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Homematic Aktor Schnellreparatur (Dimmaktor RS485)

Zum Thema „Alterung und Homematic Smart Home“ habe ich wieder einen kleinen Beitrag beizusteuern. Vielen Dank an Fritz für die Aufbereitung und Analyse. 

Wie im letzten Post „Homematic Aktor Schnellreparatur“, geht es auch dieses Mal wieder um ein Gerät der Smart Home Serie.  Es handelt sich um den Dimmer Aktor mit der Bezeichnung „HMW-LC-Dim1L-DR“. Das ist ein Phasenanschnitt Dimmer Aktor für Glühlampen und Niedervolt Halogenlampen mit konventionellem Transformator. Auch viele moderne LED-Lampen lassen sich mit diesem Dimmer steuern. Der Aktor gehört der „wired“ Reihe an, was bedeutet, er ist nicht über das BidCos Funkprotokoll mit der CCU verbunden, sondern über den RS485 Bus. Die Stromversorgung für die Datenkommunikation bekommt der Aktor von einem 24V Netzteil. Damit wird auch der µC im Aktor versorgt. Die Netzseite wird mittels Optokoppler von der Niedervoltseite mit Steuerdaten versorgt.  So ist die galvanische Trennung gewährleistet. Auf der Netzseite befindet sich einer Dimmer Controller Baustein, der wiederum den Triac steuert. Dieser Controller muss mit einer Spannung von ca. 15V versorgt werden. Um die zu erzeugen, hat der Hersteller einen Kapazitiven Spannungsteiler eingebaut. Und hier beginnen die Alterungsprobleme….

Das Fehlerbild äußert sich wie folgt: Die angeschlossene Lichtquelle lässt sich nicht dimmen beziehungsweise einschalten. Der Dimmer kommuniziert jedoch korrekt mit dem Bus. Die rote Funktions Led leuchtet korrekt. Die Befehle für „Aus“ und „Ein“ per Taster werden auch in der CCU angezeigt.

Schaltplan der Netzseite auf der „Hauptplatine“
defekter 330nF X2 Kondensator

Die Ursache: Der IC U2008, ein Dimmer-Control Baustein wird laut Datenblatt mit einer Spannung von DC 15V versorgt. Die Versorgungsspannung war in diesem Fall aber deutlich kleiner (bei ca. 5,8V) Diese Versorgungsspannung wird den 330nF / 275V X2 Kondensator C4 gemacht. Optisch ist der Kondensator in einwandfreiem Zustand, jedoch eine einfache Kapazitätsmessung zeigt schnell, dass hier nichts mehr passt. Der Kondensator C4 hatte nur mehr eine Kapazität von ca. 30-40nF. Es ist also wie so oft -> Der Kondensator war´s  😀

Dimmermodul Seitenansicht

Nach Austausch war die Spannung am U2008 wieder ok und der Dimmer verrichtet wieder seinen Dienst. Präventiv wurden auch noch die zwei weiteren auf dem Board befindlichen X2 Kondensatoren (C1 47nF/275V und C2 100nF/275) erneuert.

Einbauorte von C1 und C2

 

 

 

 

 

 

Homematic Aktor Schnellreparatur (Dimmaktor Funk)

Das bekannte und beliebte Smarthome System HomeMatic von eQ-3 ist mittlerweile auch schon in die Jahre gekommen und bei vielen Usern schon lange im Einsatz. Viele Komponenten sind, wie der im Bild dargestellte Aktor, meist in Unterputzdosen unter Schaltern oder umgeben von reichlich Drahtwerk eingebaut. Damit die sie auch jederzeit einsatzbereit sind, müssen sie natürlich permanent mit Energie versorgt werden. So kann es schon vorkommen, dass die in dem Aktor verbauten Komponenten aufgrund der Alterung auch einmal den Geist aufgeben. Ist der Aktor beispielsweise seit drei Jahren in Betrieb, so bedeutet das, er hat schon 26280 Betriebsstunden hinter sich. (24h * 365Tage * 3Jahre). Und welche Komponenten hier am anfälligsten sind, kann sich der geübtere Elektroniker sicher schon vorstellen.

Eigentlich wollte ich diesen Aktor eines Kollegen nur schnell begutachten und wenn rentabel reparieren, aber dann dachte ich mir, dass ja sehr viele von diesen Teilen im Umlauf und verbaut sind. Selbst in meinen vier Wänden laufen seit Jahren einige dieser Module. Und irgendwann werden auch diese ihre Probleme bekommen. Also macht es sicher Sinn, die Erfahrungen der Reparatur hier zu posten.

Im konkreten Fall handelt es sich um einen Dimm Aktor HM-LC-Dim1T-FM. Ein Ein-Kanal Aktor für den Einbau in Unterputzdosen. Das Fehlerbild: Die LED am Aktor beginnt nach Anlegen der Spannung zu Blinken – sonst keinerlei Funktion. Er lässt sich weder in den Anlernmodus versetzen noch auf Werkseinstellung zurücksetzen. Die Blinkfrequenz ist in etwa 2x pro Sekunde.

HM-LC-Dim1T-FM mit gelöstem Deckel

Zuerst ist der Deckel des Aktors zu lösen. Er wird mit vier Rastnasen gehalten und lässt sich recht einfach heraus Klicksen. Jetzt sind zwei übereinander liegende Platinen zu erkennen. Zwischen den Platinen liegt eine Kunststoffplatte. Die elektrische Verbindung zwischen den beiden Platinen wird durch Drahtbrücken hergestellt. Das „Platinen Paket“ lässt sich einfach aus dem Kunststoffgehäuse herausziehen. Jetzt sind alle Drahtbrücken entlang der Kanten zu entlöten. Es genügt natürlich, die Brücken nur an einer Platine zu lösen ;).

In den beiden, oben dargestellten Bildern ist die Controller-Platine zu erkennen. (Das ist die mit dem BidCos-Modul) auf dieser befindet sich auch der Atmel Mikrocontroller. Dieser Platine benötigt jetzt ein wenig Zuwendung. Man muss vielleicht noch wissen, wie die Spannungsversorgung für die Niedervoltelektronik des Aktors erzeugt wird. Aus der Netzspannung wird mit Hilfe eines Spannungsteilers aus Kondensator und Widerstand und einer Diode eine Zenerdioden-Stabilisierung erzeugt und mit Hilfe eines Kondensators geglättet. Diese daraus gewonnene Gleichspannung ist die Quelle für die Niedervoltelektronik. Diese ist natürlich nur in einem sehr schmalen Band belastbar. Und genau in dieser Schaltung liegt das altbekannte Problem. Der Elko. Er verliert durch Alterung und Austrocknung seine Kapazität. Eine saubere Gleichspannung am Controller ist dann nicht mehr möglich. Die Elektronik geht in einen undefinierten Zustand.

In diesem Fall habe ich gleich vier Elkos erneuert. Um diese zu erreichen muss zuerst das Funkmodul von der Stiftleiste abgelötet werden. Mit ein wenig Löterfahrung sollte das kein Problem darstellen. Die Lötaugen lassen sich dann mit einer Entlötlitze einfach wieder reinigen. Jetzt sind die vier Elkos mit den folgenden Positionsnummern zu erneuern. (Es sind zwar nicht alle defekt, aber es kann nicht schaden, sie zu tauschen, wenn das Funkmodul schon einmal herunten ist)

  • C3 mit 10µF 16V  105°
  • C7 mit 10µF 16V  105°
  • C10 mit 100µF 16V  105°
  • C21 mit 100µF 16V  105°

Bei den Bauformen sollte man sich unbedingt an die Größe der originalen Kondensatoren halten, da das Platinen Paket sonst nicht mehr in das Gehäuse passen könnte. Sind die Kondensatoren erneuert, dann war es das (in diesem Fall) auch schon. Das Platinen Paket zusammengelötet – und ein schneller Test – und siehe da, der Aktor bootet wieder wie gewohnt. Der Zeitaufwand für die Reparatur ist mit ca. 30min und für die Kondensatoren mit etwa einem Euro zu rechnen…