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6 Bau- und Bedienungsanleitung
Die dritte Aufgabe ist das Messen von Spannung
und Strom. Die Messung erfolgt mit dem Energiemess-
chip CS5490 (IC1). Die Widerstände R2 bis R5 bilden
einen Spannungsteiler, um die Netzspannung in ei-
nen messbaren Bereich herunterzuteilen. Der Strom,
welcher gemessen wird, ist allein der Strom, den eine
angeschlossenen elektrische Last verbraucht (nicht
der eigene Betriebsstrom). Dadurch – und durch die
hohe Messpräzision – sind, wie bereits erwähnt, auch
Stand-by-Verbräuche der Last messbar. Der Strom
wird mit einem hochpräzisen Shunt (R1) gemessen.
Der Messchip wird durch den Mikrocontroller auf der
Controllerplatine über eine UART-Verbindung kon-
figuriert und ausgelesen. Er ist jedoch nicht nur in
der Lage, Strom und Spannung zu messen, sondern
daraus auch noch eine Leistung zu ermitteln. Zudem
kann er die Frequenz, oder genauer gesagt, eine Ab-
weichung zur Netznennfrequenz von 50 Hz messen.
Die letzte Funktion, die ebenfalls vom Schaltaktor
MP1
C1
10n
310V-AC/ X2
KL1
MP4
SI1
L
5AT
N
L`
MP5
MP2
REL1
R1
MP3
2m
Shunt
Bild 4: Das Schaltbild der Leistungsplatine des Aktors
www.elv.de
genutzt wird, ist das Erkennen von Strom- und Spannungsnulldurchgän-
gen. Der Messchip verfügt über einen Ausgang (DO; Pin12) um, je nach
Konfiguration, den Strom- oder den Spannungsnulldurchgang an den
führenden Mikrocontroller zu signalisieren. Dieser wiederum kann dann
passend zu den Nulldurchgängen ein Schaltsignal an das Relais geben.
Dies hat zur Folge, dass das Relais immer im Nulldurchgang schaltet und
somit geschont wird.
Die gesamte Schaltung ist mit einer trägen 5-A-Sicherung (SI1) ge-
gen Überlast abgesichert. Ein Sicherungswiderstand (R12) schützt vor
der Gefahr eines Fehlers aus dem Schaltnetzteil. Dazu kommt noch ein
Varistor (VDR1) zum Schutz gegen netzseitige Überspannungsimpulse
zum Einsatz.
Damit kommen wir zur Controllerplatine. Der Mikrocontroller
EFM32G210F128 der Firma Silabs (IC20) ist zentrales Steuerelement der
Schaltung. Dieser steuert und verarbeitet sämtliche Ein- und Ausgaben
des Geräts. Sein Takt wird mithilfe eines 24-MHz-Quarzes (Q1) und der
zugehörigen Ziehkapazitäten (C25 und C26) erzeugt.
Wie alle anderen Homematic IP Geräte verfügt der HmIP-FSM über
eine Duo-Color-LED zum Signalisieren von Systemfunktionen (D20) so-
D2
GS1MDWG
L4
6
DRAIN
3300uH
7
DRAIN
8
DRAIN
9
DRAIN
10
DRAIN
+
+
C12
C13
2u2
2u2
400V
400V
VIPER06 oder NCP1060
Schaltnetzteil
R6
6
1K
VIN+
C3
220p
C2
50V
22n
C4
16V
R7
220p
50V
7
1K
VIN-
Spannungsmessung
L2
R8
5
1K
IIN+
C6
Ferrit
220p
C5
50V
22n
C7
16V
220p
R9
L3
50V
4
1K
IIN-
Ferrit
Strommessung
Energie-Mess-IC
IC2
4
FB
D3
2
VDD
1N4148W
C14
C15
100n
1u
50V
50V
1
GND
C17
R15
5
COMP
27K
R16*
3
LIM
10K
Nur bei IC2 = NCP1060
+3.3V
IC1
15
MODE
12
DO
3
/RESET
C8
100n
16V
13
TX
14
RX
2
XIN
Q1
4.096 MHz
1
XOUT
9
VREF+
C9
100n
8
16V
VREF-
+3.3V
16
VDDD
11
VDDA
10
GNDA
C10
C11
CS5490
100n
100n
16V
16V
R14
+12V
47K
D4
BYG20J
C16
C18
D6
1n5
150n
50V
50V
L5
1000uH/0,15A
220n
+
C19
50V
D5
47u
50V
BYG20J
MP6
ST1
+12V
1
2
3
MP7
+3.3V
4
5
6
7
MP8
8
DO
MP9
9
Relais
MP10
10
TX
MP11
11
Reset
MP12
12
RX
Relais-
Ansteuerung
+12V
REL1
D1
T1
ZPD30V
BC847C
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