einfach möglich und die Verbindung trotzdem zuverlässig.
Leider gab es in der Frontplatte keinen Platz mehr für eine zweite Sicherung im Stromversorgungszweig. Somit ist im Gerät selbst nur die 48V Leitung zum 48V>12V Spannungswandler extra abgesichert. Beim nächsten Mal sehe ich das auch im Gerät vor. Dafür sind in der Powerpole-Zuleitung nochmal +48V und GND mit KFZ-Sicherungen abgesichert und damit die vollständige Box.
Nachdem alle Leitungen verbunden waren, verlief der erste Test auch schon erfolgreich. Über die Weboberfläche der Relaisplatine konnten alle USB-Ausgänge erfolgreich Ein- und ausgeschaltet werden.
Mission erfolgreich!
Materialkosten: ca. 200 Euro
Hier ist das Blockschaltbild des Projekts. Es wurde größtenteils durch eine KI generiert und ich musste es noch manuell anpassen, also nicht wundern über die ein oder andere Linie 🙂
Und hier sind Bilder vom fertigen Gerät:
Ich hoffe ich konnte den ein oder anderen ermutigen es mal selbst zu versuchen. Dank viel verfügbarer Technik kann man sowas relativ fix in Modulbauweise realisieren. Trotzdem schade, dass noch kein Hersteller daran gedacht hat, so etwas mal professionell aufzulegen. Es würde sicherlich Käufer geben.