Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) für Raspberry Pi 4 und 5: Die Top 5 Lösungen für anspruchsvolle Setups
Teil 2 von 4 der Reihe Homelab auf dem Raspberry Pi
Der Aufbau von Projekten auf Basis des Raspberry Pi 4 oder Raspberry Pi 5 erfordert oft den Anschluss externer Peripheriegeräte. Schnelle NVMe-SSDs, externe USB-Laufwerke und verschiedene Sensoren benötigen eine stabile und unterbrechungsfreie Stromversorgung. Während der Raspberry Pi 4 standardmäßig 5V/3A benötigt, verlangt der Raspberry Pi 5 bis zu 5V/5A (bzw. mindestens 5V/3A mit begrenztem USB-Ausgangsstrom), um unter Volllast stabil zu laufen und Unterspannungswarnungen zu vermeiden.
Wenn externe SSDs angeschlossen sind, kann ein plötzlicher Stromausfall zu schwerwiegenden Datenverlusten führen. Die Implementierung einer unterbrechungsfreien Stromversorgung (USV) ist der effektivste Weg, um die Systemzuverlässigkeit und Datensicherheit zu gewährleisten.
Es folgt eine Analyse der fünf besten USV-Lösungen auf dem Markt, die für ihre Fähigkeit zur Bereitstellung stabiler Hochstromausgänge unter Last ausgewählt wurden.
Top 5 USV-Geräte für Raspberry Pi 4 & 5
1. Argon PWR 27W USV (für Raspberry Pi 5)
- Ausgangsspezifikationen: 5,1V / 5A (Bis zu 27W über USB-C)
- Batterietyp: Integrierter Li-Po-Akku (Optionen mit 5000 mAh oder 10000 mAh)
- Hauptmerkmale: Integrierter MCU mit USB-C-Kommunikation (E-Marker), physischer Ein-/Ausschalter, Sleep/Wake-Taste, nahtlose Integration in Argon Neo 5 Gehäuse.
- Nutzerfeedback & Meinungen: Das Plug-and-Play-Design und die Tatsache, dass das Gerät die vollen 27W liefert, die der Raspberry Pi 5 benötigt, werden sehr positiv bewertet. Selbst mit einem aktiven NVMe-SSD-HAT treten keine Unterspannungswarnungen auf. Einige Berichte weisen darauf hin, dass die Einheit relativ sperrig und speziell für Argon-Gehäuse konzipiert ist.
2. Waveshare USV HAT (B) (mit Pogo-Pins)
- Ausgangsspezifikationen: 5V / bis zu 5A Dauerstrom
- Batterietyp: 2x 18650 Li-Ionen-Akkus (nicht im Lieferumfang enthalten)
- Hauptmerkmale: Pogo-Pin-Verbindung (keine GPIO-Pins beim Raspberry Pi 5/4 blockiert), I2C-Echtzeitüberwachung (Spannung, Stromstärke, Restkapazität), mehrfache Schutzschaltungen.
- Nutzerfeedback & Meinungen: Dieses Modell wird für seine hohe Ausgangsleistung gelobt, die den zuverlässigen Betrieb externer SSDs ermöglicht. Die Verwendung von Pogo-Pins wird häufig als enormer Vorteil hervorgehoben, da der GPIO-Header für andere Erweiterungen frei bleibt. Nutzer weisen darauf hin, dass 18650-Akkus separat aus zuverlässigen Quellen erworben werden müssen.
3. Waveshare USV HAT (E)
- Ausgangsspezifikationen: 5V / 6A Dauerstrom (Unterstützung für bis zu 40W Schnellladung)
- Batterietyp: 4x 21700 Li-Ionen-Akkus (nicht im Lieferumfang enthalten)
- Hauptmerkmale: Bidirektionales Typ-C-Schnellladen (PD 3.0), I2C-Kommunikation, Unterstützung für Akkus mit hoher Kapazität, integrierter Ladezustands-IC.
- Nutzerfeedback & Meinungen: Hervorragend geeignet für extrem leistungsintensive Setups. Der kontinuierliche Ausgangsstrom von 6A garantiert, dass mehrere USB-Geräte und SSDs ohne Unterbrechung laufen. Online-Bewertungen zeigen, dass dieses Modell aufgrund der enormen Kapazität der 21700-Zellen die beste Wahl für lange Offline-Laufzeiten ist. Als Nachteil werden die physische Größe und die Anschaffungskosten für vier hochwertige Zellen genannt.
4. Geekworm X1208 USV + M.2 NVMe Shield (für Raspberry Pi 5)
- Ausgangsspezifikationen: 5,1V / 5A
- Batterietyp: 1x 21700 Li-Ionen-Akku, ungeschützt, bis 5000 mAh (nicht im Lieferumfang enthalten)
- Hauptmerkmale: 2-in-1-Design, das eine unterbrechungsfreie Stromversorgung mit einem integrierten M.2 2280 NVMe-SSD-Steckplatz kombiniert, automatisches Einschalten und sicheres Herunterfahren.
- Nutzerfeedback & Meinungen: Sehr empfehlenswert für kompakte Setups, die SSDs verwenden. Es löst das Speicher- und Stromausfallproblem gleichzeitig. Testberichte betonen, dass die Kombination auf einer einzigen Platine den Kabelsalat drastisch reduziert. Einige Anwender merken an, dass das Wärmemanagement beachtet werden muss, da sowohl die NVMe-SSD als auch die Ladeschaltung spürbare Wärme erzeugen.
5. DFRobot FIT0992 (18650 Akku USV HAT)
- Ausgangsspezifikationen: 5,1V / 5A
- Batterietyp: 4x 18650 Li-Ionen-Akkus (nicht im Lieferumfang enthalten)
- Hauptmerkmale: Automatische Stromabschaltung nach dem Herunterfahren, breiter Eingangsspannungsbereich (6-18VDC), Softwaresteuerung über I2C.
- Nutzerfeedback & Meinungen: Gilt als eine sehr zuverlässige Option auf Industrie-Niveau. Berichte bestätigen die stabile Leistung bei 5V/5A-Anforderungen. Der Übergang von Netz- zu Batteriebetrieb erfolgt nahtlos und ohne Systemneustarts. Der DC-Hohlstecker-Anschluss (5,5×2,1 mm) wird bei Schaltschrankinstallationen geschätzt, ist jedoch weniger praktisch für Setups, die ausschließlich auf USB-C-Netzteile setzen.
Zusammenfassung
Für anspruchsvolle Raspberry Pi-Systeme mit externen SSD-Laufwerken sind einfache USV-Module mit 5V/2,5A oder 5V/3A unzureichend. Um Leistungseinschränkungen durch Unterspannung zu vermeiden, ist die Wahl einer Hochstrom-Alternative (mindestens 5V/5A) unerlässlich. Die Argon PWR 27W stellt die eleganteste Lösung für den Raspberry Pi 5 dar. Für modulare Flexibilität und frei wählbare Akkukapazitäten bieten die Waveshare USV HAT (B) sowie die leistungsstarke Variante HAT (E) robuste und bewährte Alternativen.
Homelab auf dem Raspberry Pi
- Raspberry Pi 4 und 5: Vom SSD-Laufwerk booten über den Bootloader
- Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) für Raspberry Pi 4 und 5: Die Top 5 Lösungen für anspruchsvolle Setups
- Automatisierte Docker-Deployments auf dem Raspberry Pi: Local-First Dev Environments
- Lokales CI/CD für den Raspberry Pi: Automatisierung von Docker-Compose-Deployments
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4 Kommentare
Die Übersicht ist nützlich, aber die entscheidende Zeile steht schon im Vorspann: Erst die Meldung an das System macht eine USV nützlich. Eine Batterie, die den Pi zehn Minuten länger laufen lässt und ihn dann trotzdem hart abschaltet, hat nichts gewonnen.
Daran hängt meine Frage: Bringen die Modelle mit I2C das geordnete Herunterfahren mit, oder ist das in allen Fällen eigenes Skript plus Systemdienst?
In allen Fällen eigene Logik, nur in unterschiedlicher Menge. Die Schnittstelle liefert Messwerte — Spannung, Strom, Restkapazität —, und was daraus folgt, entscheidet der Rechner.
Manche Hersteller legen ein Beispielskript bei, das zyklisch den Ladezustand liest und unterhalb einer Schwelle
shutdownaufruft. Das ist ein guter Ausgangspunkt und trotzdem Handarbeit: Als Systemdienst eingerichtet, mit Neustart nach Absturz, und laufend auch dann, wenn niemand angemeldet ist.Zwei Punkte wiegen dabei schwerer als die Schwelle selbst. Erstens muss die Restlaufzeit den Schreibvorgang mitrechnen — eine SSD mit vollem Schreibpuffer braucht Sekunden, und ein Herunterfahren, das erst bei zwei Prozent beginnt, kommt zu spät. Zweitens gehört der umgekehrte Fall geprüft: Kehrt der Strom während des Herunterfahrens zurück, soll das System sauber wieder hochkommen und nicht in einem halben Zustand stehenbleiben. Beides einmal im Trockenlauf durchspielen, solange der Ausfall noch selbst herbeigeführt wird.
Der Vergleich hat mir die Auswahl abgenommen — die Pogo-Pin-Lösung war das Argument, weil der GPIO-Header bei uns belegt bleibt.
Bei drei der fünf Geräte steht „Akkus nicht im Lieferumfang enthalten“. Gibt es dabei etwas zu beachten, das über die Kapazität in Milliamperestunden hinausgeht?
Zwei Dinge, und beide fallen erst unter Last auf.
Das erste ist die Schutzbeschaltung. Ein Teil der HATs erwartet ungeschützte Zellen, weil die Schutzelektronik auf der Platine sitzt — beim X1208 steht das ausdrücklich in der Beschreibung. Eine Zelle mit eigener Schutzplatine ist dann entweder ein paar Millimeter zu lang für den Halter oder schaltet bei hohem Strom vorzeitig ab, was sich wie ein Defekt der USV anfühlt.
Das zweite ist der Dauerentladestrom, und das ist die Zahl, die auf der Verpackung fehlt. Fünf Ampere am Ausgang wollen erst einmal aus der Zelle heraus; eine einzelne 18650, die 3 A liefert, bricht unter Last in der Spannung ein, und das Ergebnis ist genau die Unterspannungswarnung, die die USV verhindern sollte. Massgeblich ist deshalb das Datenblatt der Zelle mit dem Dauerentladestrom, nicht die Kapazitätsangabe auf dem Schrumpfschlauch — die ist bei sehr günstigen Zellen ohnehin die unzuverlässigste Angabe von allen.