Eine Allsky-Kamera ist ein typisches „läuft halt“-Projekt – bis sie es plötzlich nicht mehr tut. In meinem Fall war es kein einzelner Defekt, sondern eine Kombination aus langen Leitungen, Spannungsabfällen und kleinen Störungen, die sich erst nach Wochen oder bei ungünstigen Wetterbedingungen bemerkbar machten.
In diesem Beitrag zeige ich, warum ich meine Stromarchitektur grundlegend überarbeitet habe: weg von „funktioniert irgendwie“, hin zu einer robusten, dokumentierten Lösung für den unbeaufsichtigten Dauerbetrieb im Außenbereich.
Ausgangslage: Funktionierend, aber nicht optimal
Meine Allsky-Kamera lief grundsätzlich stabil, trotzdem gab es immer wieder kleine Auffälligkeiten – inbesondere die USB-Anbindung meiner ZWO ASI678MC war etwas „ruckelig“ und das Clonen meines Systems von microSD auf eine externe SSD Festplatte wollte so gar nicht laufen.
Eine der Fehlermeldungen war beispielsweise:
usb X-Y: reset high-speed USB device number N using xhci-hcd
oder
usb usbX-portY: over-current change
Nichts davon war dramatisch – aber genau solche „kleinen“ Effekte sind ein Warnsignal, wenn ein System dauerhaft und unbeaufsichtigt im Außenbetrieb laufen soll.
Grundprinzip: Hohe Spannung auf Strecke, saubere Verteilung vor Ort
Der wichtigste Schritt war, die Stromarchitektur konsequent zu überdenken. Statt 12 V über lange Distanzen zu führen, setze ich jetzt auf 24 V auf der gesamten Strecke und wandle die Spannung erst direkt an der Kamera per DC/DC-Wandler auf 12 V herunter. Dadurch sinken Spannungsabfälle deutlich, Leitungsverluste werden minimiert und das System reagiert weniger empfindlich auf Lastspitzen.
Warum der Kabelquerschnitt entscheidend ist
Ein kritischer Punkt war der Kabelquerschnitt. Dünne Leitungen funktionieren auf dem Papier, geraten in der Praxis aber schnell an ihre Grenzen – besonders bei Kälte oder steigender Last. Die Umstellung auf ein 2×2,5 mm² Vollkupferkabel sorgt für stabile Spannungen, geringe Erwärmung und langfristige Betriebssicherheit. Das ist kein Luxus, sondern eine Grundvoraussetzung für einen zuverlässigen Dauerbetrieb.
EMV-Feinschliff: Ferritkerne an den richtigen Stellen
Ein weiterer Schritt war die gezielte Entstörung. Ferritkerne sitzen nun auf der 12-V-Leitung nach dem DC/DC-Wandler sowie optional auf einzelnen Verbraucher- und USB-Zweigen. Wichtig ist dabei nicht die Menge, sondern die Position: Ferrite dämpfen hochfrequente Störungen dort, wo sie entstehen oder empfindliche Komponenten treffen – nicht irgendwo auf der Leitung. Bei Gleichspannungsleitungen müssen immer Plus und Minus gemeinsam durch den Ferrit geführt werden, da nur so hochfrequente Störungen wirksam gedämpft werden. Bei USB-Kabeln gehört der Ferrit immer um das gesamte Kabel – einzelne Adern zu entstören ist weder praktikabel noch sinnvoll.
Entscheidend ist zudem die Position: Ferrite gehören nah an die Störquelle oder direkt vor empfindliche Geräte, nicht irgendwo „auf halber Strecke“. In der Regel reicht ein Ferrit pro Leitung völlig aus. Mehrfaches Bestücken bringt kaum zusätzlichen Nutzen und ist erst dann sinnvoll, wenn später gezielt Feinschliff betrieben wird.
Saubere Spannungsverteilung statt USB-Stromversorgung
Die 12-V-Verteilung übernimmt der DC-Hub von DeepSkyDad. Der Raspberry Pi wird bewusst nicht mehr über USB mit Strom versorgt, sondern direkt über eine stabile 5-V- und 12V-Quelle. USB dient damit ausschließlich der Datenübertragung. Diese Trennung reduziert Störungen erheblich und ist eine der effektivsten Maßnahmen gegen unerklärliche USB-Resets.
Heizung als eigener Stromkreis
Die Tau- und Frostheizung der Allsky-Kamera hängt in einem eigenen 12-V-Zweig und wird temperaturgeregelt betrieben. Dadurch entstehen zwar kurzzeitige Lastwechsel, diese beeinflussen aber weder Kamera noch Raspberry Pi. Die Heizleistung liegt bei etwa 8 W und ist damit gut kontrollierbar und sauber vom restlichen System entkoppelt.
Warum ein aktiv versorgter USB-Hub entscheidend ist
Ein zentraler Punkt der Optimierung war der Einsatz eines aktiv versorgten USB-Hubs. Kamera und SSD gehören zu den USB-Geräten mit der höchsten Stromaufnahme und reagieren besonders empfindlich auf Spannungsschwankungen. Wird der Hub nur über den Raspberry Pi gespeist, addieren sich Lastspitzen, Leitungsverluste und USB-Instabilitäten. Durch die separate 12-V-Versorgung des USB-Hubs ist sichergestellt, dass alle angeschlossenen Geräte jederzeit ausreichend und stabil mit Strom versorgt werden. USB übernimmt damit ausschließlich die Datenübertragung – eine klare Trennung, die sich unmittelbar in einem zuverlässigeren und reproduzierbaren Betrieb bemerkbar macht. Angeschlossen wird der Hub per DC-Kabel direkt an den DC-Hub von DeepSkyDad.
Ergebnis: Mehr Ruhe, mehr Reserve, weniger Überraschungen
Die optimierte Verkabelung hat keine neue Funktion gebracht, aber genau das Gegenteil: Sie hat Probleme entfernt, bevor sie sichtbar werden. Das System läuft stabiler, Spannungen bleiben auch unter Last konstant und USB-Geräte verhalten sich unauffällig. Für eine Allsky-Kamera, die jede Nacht zuverlässig arbeiten soll, ist genau das der entscheidende Qualitätsgewinn.
Schema
Alle Änderungen sind dokumentiert, inklusive Verdrahtungsschema und Strompfaden. Das erleichtert Wartung, Fehlersuche und spätere Erweiterungen erheblich. Und so sieht es aktuell aus: