HM-LC-Sw1PBU-FM Standby 0,8W - ist das normal? Ja und Nein!

[Pfriemler]

Da man mir im homematic-forum erst mal nicht weiterhelfen konnte, frage ich doch hier nochmal, vielleicht hat ja jemand das Gerät vor Einbau "vermessen" und noch eine Info dazu.
Den ganzen Thread gibt es hier: https://homematic-forum.de/forum/viewtopic.php?f=27&t=58752

O-Text:
"Ich habe hier seit kurzem einen seit längerer Zeit gelagerten, aber nie benutzten o.g. Aktor in "Bearbeitung", der normal funktioniert, dessen Standbyverbrauch mir mit 0,8W recht hoch vorkommt. Die Dimmer sind ja diesbezüglich berüchtigt, aber meine Schaltaktoren liegen eher im Bereich 0,3-0,6W (übrigens toppt das nur ein FS20WS1 mit Kondensatornetzteil und 0,2W).

Bevor ich mich verzweifelt auf die Suche nach schuldigen Kondensatoren mache (C26 ist schon getauscht, weil ich bereits einen fast-toten Dimmer mit schlechtem C7 (so heißt er ja dort) und deutlich erhöhtem Standby (>1,6W) hatte - allerdings hier ergebnislos):

Hat jemand einen "normalen" Wert aus eigener Praxis (bitte nur mit einem verlässlichen Messgerät genommen)?

Dass der Switch mehr nimmt als der Rolladenaktor, ergibt sich ja schon aus den Unterlagen. Mir ist nur (noch) nicht klar, warum das wirklich so sein soll."

Es läuft zwar beim Sw1PBU ein OPV dauerhaft mit, aber dass der 100 mA auf 3V haben will, fände ich doch etwas derb.

[frank]

ich kann dir nur eine strom- / spannungsmessung von 2 schaltern anbieten (alter und betriebsstunden unbekannt, c26 neu):

1. 238,6V x 5,33mA = 1,272VA
2. 238,6V x 4,78mA = 1,141VA

[Pfriemler]

So, das hilft tatsächlich weiter. Ich messe bei 234V ~6,7 und bei 242V ~6,5 mA. Das sind 1,521 VA. Geht man von einer linearen Abhängigkeit aus, entsprächen Deine Aktoren einer Leistung von 0,6-0,7W. Das ist zwar auch mehr als ich dachte, aber es gibt einen Unterschied.
Dann werde ich wohl auf die Suche gehen müssen. Also fliegen morgen die Primärkondis raus und kommen ans LCR-Meter.

[frank]

hi,
ich habe heute mal mein trenntrafo und das oszi "ausgegraben". im anhang ist die spannung (sinus, oben) und der strom (unten) im standby des schalters zu sehen. den "stromverlauf" habe ich über dem vorgeschalteten multimeter, welches den strom misst, abgegriffen. also die spannung über dem shunt.

womit misst du eigentlich die wirkleistung?
kommt dein messgerät mit diesem nicht sinusförmigen strom überhaupt klar?
das würde eventuell die gefühlt hohe leistung erklären.

unsere gemessenen ströme entsprechen sicherlich nicht dem tatsächlichen effektivwert, soweit meine kenntnisse reichen. den tendenzen kann man wahrscheinlich "vertrauen", aber die gemessenen werte würde ich bezweifeln.

[Pfriemler]

Du Fleißiger. Das sind ja Bilderbuchbilder. So ein Aussehen hätte ich erwartet.
Nein, die Werte müssen nicht wirklich stimmen. Aber ich habe Messgeräte mit RMS (effektiver Mittelwert) und ein ELV-Powermeter sowie ein vielgerühmtes KD302, die alle die Wirkleistung durch eine vielfache Abtastung von Spannung und Strom (keine Ahnung, schätze so ein paar tausend Werte pro Sekunde) ziemlich genau berechnet. Das KD302 detektiert Wirkleistungen gerade von Schaltnetzteilen ab 0,2W, der ELV ab 0,1W, mit ziemlich hoher Genauigkeit (das ELV meldete 7 mA Strom und 1,5 VA, passt gut zu meinen Werten).
Verluste durch Serienwiderstände an den Kondensatoren (Umladeeffekte) können die Differenz erklären. Deswegen will ich die ja alle mal durchmessen.
Ich bin ja auf der Suche nach weiteren Indizien für problematische Bauteile bei dieser Baureihe,vielleicht finde ich da was. Bericht folgt.

[Damian]

Dass der HM-LC-Sw1PBU-FM sich mehr gönnt, als z. B. die HM-Rollladenaktoren (ca. 0,5 Watt), musste ich leider schon vor Jahren feststellen. Gemessen mit ELV-Messgerät. Das kannst du bereits mit der Hand an der Wärmeentwicklung feststellen.

0,8 - 1 Watt ist also leider "normal" beim HM-LC-Sw1PBU-FM

[Pfriemler]

Naja, nä ... ich bin noch nicht ganz überzeugt.
Also meine Oszibilder sind nicht so schön (trotz digital), zeigen aber ähnliches Verhalten. Mein Trenntrafo ist nur schwächer und bricht bei Last entsprechend ein.
Ich habe demnach relativ breite Ladekurven mit einem Dach bei ca 16-18 mA (=mVpeak über 1 Ohm), gemessen nur mit der Leistungsplatine (Messgerät Strom dann ca 5,4 mA). Die Leistungsaufnahme der Platine allein liegt schon bei 0,6 Watt! d.h. Prozessor und Funkmodul kommen dann nur noch mit 0,2 W drauf. Letzteres ist auf jeden Fall ein vernünftiger Wert, wie man sie auch von Kleinspannungsaktoren kennt.
Den ausgelöteten C26 habe ich gemessen mit 10,6 µF und 1,6 Ohm Innenwiderstand. Ersatzelkos unbekannter Herkunft haben 1,5-1,6 Ohm, meine speziellen ESR-Hochtemperaturtauglichen 1,4 Ohm. Der aktuell laufende "X7R G1210 10" (ein Keramik-Vielschicht) kommt auf 9,8 µF und 0,4 Ohm. DAS ist ein Wert, der das Herz erfreut. Bei 20 kHz Wandlerfrequenz liegt der Ripple auf 12V gerade mal bei 100 mV.
Das ist top. An dieser Stelle hatte ich mal 5V ripple mit einem defekten C26 gemessen (Kapazität ok, aber Innenwiderstand zu hoch, Gerät lief nicht).

Die primären Elkos (3,3/400) liefern beide ~3,3µF bei einem Innenwiderstand von 11 und 14 Ohm. Zwei 2,2/400 aus dem Ersatzteil haben 16 und 17 Ohm. Die Werte scheinen mir völlig ok. Ripple auf Primärseite beträgt 10V bei 50 Hz (ist ja eine Einweggleichrichtung). Auch das ist top.

Der besch....te Akku der FLIR dürfte jetzt voll genug sein für eine Aufnahme. Ich will jetzt mal wissen, wo die Wärme bleibt. Habe zwei Verdachtskandidaten.
Wenn ich nichts mehr poste, ist was schiefgegangen

edit 1: Weder der Tantal C32 noch der OPV IC21 und dessen Beschaltung und auch nicht der VIPer12A (IC20, Schaltregler) sind die Hitzköpfe. Erwartungsgemäß bleibt auch der Linearregler kühl (hängt ja nüscht dran. Deutlich warm wird die Gleichrichterdiode D23 und - die 12V-Zener D25. Letzteres verwundert mich besonders, weil ich als Spannung dort 11,8V messe. Da diese Diode eigentlich keine Regelfunktion hat, sondern nur als Begrenzer für evtl. Überspannungstransienten dienen sollte, ist ein Ansprechen im Regelbetrieb eigentlich gar nicht zu erwarten. Die Kurvenform auf der 12-V-Seite deutet auch nicht auf eine in diesem Bereich einsetzende Begrenzung hin. Stay tuned...

[frank]

ich hatte bei meinen messungen beobachtet, dass der gemessene strom zunächst nach dem einschalten der versorgungsspannung für ca 5s etwa 1mA (20%) niedriger war.

während dieser "bootphase" blinkt der aktor.

diese leistungszunahme müsste ja auch auf der controlerplatine entstehen.

meine aktoren hatten fw 2.8.

[Pfriemler]

frank, das ist korrekt. Der Prozessor bootet (ich würde es hier auf ca 7 s schätzen) und - so vermute ich - stellt erst nach einer Verzögerung das Funkmodul scharf. Das gleiche Verhalten findet sich auch bei batteriebetriebenen Aktoren: Erst nach einer Bootphase wird das Funkmodul aktiviert, es werden Daten ausgestauscht (Anmeldung bei der Zentrale) etc und dann erst legt sich der ganze Kram schlafen.

Die Logikplatine des Sw1PBU genehmigt sich nach dem Einlauf bei mir 22 mA an 3,3V, bei eingeschaltetem Aktor 24,7 - das ist im wesentlichen der Strom durch die grüne LED. Ganze 72 mW braucht also der Kern des Aktors, um aktionsbereit zu sein.

Ich habe nun die Leistungsplatine invers bestromt auf der 12V-"Schiene" und dabei festgestellt:
- bis 11,5 V werden ziemlich konstant 15,7 mA gezogen. Das ist wohl dem Linearregler und dem folgenden aktiven OPV geschuldet = 180 mW
- bei 11,6 V werden es 20 mA
- bei 11,67 23 mA (s.u.) = 270 mW = schon 90 mW mehr!
- bei 11,95 V werden 45 mA gezogen = 553 mW.
Tatsächlich beginnt die Zenerdiode D25 so früh zu leiten. Lötet man sie aus, ändert sich die Stromaufnahme bis 12V nicht mehr.

An der nackten Leistungsplatine laufen mit der Zener 11.83 V auf. Das dauert ein wenig - die Zener läuft sich warm, anfangs ist der Strom höher und die Spannung niedriger. Final entsprechen das gut 450 mW - 270 mehr als nötig.
Mit Logikplatine stellen sich 11,67V ein.

Lötet man die Zener aus, sinkt die primäre Aufnahme ohne Logikplatine von 0,6 auf 0,3 W und die Spannung pegelt sich bei 12,4 V ein.

Nun hat für mich die Zener ja die Funktion einer "Notbegrenzung". Der Linearregler und das Relais werden damit gespeist, sonst nichts. Es fällt also gar nicht ins Gewicht, wenn diese Spannung ein wenig höher ausfällt.
In der Bastelkiste fand ich eine 13V-Zener, die ich mit Not und etwas Feilen an der Trennscheibe zwischen Logik- und Leistungsplatine erfolgreich appliziert habe.
Es stellen sich mit Logikplatine wiederum 11,67V ein - allerdings primär auch das Zehntel weniger: 0,7W.
Der Primärstrom beträgt nun 5,69 mA (mit Relais 10,2 mA). Das ist zwar immer noch mehr als bei frank, aber nur noch 6% - das können ja auch schon fast Messfehler sein.
Erwartungsgemäß ändert sich bei aktivem Relais nichts - die Spannung bricht auf 11,49 V ein, das war unter dem Ansprechen der Zener.

Ergebnis der ganzen Studie:
Fehlkonstruktion! Das Schaltnetzteil ist "zu weich" - sekundär 11,49 (Relaislast) bis 12,4 V (ohne Logikplatine). Wenn die begrenzende Zenerdiode schon im Standbybetrieb leitet, produziert der Apparat sinnlos Wärme. Das sind zwar nur 0,1W hier - aber es läppert sich. Mit diesem Mehrverbrauch aller aktiven Sw1PBU in D könnte man sicher eine Wohnung heizen.

Dass der Mehrverbrauch ohne Logikplatine nun gar 0,3W betrug, ist aber nicht der Regelfall - allerdings fiel die Zener dadurch im Wärmebild besonders auf.

Gesamtbilanz: 22 mA@3,3V=72 mW für Prozessor machen vor dem Linearregler an 11,67 schon 256 mW - nicht ohne Grund verbaut eQ3 in neueren Aktoren hier wieder Schaltregler. Zusammen mit den 15,7 für Regler und OPV sind wir bei 440 mW. Auf den Primärwandler (230->12V) entfallen damit 260 mW - gar kein schlechter Wert für einen Dauerläufer. Man darf das nicht mit den 0,0W eines guten Handynetzteils vergleichen, weil sich das nach dem Erreichen der (unbelasteten) Ausgangsspannung sofort abschaltet und nur mit minimalen Pulsen nachlädt. Geräte (bspw. aus der Unterhaltungselektronik) mit 0,0-0,1W Standbyverbrauch (da leuchtet dann oft sogar ne LED mit) arbeiten genauso.

Als nächstes widme ich mich der Gleichrichterdiode, die ja auch auffällig warm geworden war.  Da auch die Zener etwa gleich warm wurde, könnte man hier von 150 mW ausgehen (das ist schon die Hälfte des auf den Primärwandler entfallenden Gesamtverbrauchs. Noch einmal 100 mW ließen sich einsparen, wenn man den im Originalzustand sinnlosen OPV deaktiviert. Damit kommt man in die Nähe der 0,4-0,5W, die etwa die Schaltzwischenstecker und der Sw1-DR von Haus aus problemlos schaffen ...

[Nobby1805]

/* Klugscheiss-Modus an*/
Seit den 1970er Jahren wird der Name Z-Diode empfohlen, da nur für geringe Durchbruchspannungen der Zener-Effekt verantwortlich ist.
/* Klugscheiss-Modus aus*/

[Pfriemler]

Da kannste mal sehen wie alt ich bin.
Der Begriff "Zener" taucht in praktisch allen englischsprachigen datasheets zu solchen Dingern auf.
Is ja auch nicht mein Job. Aber Du hast schon recht: Z-Diode ist der Oberbegriff für Zener und Avalanche. Der Name rührt von der Form der Kennlinie her.
Schreib mal Reichelt an, die wissen es auch nicht besser:
https://www.reichelt.de/zenerdiode-12-v-0-5-w-do-35-rnd-1n759a-p223392.html

[frank]

hi,
heute habe ich mal 5 aktoren mit dem HM-ES-PMSW1-PL vermessen. alle mit neuem c26. 1. und 2. sind die aktoren von neulich.

1. 0,81W, 7mA, JEQ...
2. 0,89W, 7mA, JEQ...
3. 0,95W, 8mA, MEQ03...
4. 1,25W, 10mA, MEQ04...
5. 1,27W, 10mA, MEQ04...

das sieht mir danach aus, als ob sich seit nummer 4. an der hardware etwas verändert hätte. sparmassnahmen?
passt deine SN in die 2. gruppe?

ich werde mir mal die tage aus jeder gruppe einen aktor genauer anschauen.

[Pfriemler]

Ja, der PMSW1 ist eigentlich recht genau - und die Werte liegen jetzt alle über meinen.
1,27W für einen älteren Sw1PBU? Das ist aber sehr oll.
Mein einer hat NEQ... ist also noch neuer.
Sparmaßnahmen? Jo, wenn die Zen... äh, Z-Dioden bei Deinen auch so luschig ausgesucht sind...
Was da gespart werden soll?
Schnelle hochvolttaugliche Gleichrichterdioden sind übrigens wirklich ein Problem, meist eine hohe Flussspannung, Shottkys können nicht so viel Völter ab.
Eine Verlustleistung von ~60 mW im Normalbetrieb scheint unumgänglich. Da werden die kleinen Dinger auch "sichtbar" warm.
Habe gerade wieder arg wenig Zeit zum Checken.

[Nobby1805]

..wenn die Zen... äh, Z-Dioden ...

genau so ging es mir während meines Studiums auch ... wir hatten einen Labor-Leiter der da genau drauf geachtet hat 

[Pfriemler]

ich hab's extra für Dich so geschrieben...