"Lebensdauer" KNX-Komponenten

[ThorstenF]

Ich habe erst letzte Woche für meinen Neubau die Wohngebäudeversicherung (bei Ergo) abgeschlossen. Da gab es den Punkt Alarmanlage/Haussteuerung als zusätzliche Option. Da der Vertreter den Punkt erst vergessen hatte und das Angebot nochmal anpassen musste, habe ich den Preisunterschied: 42€/Jahr Mehrpreis der Wohngebäudeversicherung bei 30T€ Wert der Haussteuerung. Versicherung umfasst auch Elementarschäden, was im Keller ja mal vorkommen kann, d.h. eine "Versicherung für KNX" ist auf jeden Fall bezahlbar :-)

[heckmannju]

da ich ja in unseren Neubau die komplette Installation mit KNX-Komponenten von GIRA vorgenommen habe, stellt sich nun noch eine Frage bezüglich der Lebensdauer der Komponenten.

Ich denke das ist ähnlich wie beim Kauf von Aktien das man nicht unbedingt aus der Perfomance der Vergangenheit rückschlüse auf die Zukunft ziehen kann.

[concept]

Ich denke das ist ähnlich wie beim Kauf von Aktien das man nicht unbedingt aus der Perfomance der Vergangenheit rückschlüse auf die Zukunft ziehen kann.

Nun, ich denke nicht, das man die Mechanismen eines psychologisch gesteuerten Aktienmarktes mit den Gesetzmässigkeiten elektrotechnischer Produkte vergleichen kann. Im Elektronikbereich wurden in den letzten 30 Jahren gigantische Fortschritte erzielt, moderne Produkte sind wesentlich höher integriert als frühere Generationen, für die Entwicklung werden moderne Designtools verwendet, die Produktionstechnik ist weitgehend automatisiert und wird (weitestgehend) sehr gut beherrscht, es wird automatisch getestet, das Qualitätsmanagement hat eine ganz andere Wichtigkeit erlangt gegenüber früher. Etablierte Hersteller werden für ein neues Produkt auch nicht immer wieder alles komplett neu entwickeln, sondern man hat eine Toolbox bewährter Schaltungstechnik und Softwaremodule und implementiert halt die zusätzlichen Funktionen neu. Insgesamt erwarte ich, dass aktuelle Komponenten eines etablierten Herstellers (wie zB ABB) eine höhere Zuverlässigkeit erreichen wie ältere Produkte.

Jüngeren deutschen Herstellern wie Enertex und MDT, welche vielleicht nicht über ein derartiges Reservoir an Erfahrungen verfügen wie eine ABB oder Siemens unterstelle ich mal den Willen und die Motivation, auch einen sehr hohen Qualitätsstandard erreichen zu wollen und vermute einfach mal, dass sie sich im Falle von unerwarteten Problemen schnell und kooperativ darum bemühen, eventuelle Probleme zu beseitigen. Dies ist je eine der möglichen Stärken kleinerer Unternehmen...

Eher die Finger lassen würde ich von "exotischen" Herstellern, von denen ich die Historie nicht kenne...

[Hochpass]

Der Gira TS3 hält in der Version <I07 bis zu einem Jahr....

[raman]

Ich denke das ist ähnlich wie beim Kauf von Aktien das man nicht unbedingt aus der Perfomance der Vergangenheit rückschlüse auf die Zukunft ziehen kann.

Nun ja, Geschichte wiederholt sich nicht, aber sie reimt sich. Aber im Ernst:

Die Halbleitertechnik hat sich zwar weiterentwickelt. Das führt aber nicht zwingend dazu, dass die Lebensdauer steigt. Im Gegenteil: Zwar sind austrocknende Elektrolytkondensatoren heute nicht mehr so häufig (bessere Dichtung, teilweise Laserschweissung), dafür ist die technische Belastung hochintegrierter Komponenten wesentlich höher und die Kostenrechnung und Optimierung führt zu immer dünneren und leichteren Materialien. Ausserdem werden teure Elemente eingespart zulasten der Leitfähigkeit, was wiederum die Abwärme erhöht. Zwar oft nur an wenigen und kleinen Bauteilen, dennoch altern diese beschleunigt.

Im Bereich der Displays spielen vor allem OLED in einer Liga, die sehr starker Alterung unterworfen sein könnte. Hier lässt sich nur spekulieren. Es gibt nur bedingt Raffalterungsverfahren, die wirklich eine Vorhersage des genauen Alterungsverlaufs ermöglichen.

Die Aussage bzgl. den Herstellern lässt sich aus Daten von Versicherungen und der Halbleiterforschung nicht nachvollziehen. Es ist übrigens sogar eher so, dass die älteren Hersteller ihre alten IC immer noch verbauen, weil die Entwicklungen nie abgeschrieben wurden. Der Markt ist zu klein, und glaubt man der Fachliteratur, hat nur ein Hersteller (vielleicht eher zwei), wenn überhaupt, eine schwarze Zahl mit KNX geschrieben, die meisten dürften kaum etwas verdienen. Trotz der abenteuerlich hohen Preise im Vergleich zum enthaltenen Material.

Tendenziell gelten die 15 Jahre für die Abschreibung von Halbleiterbaugruppen immer recht zuverlässig. Es scheint wenig Unterschiede zwischen den Baureihen und Herstellern zu geben. Einige wenige (Dimmer) leben weniger lang, andere etwas länger. Aber im Schnitt passen die 15 Jahre. Für den EDV-Bereich gilt die Angabe nicht, hier sank die Lebensdauer, da die thermische Belastung stark zugenommen hat (Prozessor). Das betrifft aber kaum KNX-Komponenten (ausser vielleicht Displays).

Der Vergleich hier bezieht sich auf KNX-TP. Für KNX-PL (wenig verbreitet) gibt es wenige Daten, da ist eine statistische Auswertung schlecht möglich. Aber naheliegend ist, dass die in den Foren immer wieder berichteten eher frühen Ausfälle mancher Komponenten von BJ Powernet eher auf die erhöhte Abwärme der Spannungsregler zurückzuführen ist.

Und wenn ich noch eine persönliche Meinung anfügen darf: Wenn ihr einen Touchbildschirm installiert, wollt ihr den vielleicht nicht 15 Jahre sehen, oder? Ich würde ihn vielleicht eher ersetzen bzw. der WAF sinkt so stark, dass eine Änderung erforderlich wird. Wenn man bedenkt, wie heute ein MiniTableau (MT701) wirken würde. Das schaut aus, als käme es aus einer sehr fernen Vergangenheit, dabei ist es gar nicht wirklich alt, sondern nur die Entwicklung war stürmisch.

Und vergleich man die aktuellen Taster von MDT mit Farbdisplay mit einem anderen Controller eines anderen Herstellers mit LCD: Wie Tag und Nacht. So wird Haustechnik auch gefühlt kurzlebiger und sicher häufig ein Austausch eher vorgenommen, weil eine Erneuerung erwünscht ist, nicht weil sie notwendig wird.

[raman]

grandmaster Und noch eine Frage an Dich: Ist das Thema "Lebensdauer" eine Art zentrales Argument für Dich und Deine Frau? Ich würde hier ehrlich den statistischen Wert nehmen und darauf die Abschreibung beziehen. Alles andere wäre Spekulation, aber eben auch die Frage, wozu das dienen sollte.

Jeder Fernseher, jeder Computer, jedes Tablet/Smartphone hat doch auch einen Lebenszyklus. Wie haltet ihr es dort?

Küchengeräte haben auch ihre übliche Lebensdauer. Das sollte man ohnehin im Blick haben, wenn man sich einrichtet. Exotische Herdformate werden dafür sorgen, dass der Ersatz 18 Jahre später (statistisches Lebensmittel eines E-Herdes) schwer wird. Bei der Spülmaschine (7.5 Jahre) wird es vorher Probleme geben. Der Kühlschrank lebt dagegen mit mehr als 20 Jahren erstaunlich lange, wobei hier die alten Kältemittel (FCKW) mit ihren günstigen Eigenschaften und den sehr langen Lebensdauern der ineffizienten aber robusten Altgeräte dafür sorgen, dass der Wert noch sehr hoch liegt.

Wenn man in der Küche eine Front von Einbaugeräten einbaut, wird man früher oder später damit leben müssen, dass die Optik gestört wird, wenn das erste Gerät ausfällt.

Insbesondere Kaffeeautomaten würde ich nicht einbauen. Die sind hoch anfällig, hygienisch alle fragwürdig - insbesondere jene, bei denen sich die Brühgruppe nicht leicht ausbauen lässt. Jeglicher Chemieeinsatz kann die Handreinigung nicht sinnvoll ersetzen und v. a. das Gerät nicht aussagen, ausbürsten etc.

Vielleicht diskutierst Du das Thema "Lebensdauer" einmal allgemeiner zu Hause. In dieser Einordnung wird doch bald klar, dass Du bzgl. KNX keine Sorgen haben brauchst.

[l0wside]

Die Halbleitertechnik hat sich zwar weiterentwickelt. Das führt aber nicht zwingend dazu, dass die Lebensdauer steigt. Im Gegenteil: Zwar sind austrocknende Elektrolytkondensatoren heute nicht mehr so häufig (bessere Dichtung, teilweise Laserschweissung), dafür ist die technische Belastung hochintegrierter Komponenten wesentlich höher und die Kostenrechnung und Optimierung führt zu immer dünneren und leichteren Materialien. Ausserdem werden teure Elemente eingespart zulasten der Leitfähigkeit, was wiederum die Abwärme erhöht. Zwar oft nur an wenigen und kleinen Bauteilen, dennoch altern diese beschleunigt.

Gegenrede. Du hast vollkommen recht, dass Elektronik letztendlich immer an Wärme stirbt. Allerdings ist (bis auf vielleicht Dimmer) das, was im Schaltschrank hängt, doch keiner relevanten Temperaturbelastung unterworfen. Im Keller hat es selten mehr als 20°C, und welche KNX-Komponente hat denn eine signifikante Eigenerwärmung? Und der Kostendruck auf die einzelnen Bauteile ist bei KNX bei weitem nicht so hoch wie in der Consumer-Elektronik. Die Stückzahlen sind viel zu klein, als dass sich 10ct Ersparnis ernsthaft auswirken würden. Wenn etwas stirbt, dürften es nach wie vor die Elkos sein, oder vielleich mal ein klebendes Relais. Die Halbleiter machen mir keine Sorgen. Auch die Prozessoren haben bei KNX meist eher wenig zu tun - der Rechenaufwand in einem Schaltaktor ist so, dass sich der typische 16-Bitter zu Tode langweilt.
Bei OLEDs gebe ich dir Recht, niemand weiß heute genau, wie die altern.

Die Aussage bzgl. den Herstellern lässt sich aus Daten von Versicherungen und der Halbleiterforschung nicht nachvollziehen. Es ist übrigens sogar eher so, dass die älteren Hersteller ihre alten IC immer noch verbauen, weil die Entwicklungen nie abgeschrieben wurden. Der Markt ist zu klein, und glaubt man der Fachliteratur, hat nur ein Hersteller (vielleicht eher zwei), wenn überhaupt, eine schwarze Zahl mit KNX geschrieben, die meisten dürften kaum etwas verdienen. Trotz der abenteuerlich hohen Preise im Vergleich zum enthaltenen Material.

Sprichst du von IC-Herstellern (wie ein Elmos oder ein OnSemi mit ihren Transceivern jemals Geld verdienen, ist mir schleierhaft) oder von Komponentenherstellern? Bei Letzteren haben doch einige ganz nett Geld verdient, willkürlich seien mal Weinzierl und Basalte genannt.

Neugierdehalber: woher hast du die Zahl 15 Jahre? Das sind ca. 130.000 Betriebsstunden. Wenn ich nun annehme, dass der Baustein 25°C hat, sagt mir Arrhenius, dass das ca. 3600h bei 70°C entspricht[1].

Max

[1] Angenommene Aktivierungsenergie 0,7eV.

[sonnenschirmer]

...hat nur ein Hersteller (vielleicht eher zwei), wenn überhaupt, eine schwarze Zahl mit KNX geschrieben, die meisten dürften kaum etwas verdienen. Trotz der abenteuerlich hohen Preise im Vergleich zum enthaltenen Material.

Nun, dann mag es wohl daran liegen, dass die großen das Thema falsch angehen... Wenn man sich die Zahlen eines im Vergleich zu den Elektro-Marktführern eher kleinen Hersteller aus Engelskirchen ansieht, der von vielen hier im Forum aufgrund der Qualität und des Preis- / Leistungsverhältnisses gern genutzt wird, seine Produkte ausschließlich in Deutschland herstellt und trotzdem einen attraktiven Preis bietet UND dabei gutes Geld verdient... Frage ich mich, was die anderen Hersteller da grundlegend falsch machen....

[raman]

Die Rechnung über einen Raffaktor mittels Arrheniusgesetz ist zwar eine Annäherung, aber nicht mehr. Es spielt nicht die Temperatur des Gehäuses eine Rolle sondern natürlich vom jeweils betrachteten Element selber. Elkos erwärmen sich alleine schon wegen überlagerten Schwingungen auf dem Bus und Riples. Bei den anderen Komponenten ist es oft ein Übergangswiderstand oder innerer Widerstand. So einfach ist es leider nicht. Lokal liegen die Temperaturen oft wesentlich höher, einfach mal eine Thermokamera nutzen.

Der Keller ist schon ideal, da stimme ich zu. Wenn nicht gerade daneben noch warme Geräte stehen (Wäschetrockner) o. ä.

[concept]

Du hast vollkommen recht, dass Elektronik letztendlich immer an Wärme stirbt.

das ist jetzt natürlich völliger unsinn, elektronik kann aus 1000 gründen ausfallen, zu hohe temperatur ist nur einer der möglichen ausfallgründe

[raman]

das ist jetzt natürlich völliger unsinn, elektronik kann aus 1000 gründen ausfallen, zu hohe temperatur ist nur einer der möglichen ausfallgründe

Ich würde Dir zustimmen, dass es sehr viele Gründe gibt. Für den Ausfall in der Realität ist es aber ein wesentlicher Faktor, insbesondere nach längerer Zeit. Am Anfang sind es eher "kalte" Lötstellen, Überspannungen. Wenn dann kein Unfall bzgl. Überspannungen passiert, ist es schon sehr oft die Wärme. Wobei allerdings überlagerte Wechselfrequenzen im Gerät meist unterschätzt werden. Die können jeden Elko recht schnell zum Ableben bringen. Das ist vermutlich auch ein Grund, warum wenige Menschen berichten, dass in ihrem Haus speziell Geräte nie so lange halten und aber (grob gesagt) Überspannungen nicht ermittelt werden konnten.

[Gast]

das posting #9 von raman ist top und absolut zutreffend!

man sollte auch wissen, dass sich die lebensdauer von elektronik (als faustregel) pro 10 grad temperaturerhöhung halbiert. also 30 grad wärmer und die lebensdauer ist nur noch 1/8. dies gilt aber nur für den zugelassenen temperaturbereich, darüber gehts dann im eiltempo richtung abrauchen... (deshalb haben technikräume auf mallorca auch klimaanlage).

ich betreue hier eine grössere villa auf mallorca, 5 knx-schaltschränke, 12 jahre alt (nicht von mir geplant), sehr viele gira-komponenten, die läuft schon sehr stabil, aber da spinnen halt schon mal die taster im aussenbereich (feuchtigkeit), gira minitableaus sind schon ausgefallen und gira-dimmer fallen im monatstakt aus, wobei es (bei 30kW licht) wirklich sehr viele dimmer hat. aber da sich immer der selbe fehler einstellt, gehe ich bei dieser komponente von einem designfehler aus.

allerdings - als vergleich - muss ich dazu sagen, dass auch sonst im haus über die jahre viele technische geräte kaputt gegangen sind. das knx ist im vergleich recht stabil.

Schließe mich Deiner Aussage an, jedoch heirbei differenzieren was man unter "Lebensdauer" versteht und das Thema "Blitz" raus lassen. Ersetzen mit Überspannung.
Verzichte jetzt in die Tiefe zu gehen. Fakt ist, dass die Schaltschränke nicht auf die Wärme dieser Aktorik ausgelegt sind. An Verbesserungen bastelt Hager schon seit Jahren.
Deshalb gehört alles was einen hohen Anteil an Wärme erzeugen kann nicht in einen Schaltschrank. Es empfiehlt sich den Schaltschrank zu monitoren. In der Regel herrschen hier schon um die 30 Grad. Bei einer möglichen Steigerung in der STromabnahme bzw. an Komponentne mit z.B. 10 Grad wird das kommende Smart Meter Gateway nicht überstehen. So manche mir bekannte Entwicklung besitzt im Innenleben teilweise bis zu 80 Grad und wohin mit der Wärme. Bereits erfolgreich nachgebessert bei den IP Routern.

Die Komponenten arbeiten in der Regel zuverlässig. Wenn länger auf dem Markt besitzen sie auch eine ausgereifte Firmware. Was allerdings viele unterschätzen ist die aktuell nicht monitorte Buslast. Die "Spitzen", welche zu Fehlfunktionen führen können. Wer sicher gehen will sollte sich mal mit dem Datalogger von Bab-tech anfreunden. Hier ist in wenigen Wochen eine neue Hardware Revision zu erwarten. Damit kann ich meine Bus-Landschaft künftig monitoren und wichtige Komponenten regelmäßig auf Funktion prüfen.
Derartiger "Ärger" ist in der Regel meist hausgemacht und bei "Funktionsstörungen" schnell das Produkt als Überltäter ausgeguckt. Wie es die Erfahrung lehrt führen nachgelagerte Prüfungen nicht zu einem Erfolg. Tipp: Man resete mal den Bus und versuche die Quelle einzugrenzen
Auch HS-Anwender arbeiten mal zielorientiert die Debug Seite durch und interpretieren diese "richtig".
EIB - WAIT - Event-BiDir und besonders die Queues.
Gute Hilfestellung kann auch der einstmals von Makki bereit gestellte qHSMon sein. Der spiegelt real im Counter die Telegramme wieder.
Auch das Wiregate wirft eine Grafik zu diesem Thema aus.

Selbstverständlich reifen die 'Applikationen beim Kunden. Hierbei in meinen laufendne Test gefunden und lokalisiert, Fehler in der KNX/EIB Schnittstelle, Fehler im Stack, kein zyklisches senden, Abweichung im GPS, sporadischer Ausfall im zyklischen senden, interner Speicherfehler, Spannungsabfall Hilfsspannung u.a.
Derartige Quellen sind den kurzen Entwicklungszyklen geschuldet, zumal man getrieben ist die Produkte früh auf den Markt zu biringen um vertrieblich Erfolge zu verzeichnen. Vielfach gehen diese Hoffnungen nicht auf.

[l0wside]

das ist jetzt natürlich völliger unsinn, elektronik kann aus 1000 gründen ausfallen, zu hohe temperatur ist nur einer der möglichen ausfallgründe

Auf diese qualifizierte und fundierte Aussage passend zu antworten, ist natürlich kompliziert.

Ich hatte mich auch tatsächlich inkorrekt ausgedrückt: elektronische Bauelemente sterben letztendlich fast immer an zu hoher Temperatur. Wie diese zustande kommt, ist ein anderes Thema.
Da gibt es zunächst die kontinuierlichen Alterungsprozesse, d.h. allmähliche Degeneration der Bauelemente:

• Die Wechselspannung bei Elkos führt über den ESR zu Temperaturerhöhung und damit zum frühen Tod.
• Bei schlecht gebondeten LEDs (gibt´s aus China immer mal wieder) geben die Bonds unter Wärmeeinfluss bzw. eher unter Temperaturwechseleinfluss nach.
• Bei integrierten Schaltungen steigt die Defektdichte bei höheren Temperaturen ebenfalls schneller.

Dann gibt es die kurzzeitigen Ereignisse. Bei Überspannung o.ä., die anders als die kontinuierliche Alterung zum sofortigen Tod der Bauelemente führt, ist die Spannung zwar auch das ursächliche Problem, letztendlich ergibt sich aber durch einen Überschlag oder zu hohe Strombelastung eine lokale Temperaturüberhöhung, die dann zum Abbrennen der Leiterbahn oder Durchschlag einer Gate-Source-Strecke o.ä. führt. Auch hier ist aber die Temperatur in der Root Cause Chain.

Bei der Aufbau- und Verbindungstechnik (das betrifft vor allem die Lötstellen, aber auch den Zusammenbau der Bauelemente selbst) dagegen sind eher Temperaturwechselprozesse problematisch. Die einzelnen Elemente haben unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten, und so sind heiß-kalt-heiß-kalt-Zyklen so, als würde man die Teile die ganze Zeit hin und her biegen. Irgendwann sind sie halt durch. Automobilzulieferer können ein Lied davon singen.

Für mich ist damit Ende der Diskussion. In Anbetracht deines überragenden Fachwissens und deiner differenzierten Argumentation kann ich mich nur bewundernd zurückziehen.

Max

[heckmannju]

Nun, ich denke nicht, das man die Mechanismen eines psychologisch gesteuerten Aktienmarktes mit den Gesetzmässigkeiten elektrotechnischer Produkte vergleichen kann. Im Elektronikbereich wurden in den letzten 30 Jahren gigantische Fortschritte erzielt, moderne Produkte sind wesentlich höher integriert als frühere Generationen, für die Entwicklung werden moderne Designtools verwendet, die Produktionstechnik ist weitgehend automatisiert und wird (weitestgehend) sehr gut beherrscht, es wird

Ich glaube der Satzt das es gut beherrschbar ist ist entscheidend. Weil dadurch natürlich auch die Grenzen besser ausgelotet werden von den Herstellern. Aber leider nicht immer zum guten. Eine gute Qualität in der Vergangenheit impliziert nicht eine gute Qualität in der Zukunft.

[raman]

Ein paralleler Thread zeigt an einem Beispiel, dass dort ein Gira Dimmer wohl sehr häufig auffällig ist und ausfällt. Das "gut beherrschen" würde ich Gira immer zusprechen. In die Zukunft schauen kann man leider nicht. Daher bleibt eben der statistische Durchschnitt für die Betrachtung und die Abschreibung.

Schön an KNX finde ich, und das ist für mich ein wesentlicher Grund, warum ich die Technik so gern habe, dass sie recht lokal entwickelt und produziert wird und damit die hiesigen Markterfordernisse gut bedient.