Viele ESP32- und Raspberry-Pi-Pico-Boards haben WLAN, aber keine RJ45-Buchse. Wer einen Sensor im Keller, in der Garage oder im Metallgehäuse betreibt, kennt das Ergebnis: schwaches Signal, gelegentliche Verbindungsabbrüche und ein ESPHome-Gerät, das aus Home Assistant verschwindet. Die konkrete Aufgabe lautet daher: Wie bekomme ich kabelgebundenes Ethernet an ein Board, das keines hat?
Eine Antwort darauf liefert seit November 2026 das UEXT-CH390 von Olimex, ein kleines SPI-Modul für 4,95 Euro, das sich an Raspberry Pi Pico, Pico 2 und ESP32-Boards anhängt und 10/100-MBit-Ethernet bereitstellt 1 , 2 . Es ist als Open-Source-Hardware veröffentlicht und wird von Arduino und ESPHome unterstützt 2 . In diesem Artikel steht der Weg im Vordergrund, der für Smart-Home-Nutzer am relevantesten ist: ein Pico- oder ESP32-Board per Kabel in ESPHome und Home Assistant betreiben. Du bekommst die Verkabelung, die Flash-Schritte, die Home-Assistant-Einbindung und die Punkte, an denen es erfahrungsgemäß hakt.
Kurzantwort#
Das Olimex UEXT-CH390 bringt 10/100-MBit-Ethernet per SPI auf Raspberry Pi Pico und ESP32. Anschluss, Flash und Home-Assistant-Einbindung.
Was das UEXT-CH390 ist#
Das Modul ist ein 50 mal 21 Millimeter großer Aufsteckbaustein mit einem RJ45-Port und einem WCH-CH390-Ethernet-Controller 1 , 2 . Es hat zwei Anschlussmöglichkeiten: den zehnpoligen UEXT-Stecker im 2,54-mm-Raster und den kleineren pUEXT-Stecker mit 1,0-mm-Rastermaß 1 . Die Stromversorgung erfolgt mit 3,3 Volt über einen der beiden Stecker 1 .
Die wichtigsten Eigenschaften des Controllers auf einen Blick 1 , 5 :
- 10BASE-T und 100BASE-TX mit Auto-Negotiation
- Auto-MDIX, erkennt also automatisch die Kabelbelegung
- eingebauter 10/100-MBit-Ethernet-MAC und -PHY in einem Chip
- 16 KByte SRAM als Paketpuffer
- werkseitig programmierte MAC-Adresse, kein externes EEPROM nötig
- SPI-Modi 0 und 3 mit Taktraten bis 72 MHz
- IPv4/IPv6-TCP- und -UDP-Prüfsummen in Hardware
- IEEE-802.3x-Flusssteuerung
Das Design ist vollständig offengelegt: Die Hardware steht unter der CERN Open Hardware Licence Version 2 in ihrer stark reziproken Variante, die Software unter MIT-Lizenz und die Dokumentation unter CC BY-SA 3.0 3 . Schaltplan, KiCad-Quelldateien und ein Handbuch liegen im Repository beziehungsweise auf der Produktseite 2 , 3 . Neben ESPHome nennt Olimex auch die Arduino-IDE als unterstützte Umgebung, und im Repository liegt ein separates Raspberry-Pi-Pico-SDK-Beispiel mit lwIP und einem einfachen Webserver für alle, die ohne ESPHome entwickeln wollen 1 , 2 , 3 .
Das Modul richtet sich an Boards ohne eigenen Ethernet-Anschluss: die Raspberry-Pi-Pico- und Pico-2-Familie sowie ESP32-Varianten wie S3, C3, C5 und C6 1 , 2 . Olimex nennt 4,95 Euro als Vorbestellpreis, die Auslieferung soll am 9. November 2026 beginnen 1 , 2 .
Der CH390-Chip: was er kann und was nicht#
Der entscheidende technische Punkt steckt im Unterschied zwischen zwei Klassen von Ethernet-Controllern. Der CH390 enthält MAC und PHY, also die Schicht, die Ethernet-Frames auf die Leitung bringt und wieder abholt. Der angeschlossene Mikrocontroller muss keinen eigenen Ethernet-MAC mitbringen 1 . Was der Chip nicht mitbringt, ist ein vollständiger TCP/IP-Stack in Hardware: Die Netzwerkprotokolle rechnet der Host-Mikrocontroller selbst, typischerweise über den lwIP-Stack, den ESPHome mitbringt 1 .
Das ist der zentrale Unterschied zu Controllern der WIZnet-Reihe wie W5500 oder dem neueren W6300, die TCP/IP in Hardware abwickeln und den Mikrocontroller entlasten 1 . Der CH390 ist damit näher am klassischen Ansatz, den man vom 10-MBit-Modul ENC28J60 kennt, nur eben mit 100 MBit und SPI-Takt bis 72 MHz statt der langsameren Anbindung des ENC28J60 1 .
Der CH390 ist für lange Leitungen ausgelegt: Das Datenblatt nennt bis zu 120 Meter Übertragungsdistanz über UTP-Kabel der Kategorien 5 und 6 sowie Unterstützung für Wake-on-LAN über Wake-up-Frames, Linkzustandsänderungen und Magic-Packet-Ereignisse 5 . Erhältlich ist er in kleinen Gehäusen von QFN20 (3,0 mal 3,0 Millimeter) bis LQFP48; für den SPI-Betrieb sind die Varianten CH390H und CH390D vorgesehen 5 . Diese Details sind für die meisten Selbstbauer zweitrangig, zeigen aber, dass der Chip für eingebettete, platzsparende Designs gedacht ist.
Für die Praxis heißt das: Das UEXT-CH390 ist mit 4,95 Euro eine günstige Lösung 1 , 2 und der CH390 reicht für einen einzelnen Sensor oder Aktor völlig aus, der über ESPHome ein paar Werte meldet. Wer viele parallele Verbindungen oder einen stark belasteten Mikrocontroller erwartet, sollte den Rechenaufwand für den Software-Stack einkalkulieren und gegebenenfalls zu einem W5500- oder W6300-Modul greifen.
Wann sich ein Kabel lohnt#
Ein kabelgebundener Anschluss ist nicht automatisch die bessere Wahl. Er lohnt sich vor allem dort, wo WLAN nachweislich das Problem ist: abgeschirmte Metallgehäuse, Keller und Garagen mit dicken Wänden, Standorte am Rand der Reichweite oder Umgebungen mit vielen Störquellen. Auch wer eine feste, ständig erreichbare Verbindung für Steueraufgaben braucht, profitiert davon, dass kein Roaming und kein Neuverbinden dazwischenkommt.
Dagegen spricht der zusätzliche Verkabelungsaufwand: ein LAN-Kabel zum Einsatzort und im Fall des UEXT-CH390 ein zusätzliches Modul plus pUEXT-Kabel. Für einen batteriebetriebenen Sensor, der selten sendet, ist Ethernet wegen des höheren Dauerstrombedarfs ohnehin meist die falsche Wahl. Die Entscheidung hängt also von der konkreten Umgebung ab, nicht von einem pauschalen „Kabel ist immer besser“.
Eine kurze Entscheidungshilfe vor dem Umstieg:
- Das Gerät sitzt außerhalb zuverlässiger WLAN-Reichweite oder in einem geschirmten Gehäuse.
- Die Verbindung muss dauerhaft stehen und darf nicht neu verbinden oder roamen.
- Ein LAN-Kabel lässt sich mit vertretbarem Aufwand zum Einsatzort verlegen.
- Der Sensor wird über USB oder ein Netzteil versorgt und ist nicht auf Batterielaufzeit angewiesen.
Treffen zwei oder mehr Punkte zu, ist der kabelgebundene Weg die naheliegende Option.
ESP32 statt RP2040: der native Weg#
Auf Boards der ESP32-Familie ist der CH390 in ESPHome bereits über den SPI-Ethernet-Pfad integriert; die Dokumentation führt ihn neben W5500, DM9051, KSZ8851SNL und ENC28J60 als unterstützten SPI-Chip auf 4 . Für ein ESP32-S3-, C3-, C5- oder C6-Board entfällt damit der zusätzliche Treiber, der beim RP2040 nötig ist. Der Ethernet-Block folgt dem üblichen ESPHome-Schema für SPI-Chips 4 :
ethernet:
type: CH390
clk_pin: GPIOXX
mosi_pin: GPIOXX
miso_pin: GPIOXX
cs_pin: GPIOXX
interrupt_pin: GPIOXX
reset_pin: GPIOXXDie tatsächlichen Pin-Nummern hängen vom jeweiligen Board ab. Ein für das UEXT-CH390 wichtiger Hinweis: Auf dem pUEXT-Stecker sind Reset- und Interrupt-Leitung des CH390 nicht herausgeführt; wo diese Leitungen fehlen, arbeitet der Treiber mit Software-Reset und Polling 3 . Da die RP2040- und RP2350-Pfade den CH390 in ESPHome bislang nicht nativ führen, bleibt dort der von Olimex bereitgestellte externe Treiber der Weg 4 , 3 .
Was du zum Nachbauen brauchst#
Olimex dokumentiert eine getestete Kombination aus dem RP2040-PICO30U-16-Board, dem UEXT-CH390 und einem 100 Millimeter langen zehnpoligen pUEXT-Kabel mit 1,0-mm-Raster 3 . Die Verbindung läuft über die pUEXT-Stecker beider Platinen, nicht über den größeren klassischen UEXT-Stecker 3 . Für das erste Flashen kommt ein USB-Datenkabel hinzu, für den Betrieb ein LAN-Kabel an einen Router oder Switch mit DHCP 3 .
Die belegten Pins der getesteten Verbindung 3 :
| pUEXT-Pin | RP2040-PICO30U-16 | UEXT-CH390 | Funktion |
|---|---|---|---|
| 1 | 3,3 V | VCC / 3V3 | Versorgung |
| 2 | GND | GND | gemeinsame Masse |
| 7 | GPIO4 / SPI0 RX | MISO | CH390 zum RP2040 |
| 8 | GPIO7 / SPI0 TX | MOSI | RP2040 zum CH390 |
| 9 | GPIO6 / SPI0 SCK | SCK | SPI-Modus 0 bei 10 MHz |
| 10 | GPIO5 / SPI0 CSn | CS# | aktives Chip-Select |
Die übrigen UEXT-Pins (UART, I2C) bleiben ungenutzt, ebenso der CH390-Interrupt, der auf dem pUEXT-Stecker nicht herausgeführt ist 3 . Der Treiber arbeitet deshalb mit Software-Reset und Polling 3 .
Zwei Hinweise, die in der Praxis Fehler ersparen: Die Platinen nur im ausgeschalteten Zustand verbinden, auf Pin-1-Orientierung an beiden Enden achten und niemals 5 Volt auf den 3,3-Volt-Versorgungspin des UEXT-CH390 geben 3 .
Das pUEXT-Kabel bietet Olimex in 50, 100 und 200 Millimeter Länge an; die dokumentierte Testkonfiguration nutzt die 100-Millimeter-Variante 3 . Als Host-Board ist dort das RP2040-PICO30U-16 genannt, eine RP2040-Platine mit 30 herausgeführten GPIOs. Für die Erwartungshaltung wichtig: Die fertige UF2-Datei ist auf genau dieses Board abgestimmt. Andere Pico-, Pico-2- und ESP32-Boards nennt Olimex zwar als generell kompatibel 2 , ein abweichendes Board erfordert aber eine angepasste Pin-Zuordnung in der ESPHome-Konfiguration.
Anschließen und flashen#
Olimex stellt für das RP2040-PICO30U-16 eine fertige UF2-Datei bereit, die mit ESPHome 2026.9.0 gebaut und auf echter Hardware getestet wurde 1 , 3 . Der getestete Stand ist vom 2. Oktober 2026: Das Board holte sich per DHCP eine Adresse, blieb mehrere Stunden erreichbar, tauchte automatisch in Home Assistant auf und meldete Tastendrücke sowie LED-Zustände korrekt 3 .
Die Flash-Schritte im Überblick 3 :
- UEXT-CH390 mit dem Board verbinden, solange die Stromversorgung getrennt ist.
- Ethernet-Kabel an ein LAN mit DHCP anschließen.
- USB-Kabel abziehen.
- BOOT1 gedrückt halten.
- Bei gehaltenem BOOT1 das USB-Datenkabel einstecken.
- BOOT1 loslassen, sobald das Laufwerk „RPI-RP2“ erscheint.
- Die UF2-Datei auf „RPI-RP2“ kopieren.
- Warten, bis das Laufwerk automatisch verschwindet; das Board startet neu.
- In den DHCP-Leases des Routers nach „pico30u-ch390“ suchen oder
http://pico30u-ch390.local/öffnen. - Funktioniert die
.local-Namensauflösung nicht, die vom DHCP zugewiesene IPv4-Adresse direkt im Browser aufrufen.
Beim Start blinkt LED1, solange die Kabelverbindung nicht steht. Sobald die Verbindung aufgebaut ist, hört das Blinken auf, es sei denn, die LED wurde manuell eingeschaltet 3 .
In Home Assistant einbinden#
Weil die Firmware die ESPHome-API mitbringt und das Gerät per DHCP im Netz ist, sollte Home Assistant es selbst finden. Der dokumentierte Ablauf 3 :
- Home Assistant und das Board müssen im selben LAN oder VLAN liegen.
- Unter Einstellungen, Geräte und Dienste öffnen.
- Die ESPHome-Erkennung sollte „RP2040 PICO30U CH390“ anbieten; Add wählen.
- Wird nichts erkannt, Integration hinzufügen, ESPHome suchen und
pico30u-ch390.localoder die DHCP-Adresse eingeben. - Als Port 6053 verwenden, sofern Home Assistant danach fragt.
- Den Verschlüsselungsschlüssel leer lassen, da die mitgelieferte Konfiguration keine API-Verschlüsselung nutzt.
Nach dem Abschluss legt Home Assistant diese Entitäten an: LED1 Control, LED1 State, BOOT1 Button, BOOT1 Press Count und Notice 3 . Die Firmware meldet den Zustand des BOOT1-Tasters und zählt dessen Betätigungen; sie erlaubt, LED1 über Home Assistant oder die lokale Weboberfläche zu steuern 3 .
Die beiden Hardware-Entitäten eignen sich als einfacher Funktionstest: Ein Tastendruck auf BOOT1 muss den Zähler in Home Assistant um eins erhöhen, und das Einschalten von LED1 über die LED1-Control-Entität muss die Leuchtdiode auf dem Modul sichtbar setzen. Funktioniert beides, läuft die Kette vom Taster über den SPI-Bus und den Ethernet-Stack bis zur Home-Assistant-Oberfläche durchgängig. Da der Tastenzähler nach einem physischen Reset wieder bei null beginnt, eignet er sich höchstens als Indiz dafür, ob das Board zwischendurch neu gestartet wurde, nicht als dauerhaft gespeicherte Metrik 3 .
Betrieb, Updates und lokale Weboberfläche#
Nach dem ersten USB-Flash sind Firmware-Updates per OTA über das Ethernet-Kabel möglich, ohne erneut in den BOOTSEL-Modus zu wechseln 3 . Der passende Aufruf lautet im ESPHome-Projekt 3 :
python -m esphome upload firmware/esphome/pico30u_ch390.yaml --device pico30u-ch390.localSteht die mDNS-Auflösung nicht zur Verfügung, ersetzt du den Hostnamen durch die DHCP-Adresse; das USB/UF2-Verfahren bleibt als Rückweg erhalten 3 .
Ein praktisches Detail ist die eingebettete lokale Weboberfläche, die ohne Internetzugang und ohne laufendes Home Assistant auskommt 1 , 3 . Sie zeigt den BOOT1- und LED1-Zustand, ein Debug-Log und einen Hinweis nach einem Neustart. Die Standard-ESPHome-Seite wird dabei um einen echten Aktualisieren-Knopf ergänzt, der die Seite im Browser tatsächlich neu lädt 3 .
Zur Betriebslogik gehört außerdem: LED1 blinkt kurz pro Sekunde, wenn die Ethernet-Verbindung verloren geht, solange die manuelle LED-Steuerung ausgeschaltet ist. Nach einem physischen Reset beginnt der Tastenzähler wieder bei null, und die Browser-Seite muss neu geladen werden 3 .
Fehlerbehebung#
Die häufigsten Stolperstellen, die sich aus der Dokumentation ableiten lassen 3 :
- Kein „RPI-RP2“-Laufwerk erscheint: ein Datenkabel statt eines reinen Ladekabels verwenden, BOOT1 vor dem Einstecken gedrückt halten und erst nach der Erkennung loslassen, einen anderen USB-Port ohne Hub versuchen.
- Keine Ethernet-Adresse: Pin-1-Orientierung an beiden Enden prüfen, sicherstellen, dass das Modul mit 3,3 Volt statt 5 Volt versorgt wird, DHCP im Router kontrollieren, Link- und Aktivitäts-LEDs an der Buchse prüfen und notfalls Kabel oder Switch-Port wechseln. Den getesteten 10-MHz-SPI-Takt während der Fehlersuche nicht erhöhen.
- Der Hostname öffnet sich nicht: einige Netze lösen
.local-Namen nicht auf. Das Gerät in der DHCP-Leaseliste des Routers suchen undhttp://<IPv4-Adresse>/aufrufen. - Home Assistant findet das Gerät nicht: prüfen, ob beide im selben LAN/VLAN liegen, die ESPHome-Integration manuell mit DHCP-Adresse und Port 6053 hinzufügen und kontrollieren, dass Multicast und mDNS zwischen den Netzsegmenten nicht blockiert werden.
- Webseite zeigt nach einem Reset veraltete Werte: den Aktualisieren-Knopf der Seite, die F5-Taste oder das Neuladen des Browsers verwenden.
Selbst kompilieren (für RP2040)#
ESPHome 2026.9 unterstützt den CH390 auf ESP32-Boards bereits direkt über die SPI-Ethernet-Pfade 4 . Für RP2040-Boards listet die ESPHome-Dokumentation dagegen andere SPI-Chips wie W5500 oder ENC28J60 auf, nicht aber den CH390 4 . Genau hier setzt der Treiber an, den Olimex im Software-Repository beisteuert: eine versionierte, externe Ethernet-Komponente, die den RP2040-Pfad, einen lwIP-Treiber und die CH390-Registerdefinitionen ergänzt 3 .
Wer das UF2 selbst bauen will, braucht Python 3.12, ein virtuelles Environment und das auf 2026.9.0 gepinnte ESPHome. Der Ablauf 3 :
python3.12 -m venv .venv
./.venv/bin/python -m pip install esphome==2026.9.0
./.venv/bin/python -m esphome config firmware/esphome/pico30u_ch390.yaml
./.venv/bin/python -m esphome compile firmware/esphome/pico30u_ch390.yamlDer erste Build lädt über PlatformIO den RP2040-Compiler und abhängige Bibliotheken herunter; dafür sind Internetzugang und rund zwei GByte freier Speicher sinnvoll 3
. Die Dokumentation nennt außerdem mehrere gelöste Probleme beim Selbstbau, etwa einen Link-Sperrpunkt, wenn der CH390-Registerzugriff außerhalb des geschützten Ethernet-Tasks lief, und einen Standard-API-Watchdog, der ein Board ohne Home-Client nach rund 15 Minuten neu starten konnte; letzteres wird über api.reboot_timeout: 0s unterbunden 3
.
Grenzen und Alternativen#
Das UEXT-CH390 löst ein enges Problem: ein einzelnes Board ohne Ethernet-Anschluss kabelgebunden zu betreiben. Es ist kein Ersatz für einen Mikrocontroller mit nativem Ethernet und kein Baustein für hohe Durchsatzlasten, weil der Software-Stack auf dem Host-Mikrocontroller läuft 1 . Wer eine Hardware-TCP/IP-Auslagerung möchte, findet dafür W5500- oder W6300-Module 1 . Wer den zusätzlichen Stecker und das Kabel vermeiden will, kann gleich zu einem Board greifen, das Ethernet bereits mitbringt – etwa ein ESP32-S3- oder RP2350-Board mit RJ45-Port – und zahlt dafür mehr.
Die drei Wege unterscheiden sich vor allem im Aufwand: Das UEXT-CH390 kostet 4,95 Euro und ist damit die günstigste der drei genannten Komponenten, setzt aber Host-Board, pUEXT-Kabel und auf dem RP2040 den externen Treiber voraus 1 , 2 , 3 . Ein W5500-Modul bringt die TCP/IP-Auslagerung in Hardware mit und ist in ESPHome sowohl auf ESP32 als auch auf RP2040/RP2350 etabliert 4 ; dafür ist es ein anderer Controller als der hier besprochene. Ein Board mit fest verbautem Ethernet ist teurer, spart aber Kabel, Stecker und Treiberarbeit. Keine der drei Varianten ist pauschal besser; sie lösen dasselbe Problem mit unterschiedlichem Komplexitätsgrad.
Die offene Frage vor dem Kauf ist schlicht: Ist WLAN am Einsatzort wirklich die Ursache des Problems, und reicht ein 100-MBit-Anschluss über SPI für den einen Sensor? Wenn ja, ist das UEXT-CH390 ein günstiger, quelloffener Weg dorthin. Der belastbare Beleg dafür sind die veröffentlichten Testprotokolle von Olimex: DHCP, mehrstündiger Betrieb, Home-Assistant-Erkennung und OTA über Kabel wurden auf echter Hardware dokumentiert 3 . Die Langzeiterfahrung mit dem noch jungen Modul steht dagegen erst aus.
Weiterführende Artikel#
- Waveshare RP2350-POE-ETH: RP2350-Mikrocontroller-Board mit PoE und W6300-Ethernet
- Synergy Logic SLM-RP4: Raspberry-Pi-4-SPS mit modularen Industrie-I/O
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Passende Produktrecherchen#
Wenn du die praktische Seite vertiefen möchtest: Diese konkreten Produkte passen zum Thema dieses Artikels. Es ist keine Rangliste und keine Kaufpflicht, sondern eine kurze Auswahl mit Begründung, für wen sie interessant sein kann:
- Raspberry Pi Pico – Bastler, die den kabelgebundenen ESPHome-Sensor selbst aufbauen statt die fertige UF2-Datei zu nutzen. – Günstiges RP2040-Host-Board, an das das UEXT-CH390 per SPI angeschlossen wird; die Pico-Familie ist ausdrücklich Zielplattform des Moduls. Die fertige UF2-Datei ist auf das Olimex-Board RP2040-PICO30U-16 zugeschnitten, ein Standard-Pico braucht eine eigene ESPHome-Konfiguration mit angepasster Pin-Zuordnung.
- Raspberry Pi Pico 2, RP2350 Mikrocontroller-Board – Nutzer, die den Pico 2 statt des RP2040 als Host-Board für das Ethernet-Modul einsetzen wollen. – Neuere RP2350-Plattform, die Olimex neben dem RP2040 als Ziel für das UEXT-CH390 nennt; mehr Leistung und Speicher für aufwändigere Firmware.
- AZDelivery 3 x ESP32 NodeMCU Module WLAN WiFi Dev Kit C (CP2102) – Home-Assistant-Nutzer mit ESP32-Boards, die den einfacheren ESPHome-Pfad ohne Zusatztreiber gehen. – ESP32-Board für den nativen CH390-Weg in ESPHome; auf der ESP32-Familie ist der CH390 bereits über den SPI-Ethernet-Pfad unterstützt und benötigt keinen externen RP2040-Treiber.
- ARCELI W5500 Ethernet Netzwerkmodul Hardware TCP/IP – Leser, die einen Controller mit Hardware-TCP/IP-Stack bevorzugen oder die Alternativen im Artikel direkt gegeneinander testen. – SPI-Ethernet-Alternative mit Hardware-TCP/IP-Auslagerung, die in ESPHome auf ESP32 und RP2040/RP2350 etabliert ist; dient als direkte Vergleichsoption zum CH390, der die Protokolle auf dem Host-Mikrocontroller rechnet.
- RP2350 Ethernet Development Board mit RJ45-Port – Nutzer, die ohne Zusatzmodul direkt kabelgebunden starten wollen und dafür mehr ausgeben. – Board mit fest eingebautem Ethernet, das Modul, pUEXT-Kabel und Treiberarbeit erspart; höherwertige Option, wenn der RJ45-Anschluss von Anfang an auf der Platine sitzen soll.
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Transparenzhinweis#
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Quellen#
[1] Olimex UEXT-CH390 SPI to Ethernet module targets Raspberry Pi and ESP32 MCU boards running ESPHome
[2] Olimex UEXT-CH390 Produktseite
[3] Olimex UEXT-CH390 Software-Repository, ESPHome-Projekt für RP2040