ANSMANN ZeroWatt Energiesparsteckdose analysiert

ANSMANN hat einige interessate Geräte auf den Markt gebracht, mit denen sich komfortabel Energie sparen lässt.
Die von ANSMANN genannte “ZeroWatt-Technologie” trennt die Geräte vollständig vom Netz und verhindert somit den unnötigen Stromverbrauch durch den Standby-Modus der Geräte. Und nicht nur das – auch die ZeroWatt-Geräte selbst werden hierbei vollständig vom Netz getrennt, sodass der Stromverbrauch wirklich auf “0 Watt” sinkt – es ist also so, als wenn das Gerät durch eine schaltbare Steckdosenleiste vom Netz getrennt wird, nur eben voll automatisch. Dazu ist das ganze bereits abt 8€ zu haben und damit sehr günstig im Vergleich zu ähnlichen Produkten.
Im folgenden Artikel habe ich die Energiesparsteckdose AES3 mit “Standby-Lernfunktion” mal zerlegt und analysiert, einfach mal um zu sehen wie das ganze funktioniert und vorallem wie ANSMANN es schafft das Gerät noch so günstig verkaufen zu können.

ANSMANN Energiesparsteckdose

Funktionsweise

An die Energiesparsteckdose können ein oder mehrere Geräte angeschlossen werden. Wenn sich alle dort angeschlossenen Geräte im Standby befinden, wird auf der AES3 der “learn stanby”-Knopf für etwa 3s gedrückt. Nun misst der AES3 den Standbystrom und speichert diesen als Referenzwert ab. Wenn sich nun wieder alle Geräte im Standby befinden, wird dies erkannt und der rote Knopf der Bedieneinheit fängt an zu blinken. Nach etwa einer Minute werden dann die Geräte inkl. der AES3 selbst vom Netz getrennt

Wenn man die Geräte wieder einschalten will, muss man den Taster der Bedieneinheit für etwa 3s gedrückt halten wodurch dann wieder die Netzspannung eingeschaltet wird.

Das Innenleben

Kommen wir nun zum interessanteren Teil: das Innenleben.

Das Öffnen des Gerätes ist wie sooft nicht mit handelsüblichen Schraubendrehern möglich sondern erfordert in diesem Fall Schraubendreher mit geschlitzter Klinge. Man kann natürlich auch einfach in einen günstigen Schlitzschraubendreher eine Kerbe reinfeilen.

Im Bedienelement ist zusätzlich noch ein Gewicht aus mehreren Metallplatten untergebraucht, um etwas mehr “Bodenhaftung” zu gewährleisten. Diese Metallplatten wurden fein säuberlich von einem Chinesen mit Tesafilm zusammengeklebt :D

In dem Gehäuse befinden sich zudem noch zwei rote LEDs mit diffusem Gehäuse. Bei dem Taster handelt es sich um einen einfachen Subminiaturtaster wie man ihn auch in PC-Mäusen findet.

Das Innenleben des Hauptgerätes ist natürlich etwas komplizierter… und bei einem Verkaufspreis von 8€ wundert es fast nochmehr dass es “so” komplex ist. Hier erstmal wie es aussieht wenn man nur den Frontdeckel entfernt:

Erstmal nicht sonderlich spektakulär. Auffällig ist hingegen die etwas abenteuerliche Positionierung der Elkos, was wohl aus Platzgründen nicht anders möglich war.

Die bedrahteten Bauteile sind so dicht beieinander, dass eigentlich alles mit Schrumpfschläuchen oder Isolierband umwickelt wurde.
Entnimmt man die Platine aus dem Gehäuse, offenbart sich doch eine recht große Anzahl von diskreten Bauteilen:

Auf der Oberseite der Platine (links) sehen wir ganz links einen Entstörkondensator mit 0,33µF 275V, welcher als Blindwiderstand für das Kondensatornetzteil verwendet wird (dazu unten mehr). Dann noch ein Relais, welches die Gerätschaften von der Netzspannung trennt bzw. zuschaltet.  Des weiteren ist über dem Relais noch ein Optokoppler (MOC3063) sowie einige Niederspannungs-Elkos. Ganz rechts unten im Bild sieht man den Stromwandler, mit dessem Hilfe die Stromaufnahme der angeschlossenen Geräte ermittelt wird.

Auf der Unterseite sind nur SMD-Bauteile zu finden (bis auf den Taster). Auffällig ist zum einen der Brückengleichrichter aus diskreten Dioden und der Mikrocontroller im SOIC-8 Gehäuse. Ansonsten sind nur noch ein paar (Zener)Dioden, Widerstände und Kondensatoren zu finden, sowie ein Transistor für die Relais-Ansteuerung.

Ohne jetzt die Schaltung detailliert zu betrachten muss man sich schon fragen wie ANSMANN es schafft, dieses Gerät mit solch einem Innenleben für 8€ inkl. MwSt. zu verkaufen. Denn alleine die “großen” Bauteile wie Stromwandler, Relais, Entstörkondensator, Mikrocontroller etc. kosten selbst in 1000er Stückzahlen schon mehr als diese 8€ und dann kommt noch das Gehäuse dazu und die fleißigen Chinesen die dann noch die Metallgewichte mit Tesafilm zusammenkleben :D

Alleine der Stromwandler ist für den Otto Normalverbraucher nur schwer unter 5€ zu bekommen.

Naja zurück zum Thema.

Die Schaltung

Ansich ist an der Schaltung nicht Besonderes. Ein einfaches Kondensatornetzteil dient hier zur Versorgung der gesamten Schaltung. Über den Optokoppler kann die gesamte Schaltung (bis auf den Gleichrichter) vom Netz getrennt werden.
Nach 1-2 Stunden Begutachtung und Durchklingeln habe ich folgendes Schaltbild generieren können:

Funktionsweise der Schaltung

Nach dem Einstecken befindet sich die Steckdose zunächst im ausgeschalteten Zustand. Durch das Drücken des Tasters S2, wird der Triac des Optokopplers überbrückt, wodurch die Schaltung mit “GND” verbunden wird. Der µC fängt an zu arbeiten und wartet 3 Sekunden. Wenn der Taster nach 3 Sekunden noch gedrückt ist, wird der Ausgang PB1 auf HIGH geschaltet und der Optokoppler schaltet den Triac ein (das ist Quasi die Selbsthaltung), der Taster kann nun losgelassen werden ohne dass die Schaltung wieder deaktiviert wird.

Kurz darauf wird dann das Relais geschaltet und das angeschlossene Gerät kann in Betrieb genommen werden. Wurde das Gerät dann in den Standby-Modus geschaltet, muss beim ersten mal der “Lern-Taster” für ca. 3s gedrückt werden. Nun wird über den Stromwandler die Stromaufnahme des Gerätes über einen längeren Zeitraum (ca. 30s) gemessen. Hierbei wird über den von dem Stromwandler generierten Strom der Kondensator C8 aufgeladen, der Stromfluss wird dabei durch R12 begrenzt. Damit am ADC des µC die Spannung nicht über VCC hinaus geht, wird die Spannung durch die Zenerdiode ZD1 begrenzt. Die negative Spannung wird durch die Diode D7 “kurzgeschlossen”.

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12 Antworten auf ANSMANN ZeroWatt Energiesparsteckdose analysiert

  1. Boogie sagt:

    Interessanter Artikel, gut beschrieben!

  2. Stephan sagt:

    Falls das Teil defekt ist, hilft es das Relais zu tauschen. Folgendes funktioniert bei mir: Finder 36.11.9.024.4001

  3. Karl Heinz sagt:

    Hallo, vielen Dank für die ausführliche Erklärung und die Mühe die Du Dir gemacht hast.

  4. Hagen sagt:

    Vielen Dank für den interessanten Artikel! Ich habe mal von einer Amazon-Rezension hierher verlinkt, ich hoffe das ist ok? Ein Finder 36.11.9.024.4301 Relais passt übrigens noch besser, da es sich hierbei um einen Schließer und keinen Wechsler handelt und der nicht benötigte Stift dann nicht entfernt werden muss.

  5. Hagen sagt:

    P.S.

    Kann die Schaltung eigentlich derart modifiziert werden, dass sich die Mindestdauer, die der Taster zum Einschalten gedrückt gehalten werden muss (3s), reduzieren lässt?

  6. Daniel sagt:

    Hallo zusammen,

    ich wuerde gerne die Energiespardose via Arduino im Netzwerk schaltbar machen. Die Software ist fuer mich kein Problem. Das Einschalten ist ebenfalls kein Problem. Aber wie muss ich den Schaltplan modifizieren bzw. an welchen Pin muss ich gehen, damit ich den Stromfluss wieder abschalten kann?

    Gruss
    Daniel

    • Jui sagt:

      Vielen Dank erst einmal für deine Arbeit!
      Die Idee von Ansmann ist eigentlich super – jedoch fallen rund 50% nach relativ kurzer Laufzeit aus (2-3 Monate). Wir haben ~20 im Einsatz. Der Ausfall macht sich wie folgt bemerkbar: Beim Ausschalten geht zwar die LED am Bedienteil aus, aber das Relais bleibt sporadisch eingeschaltet und die Verbraucher sind nach wie vor an. Ein Tausch des Relais (z.b. Finder Relais) brachte keinen Erfolg. Scheinbar wird das Relais immer noch bestromt. Was koennte die Ursache sein?
      Das Relais ist ein 24V Relais – ist es wirklich mit VCC des uC verbunden?
      Gruß,
      Jui

      • MasterFX sagt:

        Hallo Jui,

        im ersten Ansatz würde ich einfach mal den Transistor für das Relais überprüfen.

        • Jui sagt:

          Ich denke ich hab das Problem gefunden.. Beim Abschalten (Wegnahme von GND) wird der PIN am uC zum Ansteuern des Transistors hochohmig. Ein Pulldown Resistor an T1 mit ~500k behebt das Problem. Evt. auch noch den Basiswiderstand R6 auf 2k7 verringern. Bisher liefen alle AES3 hiermit fehlerfrei.. :) Mal sehen, wie sich das auf Dauer bewährt.
          Gruß,
          Jui

  7. apollo2mond sagt:

    hi,
    hast du noch weitere infos zum “stromwandler” oder ist das einfach eine spule um den stromleiter oder zu ähnlich. scheint so, dass im stromlaufplan irgenwas dazu fehl, oder?!

    danke apollo

  8. Trinomad sagt:

    Hallo,
    diese AES3 ist eigentlich wirklich super, habe aber schon 3 Defekte ausgetauscht bekommen, aber natürlich macht das Ansmann nicht endlos und der ganze Elektroschrott ist auch unnötig.
    Mal ganz vorsichtig gefragt, da Du Dir ja schon Gedanken gemacht hast: Könntest Du das noch etwas besser beschrieben, evtl. mit Photo, was Du gemacht hast? Löten, etc. ist kein Problem, aber mich da intersiv reinfräsen – da weiß ich nicht ob ich zum Ziel komme. Das scheint ja auch ein Massenphänomen zu sein, dass nach max. 200-300x schalten die Teile defekt sind, da sind sicher viele dankbar.
    Gruß, Trinomad

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