Homematic IP wired – 24V Versorgungsspannung auslegen
Zum Aufbau des neuen Homematic IP wired Bus habe ich Euch gestern bereits viele Details beschrieben. Heute will ich Euch zeigen, wie Ihr das richtige Netzteil für Eure Installation ermittelt. Wichtig ist an dieser Stelle auch zu sagen, dass der Bus bei Homematic IP wired nicht durch die Anzahl der Teilnehmer (max. 64 Teilnehmer pro Segment) sondern eher durch die Stromaufnahme der Geräte begrenzt ist. Pro Buslinie (der Homematic IP wired Access Point „DRAP“ bietet davon 2) kann eine maximale Leistung von 3A (pro Strang) ausgegeben werden. Das DRAP selbst benötigt typischerweise 40mA.
Wir müssen nun die Verbräuche alle Module, die wir an einen Strang hängen wollen addieren. In der hier aufgeführten Tabelle, habe ich Euch alle Ströme aufgeführt. Zuerst sollen wir vom „worst-case“ ausgehen und den maximalen Strombedarf verwenden. Der maximale Strombedarf tritt dann auf, wenn das Gerät voll „ausgelastet“ ist. Alle Relais werden angesteuert, alle Dimmaktoren sind aktiv usw.. Dieser Fall tritt in den meisten Fällen nicht ein. Daher werden wir später den Fall durch den „Gleichzeitigkeisfaktor“ minimieren. Dieser Faktor gibt an, wie häufig der maximale Lastfall eintritt. Für g=1.0 bedeutet dies z.B. dass der maximale Strombedarf immer benötigt wird. Also 100%. Bei 0,4 wären es dann z.B. 40% usw…
Für eine übliche Hausinstallation und einer „normalen“ Betrieb würde ich mit gesundem Menschenverstand diesen Faktor bei ca. 0,3-0,5g ansiedeln.
Unsere Addition der Ströme wird also mit dem Gleichzteitigkeitsfaktor multipliziert.
Nun müssen wir noch Verluste auf der Versorgungsleitung berücksichtigen. Diese fallen aber bei den kurzen Strecken nicht ins Gewicht. Auch bei der Verwendung von den 6-fach-UP-IOs über längere Strecken machen sich diese Verluste kaum bemerkbar (<0,3W). Daher können auch diese getrost vernachlässigt werden.
Interessant sind die längeren Leitungen z.B. zwischen verschiedenen Unterverteilungen. Hier muss zwingend auf einen ausreichen hohen Querschnitt geachtet werden. Sollte dieser zu klein sein, kann durch die hohen Ströme der Spannungsabfall nicht unerheblich hoch ausfallen. Daher sollten Unterverteilungen, die über eine größere Anzahl von IO-Modulen (> 6 Module) nicht mehr über ein kombiniertes Bus-/Versorgungskabel (EIB Standard 2x2x0,8mm²) angebunden werden. Hier sollte dann entweder auf einen größeren Querschnitt oder aber auf ein eigenes DRAP mit Spannungsversorgung zurückgegriffen werden.
Nun habe ich ein kleines Beispiel für Euch – die letzte Installation, die ich über smartfabrik geplant hatte hat folgende IOs enthalten:
8x 8-fach Schaltaktor (8x 250mA) + 4x 4-fach Jalousienaktor (4x100mA) 2x 3-fach Dimmaktor (3x100mA) 7x 32-fach Eingangsmodul (7x135mA) = 3645mA
Bei dieser Installation ergibt sich dann ein max. möglicher Strom von 3645mA. Bei einem üblichen Gleichzeitigkeistfaktor von 30% wären dies 3645mA*0,3 = 1094mA.
Somit sind wir selbst bei einem Ringtopologie absolut auf der sicheren Seite.
Was müsst Ihr also bei beachten, wenn Ihr Euren Bus auslegt?
–> Überschlagt die Anzahl der Teilnehmer und addiert deren max. Ströme
–> Achtet darauf, dass keine Leitungen mit zu geringem Querschnitt bei starken Verbrauchen verwendet werden
–> Das Bussystem sollte von anderen 24V Verbrauchern wie z.B. Relais entkoppelt werden (Störsicherheit)
–> Eine gute Verteilung der Last auf die beiden Bussegmente ist empfehlenswert
Welches Netzteil sollte ich verwenden?
Mein früheres Tätigkeitsfeld lag in der Elektro-/Anlagenplanung der chemischen Industrie. Dort gilt die Regel, dass ein 24V Netzteil gut stabilisiert sein sollte. Ich empfehle Euch, ein hochwertiges Netzteil evtl. sogar mit vorhandener Redundanz einzusetzen. Von eQ-3 werden die Netzteile von Phoenix Contact empfohlen, die speziell für den Einsatz in elektrischen Unterverteilungen ausgelegt sind. Die Step-Power Serie bietet dabei eine gute Balance zwischen Preis und Leistung.
Die Netzteile sind in verschiedenen Leistungsklassen verfügbar. Hier könnt Ihr zwischen dem großen 4,2A Netzteil, dem 2,5A Model, dem 1,75A Model und dem kleinen 0,75A Gerät wählen.
Nachdem Ihr nun Eure Verbraucher addiert habt und mit einem Faktor korrigiert habt, könnt Ihr das entsprechende Netzteil auswählen. Mit einem guten Netzteil könnt Ihr somit Euer ganzes System versorgen.
Wer etwas mehr Ausfallsicherheit hab möchte, an dieser Stelle einen freundlichen Gruß an Edgar, der mir durch seinen Tätigkeit Wörter wie „Havariekabel“ und „doppelte Redundanz“ beigebracht hat, der kann auch ein zusätzliches Netzteil zur Redundanz anschließen.
Beim Betrieb mit zwei Netzteilen gibt es grundsätzliche folgendes zu beachten: Wenn zwei Netzteile parallel geschaltet werden, dann wird die Leistung damit erhöht. Zwei 2A Netzteile parallel ergeben z.B. 4A Strom.
Quelle: Phoenix Contact
So kann z.B. die benötigte Leistung von mehreren Netzteilen getragen werden. Sollte ein Netzteil ausfallen, darf das zweite aber nicht überlastet werden, da das System sonst nicht mehr funktioniert. Bei diesem Aufbau habt Ihr aber noch keine vollwertige Redundanz. Redundanz entsteht erst, wenn Ihr ein defektes Netzteil komplett kompensieren könnt und gleichzeitig verhindert, dass das defekte Netzteil selber zum „Verbraucher“ wird. Das bedeutet, dass der Strom nicht mehr geliefert wird, sondern durch den Defekt ins kaputte Netzteil fließt. Dies kann durch eine Diodenschaltung verhindert werden. Für die Phoenix Contact Netzteile gibt es dafür ein fertiges Gerät: QUINT-DIODE/40, Art.-Nr. 2938963. An dieses Gerät werden dann beide Netzteile angeschlossen. Am Ausgang wird nun unser DRAP gehangen.
Die Netzteile sollte dann so ausgelegt werden, dass bei einem Defekt ein Netzteil die komplette Leistung übernehmen kann.
Bezugsquellen für Homematic IP wired Projekte
Bei smartkram.de gibt es einen Homematic IP wired Konfigurator – hier könnt Ihr Euer individuelles Projekt zusammenstellen und erhaltet zudem direkt eine Empfehlung zum passenden Netzteil und die nötige Anzahl der TEs (Trennungseinheiten), die für den Einbau im Schaltschrank benötigt werden. Zusätzlich erhaltet Ihr je nach Bestellwert einen Gutschein von bis zu 12% des Bestellwertes, der für Installationsmaterial oder andere Komponenten aus dem Shop genutzt werden kann. Schaut einfach mal vorbei. Bei individuellen anfragen, könnt Ihr auch einfach eine Mail an shop@smartkram.de senden.
Fazit
Jetzt habe ich doch wieder mehr geschrieben als ich eigentlich wollte ;-) Ich hoffe ich konnte Euch einen guten Überblick über die 24V Versorgung des neuen Homematic IP wired Systems geben. Beim Korrekturfaktor müsst Ihr Euch natürlich nicht an meine Vorgaben halten. Dieser ist hier als Beispiel gewählt und kann bei Euch ganz individuell anders aussehen, je nachdem, wie Ihr Euer System nutzt. Bei den Netzteilen sollte Ihr darauf achten, dass dies kein „billig China“ Gerät ist. Doch eins solltet Ihr auch wissen, wenn der Strom weg ist, dann ist er weg ;-) Da hilft dann auch keine Redundanz…
Wenn Ihr einen professionellen Support für das Thema Smarthome / Homematic IP wired oder ähnliches benötigt, können wir Euch über smartfabrik sehr gerne bei der Umsetzung Eures Projekts helfen. Sprecht uns einfach an!
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9Kommentare
Sascha H. sagte:
Hi,
ich plane auch grade meine HmIPW Installation. Da ich eine PV-Anlage mit Batterie inkl. Ersatzstrom habe (springt nach ca. 10 Sekunden Grid-Offline an, Danke für die Tipps hier.
Statt eines 2. Netzteils plane ich dieses Modul „MEAN WELL MW DBUF40-24 – Puffermodul“ hinter dem Netzteil einzubauen.
Hat jemand Erfahrung damit?
habe den 8 Fach schaltaktor homematic IP wired eq3 und das hier empfohlene Phoenix Contact Netzteil gekauft. Ich fühle mich gerade wahnsinnig blöd und mir ist das etwas peinlich zu fragen…. Wo schließe ich die 24V an bei der Steuerung die vom Netzteil kommt? Die Ausgänge sind ja mit der 230V Verbunden. Ich will damit eigentlich nur 8 Beleuchtungssegmente (LED) schalten…
Hallo Andre, um Wired-Geräte wie deinen Schaltaktor zu steuern brauchst du den DRAP als Zentrale. Der wird mit dem Netzteil mit Spannung versorgt und hat entsprechende Anschlüsse. Der Drap und alle Geräte sind per BUS verbunden.
Hallo,
„Daher sollten Unterverteilungen, die über eine größere Anzahl von IO-Modulen (> 6 Module) nicht mehr über ein kombiniertes Bus-/Versorgungskabel (EIB Standard 2x2x0,8mm²) angebunden werden. Hier sollte dann entweder auf einen größeren Querschnitt oder aber auf ein eigenes DRAP mit Spannungsversorgung zurückgegriffen werden.“ bedeutet: Wenn ich vorhabe, mehr als 6 I/O-M. und noch weitere BUS-Module im Ring zu verwenden, bin ich für den BUS-Ring mit 5×1,5 NYM besser bedient?
du schreibst:
„Bei dieser Installation ergibt sich dann ein max. möglicher Strom von 3645mA. Bei einem üblichen Gleichzeitigkeistfaktor von 30% wären dies 3645mA*0,3 = 1094mA. Somit sind wir selbst bei einem Ringtopologie absolut auf der sicheren Seite“
Was genau meinst du mit auf der sicheren Seite bei Ringtopologie?
Ich komme auf einen max. möglichen Strom von 4735mA aller Wired Komponenten. Auch ich wollte einen Ring aufbauen.
Als Netzteile habe ich eigentlich 2 Phoenix Contact STEP-PS/ 1AC/24DC/4.2 angedacht plus das Redundanzmodul Phoenix Contact STEP-DIODE/5-24DC/2X5/1X10.
Passt das oder habe ich einen Denkfehler und bin komplett unterdimensioniert?
mit „auf der sicheren Seite bei Ringtopologie“ ist vermutlich gemeint, dass sollte der Ring unterbrochen werden die Last auf den einzelnen Busausgängen hängt. Also je nachdem wo die Unterbrechung ist, im Extremfall ist ein Bus eben direkt am DRAP unterbrochen und dann hängt der ganze Ring nur noch am anderen Bus. Sind das dann mehr als 3A gibt’s Probleme. Im Beispiel reichen die 3A von einem Bus immer noch dank Gleichzeitigkeitsfaktor.
Zu deinen Zahlen: zweimal das 4,2A Netzteil ist sehr üppig ausgelegt! Wenn du insgesamt auf 4735mA kommst deckt ein Netzteil 89% des Maximalstroms ab. Aber wie wahrscheinlich ist das gleichzeitig 89% deiner Anlage im Einsatz sind. 89% aller Taster, Fensterkontakte usw. gleichzeitig gedrückt, 89% alle Ausgänge schalten in diesem Moment den Zustand um und 89% aller Jalousien fahren. Das kommt wohl nicht vor und darum wurde im Artikel ein Faktor von 0,3 angenommen. Bei dir dann 1420mA. Demnach würde das 1,75A Netzteil sogar reichen. Das deckt 37% „Gleichzeitigkeit“ deiner Anlage und da du Redundanz einplanst, sind es solange beide Netzteile funktionieren sogar 74% „Gleichzeitigkeit“.
Selbst wenn du super sicher an die Sache gehst und eine 100% Abdeckung willst reichen zwei 2,5A Netzteile. Damit bist du über 100% und für den unwahrscheinlichen Fall, dass ein Netzteil defekt ist sind immer noch 53% „Gleichzeitigkeit“ möglich. Die Netzteile von Phoenix haben übrigens eine mittlere Zeit bis zum Ausfall von >1.000.000 Stunden. Im Durchschnitt laufen die also über 120 Jahre ohne defekt. (Ja das ist eher ein statistischer Wert aber es ist irgendwie beruhigend)
Ich bin selber noch ein bisschen am Schauen, wie ich das bei mir mache. Ich bin letzte Woche auch bei dein-elektriker-info auf ein paar Teile gestoßen, welche mir dabei nützlich sein könnten.
Ich schaue eben noch, welches Netzteil ich verwenden will. Das Beispiel von der Smartfabrik fand ich recht hilfreich bzw. die IOs, welche enthalten ist. Normalerweise sollte sich dann bei der Installation ein möglicher Strom von 3645mA ergeben. Generell ist das Homematic IP Wired System schon genial. Etwas tüfteln muss ich noch, aber das ist nicht das Problem am Ende des Tages :)
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So kann z.B. die benötigte Leistung von mehreren Netzteilen getragen werden. Sollte ein Netzteil ausfallen, darf das zweite aber nicht überlastet werden, da das System sonst nicht mehr funktioniert. Bei diesem Aufbau habt Ihr aber noch keine vollwertige Redundanz. Redundanz entsteht erst, wenn Ihr ein defektes Netzteil komplett kompensieren könnt und gleichzeitig verhindert, dass das defekte Netzteil selber zum „Verbraucher“ wird. Das bedeutet, dass der Strom nicht mehr geliefert wird, sondern durch den Defekt ins kaputte Netzteil fließt. Dies kann durch eine Diodenschaltung verhindert werden. Für die Phoenix Contact Netzteile gibt es dafür ein fertiges Gerät: QUINT-DIODE/40, Art.-Nr. 2938963. An dieses Gerät werden dann beide Netzteile angeschlossen. Am Ausgang wird nun unser DRAP gehangen.
Die Netzteile sollte dann so ausgelegt werden, dass bei einem Defekt ein Netzteil die komplette Leistung übernehmen kann.
Hi,
ich plane auch grade meine HmIPW Installation. Da ich eine PV-Anlage mit Batterie inkl. Ersatzstrom habe (springt nach ca. 10 Sekunden Grid-Offline an, Danke für die Tipps hier.
Statt eines 2. Netzteils plane ich dieses Modul „MEAN WELL MW DBUF40-24 – Puffermodul“ hinter dem Netzteil einzubauen.
Hat jemand Erfahrung damit?
Grüße
Sascha
Hallo zusammen,
habe den 8 Fach schaltaktor homematic IP wired eq3 und das hier empfohlene Phoenix Contact Netzteil gekauft. Ich fühle mich gerade wahnsinnig blöd und mir ist das etwas peinlich zu fragen…. Wo schließe ich die 24V an bei der Steuerung die vom Netzteil kommt? Die Ausgänge sind ja mit der 230V Verbunden. Ich will damit eigentlich nur 8 Beleuchtungssegmente (LED) schalten…
Vielen Dank. Gruß Andre
Hallo Andre, um Wired-Geräte wie deinen Schaltaktor zu steuern brauchst du den DRAP als Zentrale. Der wird mit dem Netzteil mit Spannung versorgt und hat entsprechende Anschlüsse. Der Drap und alle Geräte sind per BUS verbunden.
Jetzt mal eine ganz blöde Frage.
Es ist die Rede von diesem Diodenmodul (QUINT-DIODE/40, Art.-Nr. 2938963), was ich auch gerne verwenden würde.
In welche Verteilung passt der denn bitte rein?
Lg
Hallo,
„Daher sollten Unterverteilungen, die über eine größere Anzahl von IO-Modulen (> 6 Module) nicht mehr über ein kombiniertes Bus-/Versorgungskabel (EIB Standard 2x2x0,8mm²) angebunden werden. Hier sollte dann entweder auf einen größeren Querschnitt oder aber auf ein eigenes DRAP mit Spannungsversorgung zurückgegriffen werden.“ bedeutet: Wenn ich vorhabe, mehr als 6 I/O-M. und noch weitere BUS-Module im Ring zu verwenden, bin ich für den BUS-Ring mit 5×1,5 NYM besser bedient?
Hallo Sebastian,
du schreibst:
„Bei dieser Installation ergibt sich dann ein max. möglicher Strom von 3645mA. Bei einem üblichen Gleichzeitigkeistfaktor von 30% wären dies 3645mA*0,3 = 1094mA. Somit sind wir selbst bei einem Ringtopologie absolut auf der sicheren Seite“
Was genau meinst du mit auf der sicheren Seite bei Ringtopologie?
Ich komme auf einen max. möglichen Strom von 4735mA aller Wired Komponenten. Auch ich wollte einen Ring aufbauen.
Als Netzteile habe ich eigentlich 2 Phoenix Contact STEP-PS/ 1AC/24DC/4.2 angedacht plus das Redundanzmodul Phoenix Contact STEP-DIODE/5-24DC/2X5/1X10.
Passt das oder habe ich einen Denkfehler und bin komplett unterdimensioniert?
Danke und Gruß
Patrik
Hallo Patrik,
mit „auf der sicheren Seite bei Ringtopologie“ ist vermutlich gemeint, dass sollte der Ring unterbrochen werden die Last auf den einzelnen Busausgängen hängt. Also je nachdem wo die Unterbrechung ist, im Extremfall ist ein Bus eben direkt am DRAP unterbrochen und dann hängt der ganze Ring nur noch am anderen Bus. Sind das dann mehr als 3A gibt’s Probleme. Im Beispiel reichen die 3A von einem Bus immer noch dank Gleichzeitigkeitsfaktor.
Zu deinen Zahlen: zweimal das 4,2A Netzteil ist sehr üppig ausgelegt! Wenn du insgesamt auf 4735mA kommst deckt ein Netzteil 89% des Maximalstroms ab. Aber wie wahrscheinlich ist das gleichzeitig 89% deiner Anlage im Einsatz sind. 89% aller Taster, Fensterkontakte usw. gleichzeitig gedrückt, 89% alle Ausgänge schalten in diesem Moment den Zustand um und 89% aller Jalousien fahren. Das kommt wohl nicht vor und darum wurde im Artikel ein Faktor von 0,3 angenommen. Bei dir dann 1420mA. Demnach würde das 1,75A Netzteil sogar reichen. Das deckt 37% „Gleichzeitigkeit“ deiner Anlage und da du Redundanz einplanst, sind es solange beide Netzteile funktionieren sogar 74% „Gleichzeitigkeit“.
Selbst wenn du super sicher an die Sache gehst und eine 100% Abdeckung willst reichen zwei 2,5A Netzteile. Damit bist du über 100% und für den unwahrscheinlichen Fall, dass ein Netzteil defekt ist sind immer noch 53% „Gleichzeitigkeit“ möglich. Die Netzteile von Phoenix haben übrigens eine mittlere Zeit bis zum Ausfall von >1.000.000 Stunden. Im Durchschnitt laufen die also über 120 Jahre ohne defekt. (Ja das ist eher ein statistischer Wert aber es ist irgendwie beruhigend)
Gruß
Tommy
Und der Verbrauch des DRAP muss nicht hinzugerechnet werden?
Entschuldigt die Anfängerfrage ;)
Gruß
Danke für den Beitrag!
Ich bin selber noch ein bisschen am Schauen, wie ich das bei mir mache. Ich bin letzte Woche auch bei dein-elektriker-info auf ein paar Teile gestoßen, welche mir dabei nützlich sein könnten.
Ich schaue eben noch, welches Netzteil ich verwenden will. Das Beispiel von der Smartfabrik fand ich recht hilfreich bzw. die IOs, welche enthalten ist. Normalerweise sollte sich dann bei der Installation ein möglicher Strom von 3645mA ergeben. Generell ist das Homematic IP Wired System schon genial. Etwas tüfteln muss ich noch, aber das ist nicht das Problem am Ende des Tages :)