Der vergessene Aktor – Homematic Funk-Sollwertgeber 0 bis 10 V – Sicher und einfach dimmen

Der Homematic Aktor HM-LC-AO-SM taucht fast nirgendwo noch auf und auch ich hatte ihn schon fast vergessen. In einem Projekt wurde ich mich einer vorhandenen LED-Stripe Installation konfrontiert, wo dieser Aktor die einzige Lösung zum Dimmen per Homematic darstellte. In der professionellen Lichttechnik ist die analoge Dimmschnittstelle 0/1 bis 10 V weit verbreitet. Sie erfordert auf der Ansteuerseite nur minimalen Aufwand, ist von der Netzspannung potential getrennt und auch bei langen Leitungslängen sehr störsicher. Der hier vorgestellte Funk-Sollwertgeber HM-LC-AO-SM für das Homematic System integriert auch Leuchten, die mit einem per 1 bis 10 V steuerbaren Vorschaltgerät ausgestattet sind, in das Hausautomationssystem.

Allgemeines

Wie im Einleitungstext bereits beschrieben, hatte ich den hier beschriebenen Aktor nicht wirklich auf dem Schirm. Es handelt sich um einen HomeMatic Aktor HM-LC-AO-SM, der dadurch natürlich auch nur mit einer CCUx, bzw. Partnerlösung wie RaspberryMatic oder piVCCUx betrieben werden kann. Voraussetzung sind Dimmer/elektronische Vorschaltgeräte bzw. elektronische Transformatoren mit einem 1-bis-10-V-Steuereingang. Diese Art der Dimmsteuerung ist sehr störungssicher, da hier lediglich ein Gleichspannungssignal (10 V = volle Helligkeit, 1 V = minimale Helligkeit) übertragen wird. Mehrere EVGs sind dabei parallel steuerbar.

Bei der Umrüstung einer Bestandswohnung auf Homematic waren bereits LED Streifen an den Decken in einer Schattenfuge montiert, die deutlich über den von Homematic bzw. Homematic IP Dimmern möglichen Watt Zahlen von 80 Watt bzw. maximal 180 Watt gelegen haben. Daher musste eine andere Lösung her, da ein Austausch der vorhandenen LED Streifen nicht in Frage kam. In Verbindung des Aktors HM-LC-AO-SM und den entsprechenden EVGs war dies möglich. Selbst eine parallele Steuerung mehrere EVGs war machbar. So wurden in einer bis dahin reinen HomeMatic IP Lösung mit einer CCU3 als Zentrale am Ende noch ein Paar Homematic Aktoren verbaut. Neben dem Aktor HM-LC-AO-SM mussten auch noch Homematic Funk-Wandsender 2-fach für Markenschalter HM-PB-2-FM integriert werden. Nur so war eine Steuerung des Sollwertgebers über kurzen bzw. langen Tastendruck zum Dimmen möglich. Dazu musste eine Direktverknüpfung erzeugt werden und diese ist ja nur innerhalb der Systeme HomeMatic bzw. HomeMatic IP möglich. Wie genau wir das umgesetzt haben, beschreibe ich in einem separaten Artikel.

Der Homematic Funk-Schaltaktor vereint 2 Funktionsbereiche in einem Gerät: 

• Konfigurierbare Ansteuerung von 1-bis-10-V- oder 0-bis-10-V-Steuereingängen 
• Zusätzlicher Schaltausgang zum kompletten Abschalten von EVGs 

Ausstattung:

• Funk-Sollwertgeber, 0–10 V/1–10 V, Stromsenke, 1-Kanal
• Last-Schaltausgang bis 16 A (230 V), höhere Lasten über externes 230-V-Relais/Schütz möglich
• Bis zu 10 Steuergeräte (EVG) parallel betreibbar
• Direkt mit Homematic Sendern oder über Homematic Zentrale ansteuerbar
• Einfache Verdrahtung durch Zugfederklemmen
• Für Aufputzmontage
• Spritzwassergeschützt, IP44

Aktuell gibt es diesen Aktor ausschließlich als HM-LC-AO-SM Bausatz.

Hinweis: Der Aktor ist nicht kompatibel mit der CCU1, den LAN-/USB-Konfigurationsadaptern, sowie dem HomeMatic IP Access Point HAP.

Alle Informationen zu diesem Aktor von 2016 in diesem Artikel stammen von ELV.

Steuern via Einheitssignal

Die 0/1-bis-10-V-Steuerung zählt als Industrienorm zu den sogenannten Einheitssignalen in der Kategorie der Spannungssignale nach DIN IEC 60381-2. Sie ist in Industriesteuerungen ähnlich weit verbreitet wie die bekannte Stromsignal-Steuerung 0/4–20 mA. Die Differenzierung des Nullpunkts zwischen 0 und 1 V als versetzter Nullpunkt resultiert aus der in der Steuerungstechnik oft genutzten Möglichkeit, eine Drahtbruch-Überwachung der Steuerleitung realisieren zu können. Quasi alle Hersteller von elektronischen Vorschaltgeräten (EVG, Bild 1) unterstützen diesen seit Beginn der 1980er-Jahre etablierten Industriestandard, der vor allem beim Dimmen von Leuchtstofflampen, aber auch in NV-Halogenlampen-Anordnungen mit EVG zum Einsatz kommt. Die notwendige Steuerleistung wird dabei vom EVG erzeugt (maximaler Strom: 0,6 mA pro EVG). Diese Schnittstelle kann dann einfach extern unterschiedlich angesteuert werden. Im einfachsten Fall kann man ein solches EVG durch ein entsprechend dimensioniertes Potentiometer direkt steuern.

Vorteile dieser Lösung

Welche Vorteile und Eigenschaften zeichnen nun die 1-bis-10-V-Steuerung aus? Primäres Merkmal: Sie ist einfach. Man benötigt lediglich eine einstellbare Gleichspannung im Bereich von 1 V = minimale Helligkeit bis 10 V = maximale Helligkeit. Der Vorteil eines solch einfachen Gleichspannungssignals ist die Störfestigkeit gegenüber äußeren Einflüssen, dazu kommt die absolut stufenlose Steuerung. Mehrere EVG sind dabei parallel steuerbar, auch wenn die Leuchten etwa an verschiedenen Phasen betrieben werden. Denn die Steuerspannung ist komplett
potentialgetrennt von der Netzleitung, wobei man allerdings bei der Errichtung dennoch zu beachten hat, dass es sich hier nicht um die völlig ungefährliche Schutzkleinspannung (SELV) handelt. Dies ist bei der Planung, Verlegung und beim Anschluss zu beachten.

Da es sich allerdings um ein analoges Steuerungssystem handelt, fällt hier der Vorteil der direkten Adressierbarkeit, die man bei den digitalen Pendants wie DALI findet, weg. Will man also eine Leuchtenanordnung umkonfigurieren, muss man umverdrahten. Ebenso entfallen direkte Rückmeldungen aus dem EVG, etwa ein Leuchtmittelausfall oder ein Dimmwert. Üblicherweise kommt bei 1-bis-10-V-Steuergeräten noch eine Lastabschaltung per Relais hinzu, die auf die Lastleitung wirkt, damit das EVG im ausgeschalteten Zustand keine unnötige Standby-Leistung verbraucht.

HM-LC-AO-SM Homematic Funk-Sollwertgeber

Das Lichtsteuergerät, das sich in das Hausautomationssystem Homematic einordnet, dient nicht nur als einfache 1-bis-10-V-Steuerung, es ermöglicht auch die Lastabschaltung, dies sowohl bis 3680 W mit einem internen Relais als auch bei noch höheren Leistungen über die Ansteuerung eines externen Schaltschützes.

Durch die Konzeption als funkbasierte Steuerung und die Einordnung in die softwarebasierte Steuerung per WebUI werden zudem einige Nachteile der üblichen 1-bis-10-V-Steuerung zumindest teilweise kompensiert. So entfallen durch die weit reichende Funkansteuerung (bis 120 m im Freifeld, durch Repeater und z. B. dLAN-LAN-Gateway/Konfigurationsadapter-Kombinationen erweiterbar) lange Kabelwege für die Steuerleitungen, der Funk-Sollwertgeber kann in der Nähe der Leuchtenanordnung installiert werden. Auch das Problem der fehlenden Adressierbarkeit
kann durch Zuordnung verschiedener Funk-Sollwertgeber zu Leuchtenanordnungen zumindest weitgehend eliminiert werden. Schließlich werden, wenn auch nicht direkt über das EVG, diverse weitere Nachteile kompensiert: Dem intelligenten Funk-Sollwertgeber können via WebUI-Programmierung Sollwertgrenzen ebenso zugeordnet werden wie Szenen, Startwert und ähnliche Einstellungen, wie man es von den Homematic Dimmern gewohnt ist. Somit erhält man eine komfortable EVG-Steuerung auch für Leuchtstofflampen.

Das im spritzwassergeschützten IP44-Gehäuse untergebrachte Gerät ist auch für den Einsatz im Außenbereich und in Feuchträumen geeignet. Die Ansteuerung kann sowohl als Direktverknüpfung,
z. B. mit einer Homematic Handfernbedienung, als auch über Zentralenprogramme erfolgen. Im letzteren Fall erschließen sich die bereits erwähnten zahlreichen interessanten Möglichkeiten der Programmierung des Funk-Sollwertgebers.