USB-Hub für Raspberry mit integriertem Ethernet-Adapter

Bei der Vorbereitung verschiedener Komponenten für den Umbau der elektronischen Last stellte sich die Frage, wie ich USB-Geräte und ein lokales Netzwerk an ein Tablet mit nur einem USB-Anschluss anschließen kann. Die einfachste Lösung ist ein USB-Hub, über den ich heute berichten möchte.


Ursprünglich wollte ich eigentlich etwas Fertiges im Gehäuse verwenden. Die Auswahl ist groß und die Preise sind durchaus vernünftig. Aber so einfach war es dann doch nicht: Nachdem ich die Bewertungen „zufriedener“ Käufer gelesen hatte, deren günstige Hubs heiß wurden, sich abschalteten oder überhaupt nicht funktionierten, sah ich mich nach teureren Modellen um, zum Beispiel von Ugreen.
Nach und nach landete ich bei der Suche in der Kategorie „10 bis 15 Dollar“. Das war mir sowohl preislich als auch vom Aufbau her zu viel, denn ein Gerät zu kaufen, nur um dessen Innenleben zu verwenden, fand ich nicht besonders reizvoll.

Ganz zufällig stieß ich bei der Suche auf einen Hub, der funktional passte und zudem als Platine ausgeführt war. Eigentlich ist er für allerlei „Raspis“ gedacht, aber da war ich schon nicht mehr aufzuhalten: bestellt, bezahlt, erhalten.
Bei der Bestellung hatte der Verkäufer irgendeinen Gutschein, dank dem ich für fast denselben Preis noch ein paar LED-Module dazubekam. Der Hub selbst kostete $9.12.
Im Prinzip hätte ich ihn auch vor Ort kaufen können, sogar ohne viel mehr zu bezahlen. Da es aber nicht dringend war, wollte ich nicht draufzahlen.


Zum Lieferumfang gehören die Platine selbst, ein Befestigungsset und ein U-förmiger microUSB-microUSB-Adapter.
Es gibt auch eine Variante mit einem microUSB-USB-Kabel im Lieferumfang. Hier ist es aber nicht dabei, und ich brauche es auch nicht.


Die Platine ist sehr klein und hat, was besonders wichtig ist, Befestigungslöcher. Das ist vor allem beim Einbau in ein Gehäuse praktisch. Unter anderem hatte mich auch das Fehlen von Befestigungsmöglichkeiten bei gewöhnlichen Hubs bisher vom Kauf abgehalten.
Die Platine ist 65kh30mm groß.


Die vollständigen Abmessungen sind in der Zeichnung angegeben.


Die Verarbeitungsqualität gefällt mir sehr gut. Alles ist wirklich sauber und durchdacht gemacht.


Auf der Oberseite der Platine befinden sich die Anschlüsse, die Status-LEDs und der Transformator zur galvanischen Trennung des Ethernet-Adapters.
Außerdem gibt es hier eine Erweiterung des Anschlusses, über den die Platine mit dem „Raspi“ verbunden wird. Soweit ich weiß, lassen sich verschiedene Module kaskadieren, indem man sie übereinandersteckt.


Auf der Unterseite befinden sich die Chips, ihre Beschaltung und der Anschluss, über den der Adapter mit der Raspberry-Platine verbunden wird.


Der Ethernet-Anschluss und einer der drei USB-Anschlüsse befinden sich auf derselben Seite. Das passt genau zu meinem Plan: Auf der Rückseite sollen der Netzwerkanschluss und ein USB-Anschluss für USB-Sticks und Ähnliches sitzen. Doch hier gab es einen Haken, den ich erst bemerkte, als ich den Bericht schrieb und die Platine in den Händen drehte: Auf derselben Seite befindet sich auch der microUSB-Anschluss, über den die Platine mit dem Computer verbunden werden soll, der im Gerät eingebaut sein wird.


Neben den Anschlüssen befinden sich auf dieser Seite fünf LEDs. Links zeigen sie die Ethernet-Aktivität und die Stromversorgung an, rechts signalisieren drei LEDs, dass etwas an den jeweiligen USB-Anschlüssen steckt. Diese Anzeige brauche ich nicht unbedingt, aber grundsätzlich ist sie ganz praktisch.


Hier ist eine Abbildung mit den Beschriftungen:
1. Schnittstelle zum Anschluss des Raspberry Pi
2. USB-Anschlüsse x3
3. RJ45-Anschluss
4. USB-HUB-Schnittstelle: zum Anschluss des Hubs an einen USB-Port des Raspberry Pi
5. TS8121A 10/100 Base SMD
6. RTL8152B: 10/100-Ethernet-Chip
7. FE1.1S: USB-Hub-Chip
8. LEDs für Stromversorgung, Ethernet und USB-Anschlüsse.


Wie man auf dem vorherigen Foto bereits erkennen konnte, kümmern sich zwei Chips um alles: ein USB-2.0-Hub mit vier Anschlüssen, von denen einer mit einem USB-Ethernet-Adapter auf Basis des Realtek 8152 verbunden ist. Im Grunde ist das ein klassisches Design.
Die Lösung ist ausgereift und bewährt. Das war mit ein Grund, warum ich mich gerade für diese Platine entschieden habe.


Sehr geholfen hat auch, dass es einen Schaltplan für diese Platine gibt. Ich war mir nämlich nicht sicher, ob der microUSB-Anschluss für Daten oder nur für die Stromversorgung verwendet wird. Ich habe herausgefunden, dass alles darüber läuft.
Für alle, die es interessiert: Hier gibt es die Seite zu dieser Platine, dort findet sich auch der Schaltplan als PDF, sehr praktisch.


An einen PC mit Windows 10 x64 angeschlossen: Alles wurde erkannt und automatisch eingerichtet, wunderbar, fast schon ein bisschen langweilig :)


Die Optionen des Netzwerkadapters. WOL ist standardmäßig deaktiviert. Ich wollte es ausprobieren und habe irgendwann gemerkt, dass ich schon vergessen hatte, womit man ihn „anstupsen“ muss, damit er sich einschaltet.


Und natürlich gibt es auch Tests.
Oben der Geschwindigkeitstest der Netzwerkschnittstelle: Download und Upload einer etwa 3.5 GB großen Datei auf meinen heimischen „Server“. Die Geschwindigkeit ist in Ordnung, aber nach der inzwischen gewohnten Gigabit-Verbindung dauert das Kopieren ganz schön lange ...
Der gleiche Test, aber mit dem USB-Hub. An einem der Ports hängt eine SSD, sodass die Geschwindigkeit nur durch die USB-Verbindung begrenzt wurde. Konstant 40 MB/s.


Und der Stromverbrauch.
1. Eigenverbrauch der Platine
2. Mit angeschlossenem Ethernet-Kabel
3. Dasselbe während des Ethernet-Geschwindigkeitstests.

Interessant wäre auch noch der Stromverbrauch bei der Nutzung der USB-Ports, aber die angeschlossenen Geräte selbst verursachen zu große Messfehler. Im Betrieb wird die Platine angenehm warm, ohne zu überhitzen.


Fazit.
Ich habe weder am Verkäufer noch am Versand oder am Produkt etwas auszusetzen. Fast schon langweilig: bestellt, bekommen, an den Computer angeschlossen – und alles funktioniert, ohne dass man sich mit Treibern oder dem Lötkolben herumschlagen muss.
Das Einzige, was ich in meinem Fall machen muss, ist, nicht den microUSB-Anschluss zu verwenden, sondern direkt an den Hub-Chip zu gehen. Aber das ist mein eigenes Problem.

Natürlich wirken USB 2.0 und 100 Mbit/s heutzutage etwas antiquiert, aber mir persönlich reicht das völlig, zumal auch das Gerät selbst nicht mehr braucht. Wahrscheinlich würde sogar eine Verbindung mit 10 Mbit/s reichen, aber für Radmin wäre das deutlich anstrengender.