Dreiphasiger ATS-Controller PEF-321AVR von Novatek-Elektro

Heute liegt bei mir ein ATS auf dem Tisch, ausgeschrieben „Automatische Umschaltung auf Reserveversorgung“. Vereinfacht gesagt ist das ein Gerät, das bei einer Störung in der Hauptversorgung automatisch auf eine Reserveversorgung umschaltet. Da das Gerät mikrocontrollergesteuert ist, bietet es natürlich noch weitere Möglichkeiten und Besonderheiten, um die es in diesem Testbericht geht.


Derzeit kostet es 5700 UAH, also etwa 200 US-Dollar. Vor nicht allzu langer Zeit gab es allerdings eine Aktion, bei der es für 5130 UAH (185 US-Dollar) verkauft wurde. Beim Kauf lohnt es sich also, zu verhandeln.
In Russland kostet es 14800 RUB, in Belarus 489 RUB.


Tatsächlich kann ein ATS im einfachsten Fall ein ganz simples Gerät sein; seine Funktion kann sogar ein spezieller Umschalter übernehmen. Es gibt auch einfache Schaltungen mit zwei Schützen. Und für alle, die nicht selbst bauen und nicht viel Geld ausgeben möchten, haben die Chinesen günstige mechanische ATS auf den Markt gebracht.


Mit gewissen Einschränkungen habe ich den Phasenwächter PEF-301 als einphasigen ATS verwendet. Er hat drei Eingänge mit Priorisierung und überwacht die Spannung auf Über- und Unterschreitung. Die Einschränkungen betreffen den Fall, dass man die Aufgabe richtig angehen möchte: Bei der Versorgung über zwei verschiedene Umspannwerke muss auch der Neutralleiter getrennt und die Spannung an beiden Einspeisungen unabhängig überwacht werden.

Ich habe versucht, es einfach zu erklären, aber irgendwie klappt das nicht. Also komme ich zum Testgerät und erkläre die Details im Laufe des Berichts.

Und so sieht sie aus, die für Novatek typische ordentliche kleine Schachtel. Darauf stehen der Gerätename und die Adresse des Herstellers.


Im Inneren befinden sich der ATS-Controller, ein USB-Kabel und eine ziemlich umfangreiche Anleitung.


Die Anleitung enthält neben den technischen Daten sowie Beschreibungen der Betriebsmodi und Einstellungen auch eine Beschreibung der Steuerbefehle über das MODBUS-Protokoll. Wie bei vielen seiner Geräte gewährt der Hersteller laut Datenblatt 10 Jahre Garantie.
Das mitgelieferte Kabel ist ein ganz normales USB-microUSB-Kabel.


Die vollständige Anleitung kann über diesen Link heruntergeladen werden. Wie üblich zeige ich daraus einige Auszüge. Los geht es mit den technischen Daten.


Kommen wir zum Controller.


Das Gehäuse ist ziemlich groß und 9 Module breit. Offenbar wurde dasselbe Gehäuse wie beim bereits vorgestellten Datenlogger RPM-416 verwendet. Na ja, Standardisierung ist sinnvoll.
Auf der Unterseite befinden sich ein Aufkleber mit der Seriennummer und ein federbelasteter Riegel.


Die Abmessungen des Geräts.


Unten befinden sich 25 Klemmen für die Ausgangssignale und die Relaiskontakte. Hier sind auch die Anschlüsse für die Verbindung über die RS485-Schnittstelle herausgeführt.
1–3. Steuerung von Einspeisung 1 (Wechslerkontakte)
4–6. Steuerung von Einspeisung 2 (Wechslerkontakte)
7–11. nicht belegt;
12, 13. Spannungsstatus an Einspeisung 1;
14, 15. Spannungsstatus an Einspeisung 2;
16, 17. Spannungsstatus an beiden Einspeisungen;
18, 19. Betriebsstatus des Generators;
20–22. Generatorsteuerung (Wechslerkontakte)
23–25. RS-485

Interessant ist, dass die Klemmen 12–19 am Gerätegehäuse lediglich nummeriert und nicht mit Symbolen gekennzeichnet sind. Das kann in manchen Situationen ziemlich unpraktisch sein (bei Problemen sucht man schnell die Anleitung zum Gerät – die wie immer ganz hinten in einer Schublade liegt).

Wie bei anderen Geräten von Novatek kommen hochwertige Klemmen vom „Aufzugstyp“ zum Einsatz.


Hier ist beschrieben, wie die Informationen an den Klemmen 12–19 ausgegeben werden. Daran lassen sich zum Beispiel bequem irgendwelche Anzeigen anschließen.



Oben befinden sich 15 Klemmen für die Messung der Eingangsspannung, der Spannung hinter den Schützen sowie den Anschluss eines Akkus.
26–28. Phasen 1–3 von Einspeisung 1
29. Neutralleiter von Einspeisung 1
30–32. Phasen 1–3 von Einspeisung 2 oder Generatoranschluss
33. Neutralleiter von Einspeisung 2 für die Versorgung des Geräts oder den Generatoranschluss;
34–36. Phasen 1–3 zur Spannungsmessung an der Last
37. nicht belegt;
38. externer Taster zum Einschalten des Geräts über den Akku;
39. „+“ der 12-V-Akkuversorgung;
40. „−“ der 12-V-Akkuversorgung.


Der vollständige Schaltplan. An dieser Stelle muss ich darauf hinweisen, dass das Gerät für die Umschaltung Schütze mit fünf Kontaktgruppen voraussetzt: vier Leistungskontakte als Schließer und einen Hilfskontakt als Öffner.
Aufmerksam geworden bin ich darauf, weil ich versucht habe, solche Schütze zu kaufen. Dabei stellte sich heraus, dass sie fertig montiert nur schwer zu bekommen sind – und das Problem liegt genau beim vierten Schließer-Leistungskontakt.
Wie gesagt: Den Neutralleiter muss man nur dann abschalten, wenn zwei verschiedene Neutralleiter verwendet werden. Bei einem gemeinsamen Neutralleiter kann man durchaus Schütze mit 4 Gruppen (3+1) verwenden.
Der Öffner des Schützes dient hier als Notfallkontakt und soll bei einem klebenden Relais der ATS-Steuerung das zweite Schütz sperren.


Auf der Frontplatte befinden sich zwei Anzeigen, eine für jeden Eingang, eine Handvoll LEDs, drei Bedientasten und eine USB-Buchse zum Anschluss an den Computer.


Funktion der Bedienelemente und Anzeigen.


Bevor wir mit den Tests und der Beschreibung der Besonderheiten beginnen, schauen wir uns an, was in diesem Kästchen steckt. Der Deckel lässt sich ganz einfach abnehmen: An den Seiten sitzen zwei Rastnasen, die ich mir zunutze gemacht habe.


Der Aufbau besteht aus fünf Platinen, die über Steckverbinder miteinander verbunden sind.


Die Bestückung ist sehr dicht. Dabei darf man nicht vergessen, dass auf der Platine nicht nur hohe Spannungen anliegen, sondern es auch zwei unabhängige Eingänge sowie Messkreise gibt. Deshalb müssen die Sicherheitsabstände eingehalten werden.


Einige der senkrecht montierten Bauteile sind mit Schrumpfschlauch isoliert.


Die obere Platine ist mit Kunststoffschrauben über Abstandshalter befestigt und elektrisch mit drei senkrecht montierten Platinen verbunden.


Die senkrechten Platinen haben eine recht komplizierte Form, ebenfalls bedingt durch die dichte Bestückung.


Auf der oberen Platine sitzen der Mikrocontroller für die gesamte Steuerung, die Anzeigen und Bedientasten, das Relais zum Abschalten des Akkus sowie mehrere Spannungsregler.
Als Steuerungs-Mikrocontroller kommt ein Atmega32A zum Einsatz.


Zwei Platinen messen die Netzparameter und übermitteln die Daten an den Steuerungs-Mikrocontroller.


Die kleine seitliche Platine lässt sich nicht herausnehmen, also habe ich sie nicht ausgelötet.


Das Gerät komplett zerlegt.


Auf der unteren Platine befinden sich die Eingangsspannungsteiler, Netzteile, jede Menge Varistoren sowie die Relais zur Steuerung der Schütze und des Generators.


Es gibt zwei Netzteile, jedes wird von seinem eigenen Eingang versorgt. Die Hauptausgänge sind parallelgeschaltet, sodass die Versorgung vollständig unabhängig ist.
Pro Netzteil gibt es zwei Eingangskondensatoren mit je 10 µF und 400 V, die in Reihe geschaltet sind. Das ergibt 5 µF bei 800 V.
Die Netzteile basieren auf TNY266P-Controllern. Da das Gerät jedoch für eine höhere Eingangsspannung ausgelegt ist, sind davor Spannungsbegrenzer geschaltet. Jedes Netzteil hat drei Ausgänge: 12 V zur Versorgung der Gerätelektronik, 24 V zum Laden des Akkus und einen separaten, galvanisch getrennten Ausgang zur Versorgung des Messmoduls des jeweiligen Kanals.


1. Im Akkukreis sitzt eine 1-A-Sicherung. Daneben, auf der Unterseite, befindet sich eine einfache Konstantstromquelle mit 60 mA; die Spannung wird nur durch das Netzteil begrenzt.
2. Auf der Platine sitzen jede Menge Varistoren für 460 V (Vrms). Daneben sind Widerstände im Schrumpfschlauch zu sehen. Ich habe sicherheitshalber geprüft, ob der Schrumpfschlauch nicht nur außen isoliert, sondern auch den inneren, senkrechten Anschlussdraht des Widerstands schützt.
3. Außerdem gibt es sechs X-Kondensatoren, drei pro Eingang, und wieder Widerstände im Schrumpfschlauch. Zusammen mit den 75- und 150-Ω-Widerständen bilden die X-Kondensatoren einen RCR-Filter, der die Eingänge der internen Schaltnetzteile schützt.
4. Die Bestückung ist stellenweise so dicht, dass einige Bauteile diagonal eingebaut sind.


Wie ich schon geschrieben habe, ist eine der Zusatzplatinen auf die untere Platine gelötet. Meiner Meinung nach macht das Reparaturen umständlicher – zumal auf dieser Platine die Chips für die Kommunikation mit der „Außenwelt“ sitzen, die bekanntlich manchmal durchbrennen.
1. Links der Transceiver für die 485-Schnittstelle und eine einfache Logik.
2. Rechts befindet sich ein UART-USB-Konverter auf Basis des CH340G.

Eine galvanische Trennung ist vorhanden, allerdings nicht zwischen „Mikrocontroller und Konverterchip“, sondern zwischen dem Messteil und dem zentralen Mikrocontroller. Bei dieser dichten Bauweise wäre eine Trennung zwischen Mikrocontroller und Konverterchip jedoch sicherer.


1. Die Hilfssignale werden über zwei Optorelais PVT412 mit MOSFET-Ausgang (Spannung bis 400 V AC/DC) und zwei Optotriacs MOC3063 geschaltet. Letztere schalten nur Wechselstrom und verfügen über eine Nulldurchgangserkennung.
2. Für die Ausgänge zu den Schützen ist ein Paar Relais PE014012 von TE Connectivity zuständig. Dieselben Relais sitzen im Akkukreis und am Ausgang für den Generatorstart. Die Kontakte der Relais zur Steuerung der Schütze und des Generators sind einfach auf die Ausgangsklemmen geführt und haben keine Verbindung zu anderen Stromkreisen – praktisch.


Auch auf der Unterseite gibt es reichlich Bauteile, sie sind aber großzügiger verteilt.


Interessant ist, dass in der Beschreibung steht, die Klemmen 7–11 seien unbeschaltet. Auf der Platine werden sie aber verwendet. Offenbar handelt es sich um Niederspannungs-Digitaleingänge, denn in der Nähe der Klemmen gibt es eine Schutzbeschaltung aus einem Widerstand und vermutlich einem Suppressor sowie einen RCR-Filter beim Mikrocontroller.


Es gibt viele Schutzabstände, sowohl bei den Klemmen als auch unter den Widerständen der Spannungsteiler und den Y-Kondensatoren.


Die Qualität der SMD-Lötstellen lässt allerdings zu wünschen übrig ... Ich hatte den Eindruck, dass zuerst die bedrahteten Bauteile bestückt und im Ofen verlötet wurden und erst danach die SMD-Bauteile von Hand – obwohl es meistens umgekehrt gemacht wird. Nein, die Lötstellen sind stabil und am Lot wurde nicht gespart, aber besonders sauber sieht das Ganze nicht aus.


Einen Schaltplan habe ich nicht gezeichnet, aber eine Art Blockschaltbild skizziert, damit das Funktionsprinzip des Geräts klarer wird.
Links sind die Eingänge 1 und 2, rechts der „Ausgang“, genauer gesagt die Klemmen, an denen die Spannung hinter den Schützen anliegt, also die Last.
Das Gerät enthält zwei unabhängige Schaltnetzteile und zwei ebenfalls unabhängige Messplatinen. Sie werden über separate Transformatorwicklungen versorgt, die nicht mit der Versorgung der Überwachungs- und Steuereinheit verbunden sind. Die Daten der Messmodule werden über eine galvanische Optokopplertrennung an den Controller übertragen. So sind die Messkreise, die mit den Hochspannungskreisen verbunden sind, vollständig von den Überwachungskreisen isoliert.



Funktionsbeschreibung und ein paar Tests.

Zunächst habe ich einen Eingang angeschlossen. Dabei waren alle Eingänge für die Phasen miteinander verbunden.
Natürlich hat mich der Controller sofort mit wenig schmeichelhaften Worten bedacht und immer wieder die Eingangsspannung angezeigt: Auf dem ersten Kanal waren es etwa 220–230, auf dem zweiten null.
Die Leistungsaufnahme aus dem Netz liegt in dieser Konfiguration bei etwa 2–2,5 W. Dabei ist der Akku noch nicht angeschlossen; sein Laden benötigt weitere ungefähr 1 W. Damit bleibt die Leistungsaufnahme innerhalb der angegebenen 4 W.

Beim Start erscheint auf den Anzeigen „Sta“, danach die aktuelle Phasenspannung der ersten Phase von Eingang 1 beziehungsweise Eingang 2. Mit den Links-/Rechts-Tasten kann man für beide Eingänge synchron die Phasen- (Foto 4) oder Leiterspannung jeder Phase anzeigen lassen. Auch die Frequenz lässt sich für beide Eingänge anzeigen (Foto 5).
Es gibt noch eine zweite Anzeigevariante, die sich im Menü aktivieren lässt: Dann werden die Phasen- oder Leiterspannungen automatisch im Abstand von 5 Sekunden abwechselnd angezeigt. Mit den Tasten kann man jederzeit die Anzeige aller Werte aufrufen; nach 15 Sekunden kehrt das Gerät jedoch in den Automatikmodus zurück.


Die LED-Anzeigen oben zeigen Folgendes an:
L1–L3 leuchten grün, wenn Spannung anliegt.
I leuchtet blau, wenn der Ausgang aktiviert ist.
Das Dreiecksymbol leuchtet rot, wenn am Eingang ein Fehler vorliegt (zum Beispiel eine Spannung außerhalb des Sollbereichs) oder eine Fehlermeldung ansteht.


Beschreibung der Anzeigemodi: Der vorherige Zustand wird nicht gespeichert. Nach dem Einschalten wechselt das Gerät immer in den ersten Modus; anschließend kann man mit den Tasten durch die Modi schalten.


Das Gerät lässt sich sowohl über die Software als auch über die Frontplatte bedienen. Die zweite Variante ist natürlich deutlich weniger komfortabel, aber durchaus machbar. Einige Abkürzungen sind dabei intuitiv verständlich.
1–2. Um das Menü aufzurufen, muss man die OK-Taste einige Sekunden gedrückt halten. Anschließend fragt das Gerät nach dem Passwort; standardmäßig lautet es 123.
3. Der erste Menüpunkt dient zur Auswahl des Betriebsmodus der Eingänge. Auf der linken Anzeige steht der Parameter, auf der rechten sein Wert.
4. Danach wird angeboten, das Passwort zu ändern. In den meisten Fällen ist das aber nicht unbedingt nötig.
5–8. Manche Abkürzungen sind nicht ganz leicht zu verstehen – das liegt an den Möglichkeiten der Siebensegmentanzeige.
9–16. Einstellungen wie die Grenzwerte und der Unter-/Überspannungsschutz sind dagegen gut verständlich. Es werden der Eingang sowie die minimale oder maximale Spannung ausgewählt. Hier sind entsprechend die Optionen für die Einstellung der Phasen- und Leiterspannung zu sehen.


Da es wirklich sehr viele Menüpunkte gibt, hänge ich, statt unnötig viele Fotos zu machen, einfach die Tabelle aus der Anleitung an. Darin sind alle Einstellmöglichkeiten und die Standardwerte aufgeführt.

Der wohl unverständlichste Menüpunkt ist der Parameter „Anzahl der automatischen Wiedereinschaltversuche“, einstellbar von 0 bis 5. Während der Tests bin ich nämlich mehrmals auf den „Fehler: Anzahl der Wiedereinschaltversuche“ gestoßen und konnte lange nicht verstehen, was das bedeutet.
Nach der Beschreibung könnte man meinen, dass sich die Zeitspanne ändert, da dieser Parameter eingestellt werden kann. Tatsächlich geht es aber um die Anzahl der Umschaltungen im Fehlerfall. Wenn diese häufiger erfolgen, als es die Wiedereinschaltzeit zulässt, wird eine Fehlermeldung ausgegeben und es wird nicht zurückgeschaltet.
Das heißt: Bei einem instabilen Eingang kann man einstellen, dass das Gerät mehrere Umschaltversuche auf den priorisierten Eingang unternimmt. Treten dort weiterhin Probleme auf, bleibt es auf dem Reserveeingang. 0 deaktiviert diese Funktion.
Erfolgt eine erneute Abschaltung erst nach einer Zeit, die länger als die eingestellte Wiedereinschaltzeit ist (standardmäßig 60 s), wird der Zähler für die Anzahl der Wiedereinschaltversuche zurückgesetzt.
Für eine verständlichere Beschreibung sollte man wohl das Wort „Zeit“ bei der Anzahl der Wiedereinschaltversuche weglassen, denn die Anzahl bezieht sich auf die Versuche und nicht auf die Zeit.



Zur Demonstration: Die Anzahl der Versuche ist auf 3 eingestellt. Ich habe den ersten Eingang (als priorisiert ausgewählt) geregelt. Der Überspannungsschutz spricht an. Ich habe die Spannung normalisiert, bevor auf den zweiten Eingang umgeschaltet wurde (um den Vorgang zu beschleunigen). Beim dritten Mal schaltete das Relais zwangsweise auf den zweiten Eingang um und blieb in diesem Zustand.

Vergeht zwischen den Auslösungen mehr Zeit als die eingestellte Wiedereinschaltzeit, wird der Zähler zurückgesetzt und es erfolgt keine erzwungene Umschaltung auf den anderen Eingang.



Zuerst wollte ich passende Schütze mit 230-V-Spule kaufen. Als ich dann nach geeigneten Modellen suchte, wurde mir klar, dass ich viel einfacher gewöhnliche Relais mit drei Kontaktgruppen verwenden kann.
Der Grund: Für den Test muss ich den Neutralleiter nicht schalten, und eine gegenseitige Verriegelung brauche ich ebenfalls nicht.

Letztendlich habe ich Relais mit drei Wechslergruppen und 12-V-Spulen verwendet. Sie wurden von einem separaten Netzteil versorgt.
Nach dem Verbinden wurde dieses ganze Medusengeflecht gemäß dem Schaltplan in der Anleitung an den Controller angeschlossen.


Für den ersten Test wurde der Eingang des zweiten Kanals mit dem Ausgang des Systems verbunden, also mit dem Anschluss, an den laut Konzept die Last angeschlossen werden soll. Die rechte Anzeige zeigt entsprechend die Ausgangsspannung.
Zunächst meldete das Gerät einen „Phasenschluss“, da es von einer Phase versorgt wurde. Deshalb musste ich die Überwachung dieses Fehlers in den Einstellungen deaktivieren.

Laut Anleitung beginnt der Arbeitsbereich des Geräts bei 100 V. Tatsächlich startete es schon bei etwa 35–37 V, maß die Spannung aber noch nicht. Als die Eingangsspannung auf 43 V stieg, zeigte es an, dass am Eingang 48 V anliegen. Erst bei einer Eingangsspannung von ungefähr 47–50 V begann es korrekt zu messen.
Eine weitere Erhöhung der Spannung auf 250 V zeigte einen kleinen Messfehler von etwa 1 V.

Bis hierhin sieht das alles ziemlich gut aus, denn der Eingangsbereich ist offenbar größer als angegeben. Allerdings könnte er etwas kleiner ausfallen, wenn ein Akku angeschlossen wäre, da dieser dann geladen werden müsste.


Bisher habe ich die Messung der Phasenspannung geprüft, aber auch der Betrieb mit Leiterspannung war interessant. Dazu wurde die Spannung zwischen zwei Phaseneingängen angelegt.
1–5. Auch hier funktionierte alles korrekt, obwohl der Messfehler bei der Spannung etwa 1–2 V betrug.
6. Dabei meldete das Gerät erwartungsgemäß einen „Spannungsunsymmetrie“- und einen „Phasenausfall“-Fehler.
7–9. Wie bereits erwähnt, lassen sich auf der Anzeige sowohl die Phasen- als auch die Leiterspannungen der Eingänge darstellen. Unten sind die Anzeigen bei einem „Phasenausfall“ zu sehen, jeweils für die erste, zweite und dritte Phase.

Auf den Fotos ist zu sehen, dass das Relais in allen Fällen den Ausgang nicht zuschaltet. Die Überwachung auch dieser Fehler lässt sich allerdings deaktivieren. Das kann nützlich sein, wenn zwei Phasen besser sind als gar keine.


Ein paar „Merkwürdigkeiten“ gab es auch, die man meiner Meinung nach als Fehler einstufen kann.
1, 2. Am Eingang liegen 180 V an. Wir erhöhen die Spannung auf 190 V, und das Relais schaltet korrekt ein und spricht auf den Unterspannungsschutz an.
3, 4. Dass das Relais den Ausgang auch für einige Sekunden zuschaltet, wenn eine Spannung unterhalb des unteren Grenzwerts angelegt wird, kam mir allerdings seltsam vor. Die Situation: Das Relais ist stromlos, wir legen 100 V an, das Relais startet und schaltet den Ausgang zu, „erkennt“, dass die Spannung zu niedrig ist, und schaltet den Ausgang wieder ab.



Hier die Demonstration des automatischen Starts bei niedriger Eingangsspannung: Man sieht, dass die Eingangsspannung sogar unter den angegebenen Mindestwert von 100 V fällt. Trotzdem schaltet das Gerät den Schütz ein, der nach einigen Sekunden wegen des Fehlers „Unterspannung“ wieder abschaltet.

Klar, bei wirklich sehr niedrigen Spannungen dürfte Letzteres kaum möglich sein, weil ein gewöhnlicher Schütz dann gar nicht erst anzieht. Trotzdem ist das irgendwie seltsam. Legt man dagegen eine erhöhte Eingangsspannung an, kommt es nicht zu diesem Einschalten – alles funktioniert korrekt.


Damit die Generatorsteuerung korrekt funktioniert, genauer gesagt, damit Start und Pause richtig ausgeführt werden, muss ein Akku angeschlossen werden. Laut Hersteller soll er vom Controller selbst geladen werden. Ist kein Netz vorhanden und der Akku angeschlossen, lässt sich das Gerät über die Taste zwischen Kontakt 38 und 39 zwangsweise einschalten.

Im Prinzip funktioniert alles genau so, aber es gibt ein paar Besonderheiten.
1. Nach dem Anschließen des Akkus im ausgeschalteten Zustand stellte sich heraus, dass das Gerät trotzdem einen kleinen Strom von etwa 3 mA daraus zieht. Der Strom ist gering, aber wie immer gibt es ein paar „Aber“.
2. Sobald die Versorgungsspannung anliegt, beginnt der Akku mit etwa 30–35 mA geladen zu werden. In der Anleitung steht „bis zu 60 mA“. 30–35 mA liegen natürlich auch darunter, aber der Unterschied ist doch ziemlich groß. Andererseits ist das vielleicht sogar gut, denn es gibt noch ein zweites „Aber“.
3. Die zweite Besonderheit: Begrenzt wird nur der Strom. Die Ladeschlussspannung liegt fast auf Höhe der Versorgungsspannung, also bei 24–25 V. Hier zeigt sich der Vorteil des niedrigen Ladestroms: Mit diesem Strom lässt sich der Akku schlicht nicht überladen.
4. Solange der Generator nicht gestartet ist, beträgt die Stromaufnahme des Geräts 85–90 mA. Sobald am Eingang 2 (vom Generator) Spannung anliegt, wird der Akku geladen – mit demselben Strom wie zuvor, also 30–35 mA.

Nun zu den Besonderheiten.
Das Ladegerät ist nach einer primitiven Schaltung aufgebaut, ohne Überwachung der Akkuspannung. Außerdem ist der Stromregler linear.
Da der Stromregler linear arbeitet, entsteht an ihm selbst bei 35 mA eine merkliche Verlustwärme: rechnerisch etwa 0,4 W im Normalbetrieb und bis zu 0,87 W im Fehlerfall (bei einem internen Kurzschluss des Akkus).
Das Gerät hat eine geringe Stromaufnahme und muss nur wenig versorgen, bis der Generator startet. Ein Akku mit 100 mAh Kapazität würde dafür völlig ausreichen, aber die hohe Stromaufnahme im ausgeschalteten Zustand entlädt ihn schnell.

Unterm Strich hätte ich anstelle des Herstellers ein paar Verbesserungen vorgenommen:
1. Einen Akku als Modul für die DIN-Schiene angeboten, in dessen Gehäuse sich der Akku sowie die Schutz- und Ladeschaltung befinden.
2. Von Anfang an den Betrieb mit LiFePO4-Akkus statt Bleiakkus vorgesehen, noch besser mit Superkondensatoren – zumal nur eine geringe Kapazität benötigt wird, sagen wir 200 mAh.
3. Vielleicht hätte ich die Schaltung so überarbeitet, dass das Relais den Akku nach seiner Entladung vollständig von der Schaltung trennt.



Für das Anschließen des Akkus ist ein Relais zuständig. Das Ladegerät basiert offenbar auf einem Stromregler mit LM317. Ein separater Transistor schützt vor Verpolung; das sieht sehr nach der üblichen Schaltung mit einem MOSFET aus.

Vor langer Zeit habe ich einmal gezeigt, wie man ein gewöhnliches Schaltnetzteil zu einer einfachen USV umbaut. Dabei hatte ich eine Variante für den Tiefentlade- und Verpolungsschutz mit TL431 und einem Relais vorgeschlagen, dessen Spule über eine Diode aus dem Akku versorgt wurde. Unten ein Ausschnitt aus der Schaltung: Rechts ist genau diese Baugruppe zu sehen. Meiner Meinung nach ist das sogar einfacher.


Am Temperaturverhalten des Geräts gab es nichts auszusetzen. Am stärksten erwärmt es sich bei angeschlossenem Akku; auf Foto 1 ist die Erwärmung nach einer Stunde zu sehen. Das zweite Foto zeigt die Erwärmung bei abgetrenntem Akku.


Im Inneren wird der Stromregler für das Laden des Akkus mit etwa 60 °C am wärmsten, das Relais erreicht 52–55 °C.



Zu den Betriebsmodi: Es gibt vier davon, ich werde versuchen, sie zu demonstrieren.

Modus 0, gleichberechtigte Eingänge.



Fällt die Versorgung aus oder verlässt sie die festgelegten Grenzwerte, schaltet das Gerät auf den anderen Eingang um, sofern dieser in Ordnung ist. Es bleibt dort, unabhängig davon, was am ersten Eingang passiert.
Zur Demonstration: Am zweiten Eingang liegt eine stabile Spannung an, am ersten simuliere ich eine Überspannung. Normalisiert sich die Spannung, bevor umgeschaltet wurde, kehrt das Gerät zum ersten Eingang zurück. Wurde bereits umgeschaltet, erfolgt keine Rückkehr.


Modi 1 und 2: Eingänge mit Priorität.


Hier lässt sich Eingang 1 oder 2 als Priorität auswählen. Im Normalbetrieb ist die Last immer mit dem ausgewählten Eingang verbunden. Bei einem Ausfall wird auf den Reserveeingang umgeschaltet und nach Behebung des Fehlers wieder zurückgeschaltet.
Liegen die Netzparameter am Reserveeingang ebenfalls außerhalb der eingestellten Grenzwerte, wird die Last einfach abgeschaltet.

Zur Demonstration: Eingang 1 hat Priorität. Bei einer Überspannung wird automatisch auf den zweiten Eingang umgeschaltet. Nach der Normalisierung und Ablauf der Verzögerung schaltet das Relais wieder auf den ersten Eingang zurück.



Modus 3: Betrieb mit Generator.


Für den korrekten Betrieb muss in diesem Modus ein Akku an die ATS angeschlossen sein. Außerdem wird der Generator immer an den zweiten Eingang angeschlossen.
Ein Beispiel für den Betrieb bei Spannungsausfall am Eingang: Der Generator wird an den zweiten Eingang angeschlossen; zur Simulation des Generators legt sein Steuerrelais Spannung an den zweiten Eingang. Um die Vorführung zu verkürzen, musste ich die Start- und Abschaltverzögerung des Generators auf die minimalen 5 Sekunden reduzieren.

Bei einem Ausfall am ersten Eingang wird der Start des Generators befohlen und die Wartezeit abgezählt, bis der Generator betriebsbereit ist (5-900 Sek.). Danach wird die Last zugeschaltet. Die Rückschaltung läuft ähnlich ab: Nach der üblichen Rückschaltverzögerung wird auf den ersten Eingang umgeschaltet, anschließend läuft die Abschaltverzögerung des Generators ab (5-900 Sek.) und der Generator wird ausgeschaltet.

Die Zeiteinstellung ist gut durchdacht: Zunächst wird in 5-Sekunden-Schritten eingestellt (bis 60 Sek.), danach in 30-Sekunden-Schritten (bis 90 Sek.).



Bei Überspannung ist der Ablauf derselbe. Das gilt auch für andere Netzfehler wie Phasenschieflage, Phasenausfall, Phasenklebung usw., sofern die Reaktion auf diese Ereignisse in den Einstellungen aktiviert ist.


Modi 4 und 5: Betrieb nur mit dem ausgewählten Eingang.
Hier findet keine automatische Umschaltung statt. Sie wählen den gewünschten Eingang aus, und die ATS schaltet den Ausgang nur ab, wenn die Netzparameter am ausgewählten Eingang die vorgegebenen Grenzwerte überschreiten oder unterschreiten.

Beispiel: Betrieb nur mit Eingang 1. Die Spannung dort ist zu hoch, also schaltet das Relais den Ausgang ab. Es schaltet jedoch nicht auf Eingang 2 um, an dem die Versorgung in Ordnung ist. Sobald sich die Versorgung an Eingang 1 wieder normalisiert, wird die Last zugeschaltet.



Für eine bequemere Bedienung und Überwachung des Geräts bietet der Hersteller ein Programm an. Nach der Installation hat es mich erst einmal angepflaumt, also musste ich ihm Schreibrechte für den Installationsordner geben.


Für die Verbindung kann USB oder RS485 verwendet werden. Tatsächlich laufen beide über Konverter. Bei mir war COM6 USB und COM9 RS485 über einen USB-Konverter. Außerdem lässt sich TCP als Verbindung auswählen, soweit ich weiß aber nur mit dem passenden Adapter.
Ein erster Nachteil: Die Software sucht nicht nur nicht automatisch nach den eigenen Geräten, sondern merkt sich auch das zuletzt verbundene Gerät nicht. Das ist etwas nervig, weil man jedes Mal wieder in die Einstellungen gehen muss.


Das habe ich beim ersten Verbinden gesehen: die Standardeinstellungen. Da nur ein Eingang und dazu noch eine Phase angeschlossen waren, gab es entsprechend jede Menge Fehler.
Als ich den Testbericht schrieb, fiel mir auf, dass oben rechts „Spannung an den Ausgangskontakten“ und ein grünes Symbol für die erste Phase angezeigt werden. Soweit ich mich erinnere, war dort aber nichts angeschlossen. Vielleicht waren es irgendwelche Störungen.


Ein wichtiger Bereich: die Einstellungen. Hier lässt sich alles konfigurieren, was auch über die Frontplatte eingestellt werden kann, allerdings deutlich bequemer. Außerdem gibt es eine Besonderheit: Die Parameter lassen sich auch auf Zwischenwerte einstellen. Über das Bedienfeld des Geräts kann man zum Beispiel eine Verzögerung von 5 oder 10 Sekunden einstellen, in der Software dagegen jeden Wert in 1-Sekunden-Schritten. Das ist so gelöst, weil man am Bedienfeld die Werte nur durch Durchschalten einstellen kann, während sie sich in der Software direkt eingeben lassen.

Ein kleiner Nachteil: Beim Öffnen des Einstellungsmenüs muss man einige Sekunden warten, bis die Software die aktuellen Einstellungen aus dem Gerät geladen und das entsprechende Fenster angezeigt hat.


Die Einstellungen sind dieselben wie am Bedienfeld. Als nützliche Ergänzung gibt es zu jedem Punkt einen Hinweis mit dem Einstellbereich und dem Standardwert.


In der vollständigen Ansicht (soweit das bei einem einphasigen Netz möglich ist) ist das Fenster recht informativ: Man kann die Phasen- und Leiterspannungen beider Eingänge sowie den Zustand des Ausgangs, die Akkuspannung, die Frequenz und aktuelle Störungen überwachen.
Da das Gerät beim Umschalten verschiedene Zeitverzögerungen abarbeitet, wird unten der Fortschritt der Verzögerungszeit angezeigt.


Einige Störzustände lassen sich zurücksetzen, zum Beispiel auch die Störung wegen der maximalen Anzahl automatischer Wiedereinschaltungen.


Bei den Tests ist mir aufgefallen, dass das Gerät die Netzfrequenz nicht ermittelt, wenn die Eingangsspannung unter 100 V liegt. Interessanterweise wird dabei aber auch keine Frequenzstörung ausgelöst.


Solange das Gerät mit dem PC verbunden ist, werden automatisch alle von ihm empfangenen Daten aufgezeichnet. Genau über einen Fehler beim Schreiben dieser Datei hat sich das System beschwert.
Zum Anzeigen der Daten dient derselbe Viewer wie in der Software des Registriergeräts RPM-416.


Die Liste der angezeigten Parameter ist lang, gleichzeitig lassen sich aber nur sechs davon darstellen.


Die verschiedenen Parameter werden in unterschiedlichen Farben dargestellt.


Wie beim RPM-416 gibt es allerdings einen gewissen Nachteil: Es gibt nur zwei Skalen, eine horizontale und eine vertikale. Dabei werden die Parameter auf der vertikalen Skala alle in derselben Einheit dargestellt. Anders als beim RPM-416 ist das hier aber nicht ganz so kritisch. Trotzdem wäre es schön, die unpraktische automatische Skalierung zu verbessern, bei der sich Werte nicht in passenden Schritten anzeigen lassen (zum Beispiel 50, 100, 150, 200 statt 51,3, 102,3, 154,7).

Auf diesem Screenshot ist außerdem ein „Wald“ aus Spannungseinbrüchen etwa in der Mitte des Diagramms zu sehen. Tatsächlich war mit der Spannung alles in Ordnung; zu diesem Zeitpunkt lief die Verbindung einfach über RS485. Nach dem Wechsel auf USB war alles wieder normal. Ich vermute, dass der günstige Konverter die Ursache war, und werde es später mit einem anderen versuchen.



Das Gerät lief während der Tests stabil, und im Grunde gab es kaum ernsthafte Beanstandungen – wenn da nicht ein großes „Aber“ wäre.

Das Problem ist, dass es hier zwar eine galvanische Trennung zwischen Mess- und Überwachungskreisen geben sollte, die Sache in der Praxis aber deutlich komplizierter ist.

Galvanische Trennung ist nämlich nicht gleich galvanische Trennung. Manchmal reicht es zum Beispiel, eine direkte Verbindung zu vermeiden, damit keine „Erdschleife“ entsteht – das nennt man funktionale Trennung. In diesem Fall muss die Trennung aber nicht nur eine Verbindung verhindern, sondern auch ein bestimmtes Maß an elektrischer Sicherheit gewährleisten.
Das schützt sowohl vor einem Stromschlag, falls irgendwelche Teile aus dem Gehäuse herausragen, als auch vor Gefahren im Betrieb, wenn diese Teile an andere Geräte angeschlossen werden.

Zur Erinnerung: Üblicherweise rechnet man mit einer Durchschlagspannung von 1 kV pro 1 mm. Für ein akzeptables Maß an Sicherheit sollte der Abstand zwischen den „heißen“ und „kalten“ Bereichen mindestens 5 mm betragen (manchmal auch mehr); zusätzlich werden Schutzschlitze vorgesehen.
Die Schlitze verhindern einen Überschlag über die Oberfläche der Platine. Manche werden fragen: Wozu braucht man ein solches Sicherheitsniveau, wenn an der Steckdose 220 V anliegen? Das gilt alles unter normalen Bedingungen. Aber es gibt Feuchtigkeit, Staub, elektrostatische Entladungen, Hochspannungsimpulse und so weiter.

Eine genaue Untersuchung der Platine zeigte dann ein ziemlich trauriges Bild.

1. Auf dem Foto sieht man eine senkrecht montierte Platine und eine darunter verlaufende Leiterbahn.
2. Das Problem: Auf der Leiterbahn der Hauptplatine liegt Netzspannung an, während sich auf der unteren Kupferfläche der senkrechten Platine die Masse der Steuerplatine befindet. Der Abstand dazwischen beträgt etwa 1 mm. Auf der anderen Seite der senkrechten Platine liegt, 2 mm von der spannungsführenden Leiterbahn entfernt, der Versorgungspunkt des USB-Konverters.
3. Die obere Platine mit zwei Optokopplern; nach links führen Leiterbahnen zu den Messplatinen.
4. Unter den Optokopplern beträgt der Abstand zwischen der „kalten“ und der „heißen“ Seite ebenfalls nur etwa 1 mm. Von den eng verflochtenen Leiterbahnen darüber ganz zu schweigen.


Ähnliche Stellen gibt es auch auf der unteren Platine. Blau markiert ist die „kalte“ Seite, rot die direkt mit der Eingangsspannung verbundenen Schaltungsteile und orange der Neutralleiter bei korrektem Anschluss. Tatsächlich gibt es noch weitere solche Stellen; ich habe die markiert, die sofort ins Auge fallen. Mich hat die seltsame Logik der Entwickler wirklich überrascht: Sie haben die Hochspannungs-Spannungsteiler so weit von den Messmodulen entfernt und in der Nähe des „kalten“ Geräteteils platziert …

Das bedeutet, dass dieses Gerät die Prüfung der elektrischen Sicherheit mit einem Hochspannungsprüfgerät nicht besteht und der angegebenen Schutzklasse nicht entspricht.
Nur der Vollständigkeit halber: Die Lötstoppmaske ist in diesem Fall kein Isolator, anders als Schutzlacke.


Das ist ein klassischer Fehler. Hier ein Beispiel für ein anderes Gerät, bei dem die Entwickler zwar Schutzschlitze neben den Relaiskontakten vorgesehen haben, aber vergessen haben, dass es weiter hinten ebenfalls Engstellen gibt. Außerdem gibt es auch hier einen USB-Anschluss, der nach außen führt, und die große Kupferfläche ist mit GND dieses Anschlusses verbunden.


Solche Dinge können böse Folgen haben. Auf dem Foto unten seht ihr ein Netzteil, das bei der Vorbereitung des Tests beschädigt wurde. Rechts neben dem Y-Kondensator befindet sich der Anschlusspunkt für den Schutzleiter.


Tatsächlich war es aber noch deutlich schlimmer. Ich führte Tests durch, alles war wie im Schaltplan gezeigt angeschlossen. Der Stelltransformator war zwar nicht ganz korrekt angeschlossen, aber so eingestellt, dass er im Grunde keinen Einfluss hatte.
Das sah so aus:
Der ATS war eingeschaltet, ich regelte die Spannung mit dem Stelltransformator. Nach einigen Einstellungen meldete der ATS einen Fehler wegen der „Schalthäufigkeit der automatischen Wiedereinschaltung“ und schaltete die Schütze ab.
Ich wollte prüfen, wie das Zurücksetzen der Fehler funktioniert. Ich stellte den Stelltransformator auf Neutralstellung, schloss das USB-Kabel an den Hub an, startete die Software und verband mich mit dem Gerät.
Alles funktionierte korrekt. Ich wählte „Störungen zurücksetzen“ und bestätigte. Das Schütz klickte, dann ging fast gleichzeitig das Licht aus und der Leitungsschutzschalter für diesen Stromkreis löste mit einem Klick aus.
Mein erster Gedanke war natürlich, dass ich etwas falsch angeschlossen hatte. Aber bis dahin hatte doch alles normal funktioniert.
Ich überprüfte die Leitungen noch einmal, alles war in Ordnung. Ich schaltete den Leitungsschutzschalter wieder ein und versorgte den ATS mit Spannung – nichts.
Dann fiel mir ein, dass ich vielleicht den Computer einschalten sollte (er hängt am selben Stromkreis und war deshalb ausgegangen). Aber auf den Einschaltknopf reagierte er nicht.
Da wurde mir klar, dass hier eindeutig „etwas schiefgelaufen“ war.

Am Ende waren folgende Geräte defekt:
1. Der USB-Hub komplett, sein Netzteil ist aber in Ordnung.
2. Der Bluetooth-Adapter: durchgeschlagen und überhitzt, weil das Netzteil des Hubs weiterlief.
3. Die Uhr mit VFD-Display, die über diesen Hub versorgt wurde: Der Mikrocontroller ist durchgebrannt.
4. Der Mini-PC: Der Prozessor wurde über die USB-Datenleitungen durchgeschlagen, außerdem gab es einen Kurzschluss auf der 3,3-V-Schiene. Die drei SSDs, 16 GB RAM und die USB-SSD haben überlebt; auch das Netzteil des PCs ist in Ordnung.
5. Das Netzteil des Monitors; der Monitor selbst hat überlebt.
6. Vermutlich der Controller des 3D-Druckers. Ich habe ihn aber nicht überprüft, da ich ihn nicht benutze. Er war jedenfalls ebenfalls am Mini-PC angeschlossen, und zwar am selben USB-Port-Paar.




Ich wandte mich an den technischen Support und sprach mit einem der Ingenieure. Ich schilderte die Situation und erwähnte auch eine Merkwürdigkeit, die schon ganz am Anfang aufgetreten war.
Als ich die Schaltung mit den Relais (im Grunde Schützen) aufgebaut hatte, meldete das Gerät beim Einschalten, ein Schütz sei kleben geblieben. Es stellte sich heraus, dass bei ausgeschalteten Relais an Klemme 35 (Last L2) 220 V anlagen, an den Klemmen 34 und 36 waren es etwa 50 V. Ich schloss eine kleine Last an diese Leitung an, und das Relais schaltete. Ich wollte diese seltsame Situation fotografieren, aber als ich es ein paar Stunden später noch einmal einschalten wollte, funktionierte alles einwandfrei.

Ich fragte nach der galvanischen Trennung. Man bestätigte mir, dass eine Trennung vorhanden sei und selbst bei vertauschtem Außenleiter und Neutralleiter nichts passieren würde (es besteht die Möglichkeit, dass ich sie vertauscht hatte).
Als mögliche Ursache wurde ein Widerstand des Spannungsteilers vermutet, der auf die Platine gedrückt worden sein könnte. Er ist genau an die Leitung angeschlossen, an der ich die Phantomspannung von 220 V gemessen hatte.

Ja, theoretisch ist das möglich. Ich habe mir aber das Foto angesehen, das ganz am Anfang beim Zerlegen aufgenommen wurde – also den ursprünglichen Zustand. Und tatsächlich wird der Widerstand von einem der Spannungsregler heruntergedrückt.


Das Seltsame ist, dass ich ihn beim Zerlegen in die richtige Position gebogen habe. Ganz sicher bin ich mir nicht, denn beim erneuten Öffnen habe ich kein Foto gemacht. Trotzdem wollte ich es überprüfen.
1. So sollte der Widerstand eigentlich stehen.
2. So könnte er stehen, wenn er auf die Platine gedrückt würde.


Selbst wenn man ihn auf die Platine drückt, liegt er immer noch auf einem „blanken“ Platinenbereich. Der Abstand zu den nächstgelegenen stromführenden Teilen beträgt mindestens 2 mm.
Nach der durchgeführten Analyse zu urteilen, ist der Durchschlag vermutlich über eine Datenleitung erfolgt oder – weniger wahrscheinlich – über die 5-V-Leitung. Auf der Platine gibt es allerdings einen Widerstand in der 5-V-Leitung, und der ist unbeschädigt geblieben.

Später stellte ich fest, dass der Konverter-Chip mit einem Kurzschluss in der Versorgung ausgefallen war. Nachdem ich ihn von der Stromversorgung des ATS getrennt hatte, funktionierte der ATS wieder normal. Auch RS485 funktionierte wieder, was den Ingenieur überraschte, da die Versorgung gemeinsam mit dem USB-Konverter genutzt wird.


Es gibt mehrere Möglichkeiten, das Gerät sicher zu machen:
1. Aufwendig: die Leiterbahnen auf der oberen und unteren Platine neu verlegen.
2. Einfach: eine separate galvanische Trennung für die USB- und RS485-Leitungen einbauen.

Meiner Meinung nach ist die zweite Variante besser geeignet und technisch einfacher umzusetzen, da sich beide Schnittstellen auf einer kleinen Platine befinden und nur diese neu geroutet werden muss. Die einzige potenziell gefährliche Stelle bleibt der Ausgang zum Anschluss des Akkus. Hier könnte man es aber mit zusätzlichen Isolationsschlitzen und eventuell einer Isoliereinlage versuchen. Übrigens würde die galvanische Trennung der Schnittstellen die Anforderungen an die Kriechstrecken auch an den Stellen vereinfachen, an denen sie derzeit ausreichend sind.

Außerdem sollte der Techniker vielleicht noch über den senkrecht stehenden Widerstand nachdenken: Entweder sollte man ihn gar nicht erst umbiegen können, oder er braucht eine zuverlässigere Isolierung. Zusätzlich habe ich vorgeschlagen, die Widerstände um 180 Grad zu drehen, damit nicht der an die Phase angeschlossene Anschluss nach oben ragt, sondern der mit dem unteren Zweig des Spannungsteilers verbundene.
Fairerweise muss ich sagen, dass ich einen Durchschlag zwischen diesem Anschluss und dem Widerstandsgehäuse befürchtet hatte. Unter dem gemeinsamen Schrumpfschlauch fand sich jedoch eine zusätzliche Isolierung dieses Anschlusses.


Die galvanische Trennung wird in solchen Fällen meist entweder mit einem speziellen ADUM-Chip oder mit zwei Optokopplern realisiert.

Varianten mit Optokopplern findet man sogar in chinesischen Geräten sehr häufig. Auch dort gibt es zwar Sicherheitsbedenken, andererseits ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie an Hochspannungskreise angeschlossen werden, deutlich geringer.
1. Platine der USB-Wandler der Serien DPS und DPH.
2, 3. Bei RS485 ist es komplizierter. Auch hier kann man ein Paar Optokoppler einsetzen, wie es bei der Sousim-Last gemacht wurde. Der Transceiver braucht aber zusätzlich eine Stromversorgung, deshalb kommt ein kleiner DC-DC-Wandler mit galvanischer Trennung zum Einsatz.
4. Der DC-DC-Wandler sollte einen größeren Abstand zwischen den Ein- und Ausgangskontakten haben, zum Beispiel wie beim B0505S-2W. Aber selbst bei diesen Modulen ist die Spannung nur bis 1500 V angegeben, benötigt werden jedoch 2500 V.




Kommen wir nun zum Fazit.
So seltsam es auch klingen mag: Insgesamt hat mir das Gerät gefallen, und dafür gibt es mehrere Gründe.
1. Stabiler Betrieb
2. Ordentlicher Funktionsumfang, einschließlich Überwachung des Schützzustands.
3. Viele Einstellungen und damit eine große Flexibilität bei der Anpassung
4. Möglichkeit zur Fernsteuerung über eine spezielle Software
5. Betrieb über das MODBUS-Protokoll. Das habe ich nicht überprüft, aber die Anleitung enthält eine recht ausführliche Beschreibung. Vielleicht teste ich es später noch.
6. Betrieb als Datenlogger bei Anschluss an einen Computer

Wenn man das Gerät als Ganzes betrachtet, ist es wirklich ziemlich gut. Sogar das Design hat mir gefallen, ebenso die Verwendung hochwertiger Relais, Varistoren und Kondensatoren. Die Lötqualität könnte noch etwas besser sein, aber in diesem Fall ist das eher eine Frage der Optik.

Wie am Ende des Tests beschrieben, gibt es allerdings einen erheblichen Wermutstropfen: die geringe Zuverlässigkeit der Isolierung. Für das Gerät selbst ist das nicht wichtig, beim Anschluss an einen Computer aber kritisch – und auch für den Benutzer, da der USB-Anschluss berührbar ist. Mich würde hier die Meinung anderer Leser interessieren. Vielleicht liege ich irgendwo falsch und in Wirklichkeit ist alles gar nicht so schlimm? Anders gesagt: Wer ist schuld und was ist zu tun?
Bis auf Weiteres würde ich aus Sicherheitsgründen empfehlen, eine galvanische USB-Trennung zu verwenden. Das erhöht zwar die Sicherheit, beseitigt das Problem aber nicht vollständig.

Kurz gesagt: funktional, betriebsfähig, durchaus durchdacht und zuverlässig. Beim Anschluss externer Schnittstellen sollte man jedoch davon ausgehen, dass sie mit dem Stromnetz verbunden sind, und entsprechende Sicherheitsmaßnahmen treffen.

Das Gerät wurde inzwischen zur Reparatur und zur Analyse der beschriebenen Probleme an den Hersteller geschickt. Wahrscheinlich wird mir dafür ein anderes zugeschickt. Falls ihr also Fragen zur Software oder zu den Besonderheiten des Betriebs habt, kann ich sie überprüfen.

Das war's fürs Erste. Ich hoffe, der Beitrag war hilfreich.