Repair and reverse-engineering notes for the Bender UNIMET 1000 ST / 1100 ST medical electrical safety tester (IEC 62353, VDE 0751): BIOS dump, RS-232 command set, I2C relay matrix, F8680 PC/CHIP connector pinouts.
Was dieses Dokument enthält: die technischen Daten des Geräts aus den Herstellerunterlagen, die daraus und aus Messungen am offenen Gerät rekonstruierte Architektur, und eine Einschätzung, was davon nachbaubar wäre.
Reihenfolge: Abschnitte 1 bis 3.4 stammen aus der Auswertung der Herstellerunterlagen, bevor das Gerät verfügbar war. Ab 3.5 folgen Befunde vom geöffneten Gerät. Abschnitt 3.6 enthält frühere Vermutungen, die sich als falsch erwiesen haben — sie bleiben zur Nachvollziehbarkeit stehen.
Kernaussage: Das Messteil wurde über zwei getrennte Wege angesprochen — die Relaismatrix per I²C über die zweckentfremdeten Tastaturpins des Prozessors, die Messkarte per RS-485 über den UART. Die Messkarte selbst fehlt im untersuchten Gerät.
Ausgewertet aus docs/bender/Bedienungshandbuch_UNIMET_1000ST_1100ST_de.pdf und
docs/bender/UNIMET_Interface_Handbuch_de.pdf (TGH1315/01.2006).
Nicht öffentlich: Schaltpläne, Bestückungspläne, Serviceunterlagen des Messteils. Bender/BENTRON hat dazu nie etwas publiziert; Kalibrierung und Abgleich waren ausdrücklich dem Hersteller vorbehalten.
Öffentlich und brauchbar — überraschend viel:
| Messgröße | Wert |
|---|---|
| Schutzleiterwiderstand | Prüfspannung max. 14 V Netzfrequenz; Kurzschlussstrom ca. 10 A (Standard) bzw. 25 A ±10 % im Bereich 0,001–0,3 Ω (25-A-Version); Bereich 0,001–29,999 Ω |
| Genauigkeit | 0,001–0,2 Ω: ±0,02 Ω · 0,2–29,999 Ω: ±10 % v.M. |
| Ableit-/Ersatzableitströme (direkt) | 0,001–19,999 mA; Prüfspannung ≈ Netzspannung/Netzfrequenz; max. Prüfstrom 3,5 mA |
| Genauigkeit | bis 9,999 mA: ±5 % v.M. ±2 Digit · 10–19,999 mA: ±7 % ±2 Digit |
| Differenzstromverfahren | 0,02–19,99 mA; ±5 % v.M. ±5 Digit |
| Patientenhilfsströme | 0,001–19,99 mA; ±5 % v.M. ±2 Digit |
| Isolationswiderstand | Prüfspannung ca. DC 500 V, max. Prüfstrom 2,5 mA; 0,01–299,99 MΩ; ±5 % v.M. ±2 Digit |
| Spannungsmessung | 90–264 V, 50–60 Hz, ±2,5 % ±2 Digit |
| Laststrommessung | 0,005–16 A, ±2,5 % ±3 Digit |
| Scheinleistung | 0,005–3,8 kVA, ±5 % ±5 Digit |
| Versorgung | 90–264 V AC, 45–65 Hz, max. 40 VA Eigenverbrauch |
| Prüflingslast | max. 16 A / 3800 VA bei 230 V |
| Sonstiges | Schutzklasse I, IP20, 0…+50 °C, ca. 380×400×135 mm, ca. 10 kg |
| Kalibrierintervall | 24 Monate (Handbuch) bzw. 36 Monate (Bender-Blog, neuere Angabe) |
Aus Interface-Handbuch Kap. 5.3. Verschaltung erfolgt per :SYS:CTRL <Messnummer>.
Einzelne Patientenbuchse an den Messkreis (Patientenableitstrom, auch mit Netzspannung am Anwendungsteil):
PAT1 … PAT10 → #1161 … #1170
Patientenhilfsströme — je eine Buchse gegen alle übrigen („REST”):
PAT1/REST … PAT10/REST → #1141 … #1150
Gruppenkurzschluss zusammenhängender Buchsen (Typ B / BF, alle Buchsen eines Anwendungsteils werden zusammengeschaltet):
PAT 1+2 #1712 PAT 2+3 #1723 PAT 3+4 #1734
PAT 1+2+3 #1713 PAT 2+3+4 #1724 …
… …
PAT 1+…+10 #1720 PAT 2+…+10 #1730 PAT 9+10 #1799
Systematik: #17<start><ende> für den zusammenhängenden Bereich.
(Im PDF sind zwei Einträge fehlerhaft — PAT 6+7+8+9+10 steht als #1760
doppelt, und die letzte Tabelle ist im Satz verrutscht.)
Daraus folgt für die Hardware:
Aus research/RS232_PROTOKOLL.md ausgezählt. Jede Zeile ist ein Schaltzustand,
den die Hardware herstellen können muss — die Häufigkeit zeigt, wie zentral die
jeweilige Schaltdimension ist.
| Schaltdimension | Prüfschritte |
|---|---|
| Anwendungsteil-Typ B / BF / CF getrennt behandelt | 222 |
Phasenlage umkehrbar (Phase rev.) |
112 |
| DC-Ableitstrommessung | 98 |
| AC-Ableitstrommessung | 98 |
Echteffektivwert (TRMS) |
96 |
Schutzleiter auftrennbar (PE offen) |
85 |
Netzleiter auftrennbar (Netzl. offen) |
83 |
Funktionserde auflegbar (FE geerdet) |
56 |
| Interne Stromquelle zuschaltbar | 45 |
| Drehstrommessung (über Adapter) | 29 |
| Sichtprüfungs-Checklisten | 20 |
Netzspannung auf das Anwendungsteil (U-Netz am ATeil) |
19 |
| Signal-Ein-/Ausgang | 12 |
| Elektrode gegen Elektrode | 11 |
| Anwendungsteil geerdet | 8 |
Wichtigste Erkenntnis: AC, DC und TRMS werden als getrennte Messungen geführt (je ~98 Schritte). Das Gerät hat also drei unterschiedliche Messpfade für Ableitströme, nicht einen mit umschaltbarer Auswertung.
Das Datenblatt der Prüfspitze TP1010 nennt eine Bedingung, die belegt, dass es verschiedene Hardwarestände gibt:
„Für das Messen mit der Prüfspitze TP1010 muss das Unimet1000/1100ST mit der Betriebssoftware Version 4.20 oder einer aktuelleren ausgestattet sein. Außerdem muss die Hardware des Unimet1000/1100ST für das Messen von AC- und DC-Ableitströmen ausgelegt sein.”
Nicht jedes UNIMET 1000ST kann also DC-Ableitströme messen. Beim eigenen Gerät
sind daher zu prüfen: Softwareversion (:IDNF? über RS232) und
Hardwareversion (:IDNH?).
| Teil | Funktion | Unterlage |
|---|---|---|
| PK3 | Prüfkit mit Adaptern zum Anschluss elektromedizinischer Geräte | docs/zubehoer/PK3_BP_deen.pdf |
| TP1010 | Prüfspitze für Labor-/Messgeräte nach IEC 61010-1 | docs/zubehoer/TP1010_BP_deen.pdf |
| DS601 | Drehstromadapter (im PK3-Datenblatt genannt) | — |
| TB3 | Anschlussadapter; die Prüfschritte weisen den Bediener an, Brücken zu stecken (10a -> b, 10d -> e, 10h -> i) und fordern U(N-PE) < 100 mV |
nicht auffindbar |
| TM1000 | Tastaturmodul im Gehäusedeckel | Bedienungshandbuch |
\PHASE am Drehstromadapter einstellen”. Die Firmware
ersetzt Variablen im Text zur Laufzeit — nützlich zu wissen, falls man den
Prüfschrittdatensatz je selbst erzeugen will.Befund am geöffneten Gerät: Vom CPU-Modul führt ein 14-poliges Flachbandkabel zur Relaisplatine, und diese trägt ihrerseits ein Bussystem mit Steckplätzen für weitere Karten.
Damit ist die Frage geklärt, und die frühere Vermutung in 3.5 („Messbaugruppe als PC/104-Karte im Stapel”) ist überholt. Die Messseite hängt nicht am PC/104-Bus, sondern an einer eigenen schmalen Verbindung.
Bei 14 Adern plausibel:
/RD + /WR + 1–2 Auswahlleitungen
Unterscheidbar an den Bausteinen nahe dem Stecker auf der Relaisplatine:
Latches/Puffer (74HCTxxx, 8255) sprechen für den Parallelbus, ein UART oder
Schieberegister für den seriellen Link.
CPU-Modul ──14-polig──> Relaisplatine ──Flachband──> RS-485 (Rückwand)
│
└── Bussystem mit Steckplätzen für Messkarten
Die RS-485-Schnittstelle kommt nicht vom CPU-Modul, sondern von der Relaisplatine. Sie hängt also am selben Strang wie das Messteil.
Damit ist die frühere Hypothese belegt (siehe 3.6, „RS-485-Port”): Das Messteil wird über einen RS-485-Bus angesprochen, und der Serviceport an der Rückwand führt genau diesen Bus nach außen. Der Rückseitenaufkleber „Datensichtgerät für RS 485 Schnittstelle — Bender SCPI Protokoll” passt exakt dazu.
Folge für den 14-poligen Strang: Er ist damit sehr wahrscheinlich ein serieller Link (TX, RX, Richtungsumschaltung, Versorgung) und kein Parallelbus. Vierzehn Adern reichen dafür bequem. Für einen Mitschnitt genügt ein serieller Sniffer statt eines 14-Kanal-Analyzers.
Bausteine auf der Relaisplatine (Foto bilder/20260731_075340.jpg):
| Baustein | Anzahl | Funktion |
|---|---|---|
PCF8574P |
2 | I²C-8-Bit-Portexpander |
ULN2003A |
3 | Darlington-Treiber → Relais |
74HCT14N |
3 | Schmitt-Trigger |
LTC485 |
1 | RS-485-Transceiver |
Versorgungsnetze auf der Platine: +12V, +5V, VCCD, GNDA, GNDD, -12V
— analoge und digitale Masse getrennt geführt.
Belegung des 14-poligen Steckers (Header-Pin → F8680-Pin):
| Header | F8680 | Signal | Funktion |
|---|---|---|---|
| 1 | — | VCC | Versorgung |
| 2 | — | GND | Masse |
| 3 | 144? | GRA8? |
unplausibel, Zählung prüfen — erwartet PS1…PS4 (151–154) |
| 4 | 159 | KBDATA |
I²C SDA |
| 5 | 160 | KBCLK |
I²C SCL |
| 6 | 117 | RESET |
Chip Reset |
| 7 | 155 | PWRUP |
Power Up |
| 10 | 106 | Rx |
UART Empfang |
| 11 | 107 | Tx |
UART Senden |
| 13 | 108 | RTS* |
Richtungsumschaltung RS-485 |
| 14 | 89 | GND |
Masse |
Noch offen: Header-Pin 8, 9, 12.
F8680 ─┬─ KBCLK/KBDATA ──► I²C ──► PCF8574 ──► ULN2003 ──► Relais
│ (Schaltmatrix, lokal)
│
└─ Rx/Tx/RTS ──────► LTC485 ──► RS-485-Bus
├──► Backplane / Messkarten
└──► Rückwand (Service-Port)
Zwei getrennte Steuerwege:
RTS als Richtungssteuerung) für die
Messkarten im Backplane — adressierbar, störfest, backplanetauglichMesswerte kommen über RS-485 zurück, nicht über I²C.
Der Rückwand-Serviceport ist derselbe RS-485-Bus. Der Aufkleber
„Datensichtgerät für RS 485 Schnittstelle — Bender SCPI Protokoll” beschreibt
also exakt den Messbus. Damit ist die Idee, das Messteil direkt vom PC aus
anzusprechen, keine Spekulation mehr — die Messkarten hängen an einem Bus,
der an der Rückwand anliegt, mit einem Protokoll, von dem wir 493 Befehle
dokumentiert haben (RS232_PROTOKOLL.md).
RESET und PWRUP auf demselben Stecker passen ins Bild: Die Relaisplatine
ist die Basis des Systems — das Schaltnetzteil speist sie, sie versorgt das
CPU-Modul über den Vierpoler und kann es zurücksetzen.
KBCLK (F8680 Pin 160) und KBDATA (Pin 159) gehen beide zur
Relaisplatine. Bender hat die XT-Tastaturschnittstelle des F8680
zweckentfremdet und benutzt sie als synchronen seriellen Link zum Messteil.
Beide Pins sind im Datenblatt als I/O geführt, also frei ansteuerbar.
Folgen:
Vermutung, noch zu prüfen: Möglicherweise wurde nicht nur das Pinpaar, sondern das XT-Tastaturprotokoll selbst übernommen — 9 Bit pro Frame, ein Startbit, LSB zuerst, Takt von der Gegenseite. Der F8680 hat den Empfänger dafür in Hardware; Antworten der Relaisplatine landeten dann ohne Bitfummelei im Tastaturpuffer. Das würde erklären, warum ausgerechnet diese Pins gewählt wurden. Der erste Mitschnitt entscheidet es.
Wenn die Messbaugruppen über RS-485 mit SCPI angesprochen werden und dieser Bus an der Rückwand anliegt, lässt sich das Messteil von einem PC aus direkt ansteuern — möglicherweise ohne bootendes CPU-Modul.
Startpunkt für Versuche: 9600 7E2 (wie für die RS-232 dokumentiert), DC3
zum Aktivieren des Remote-Betriebs, dann Befehle aus
research/RS232_PROTOKOLL.md. Ob dort dasselbe USP läuft oder ein eigener
Servicebefehlssatz, ist offen — der Aufkleber nennt SCPI, und das dokumentierte
USP ist SCPI.
Benötigt: RS-485-Adapter.
Die Relaisplatine ist vollständig eingebaut und bisher nicht untersucht. Alles darüber ist aus der Verkabelung erschlossen, nicht am Bauteil geprüft. Offen bleibt:
Dieser 14-polige Strang ist der ideale Messpunkt — deutlich besser als der PC/104-Bus. Er trägt ausschließlich den Verkehr zwischen Rechner und Messteil und lässt sich mit einem 16-Kanal-Logic-Analyzer vollständig erfassen statt nur ausschnittsweise. Jeder ausgeführte Prüfschritt läuft hier durch.
Zusammen mit der vollständigen Prüfschrittliste (RS232_PROTOKOLL.md, 427
Schaltzustände) und dem SCPI-Befehlssatz zum gezielten Auslösen ergibt das eine
ungewöhnlich gute Ausgangslage, um die Registerbelegung der Messhardware zu
rekonstruieren.
Widerlegt durch die Messungen in 3.5. Bleibt zur Nachvollziehbarkeit stehen.
Direkt dokumentiert ist das nirgends — weder Bender noch Kontron haben ein Blockschaltbild oder eine Verdrahtungsübersicht veröffentlicht. Was folgt, ist aus den verfügbaren Schnittstellen des MOPS/386A und den beschriebenen Gerätefunktionen abgeleitet und am offenen Gerät zu verifizieren.
| MOPS-Anschluss | Vermutete Verwendung | Belastbarkeit |
|---|---|---|
| X1A/X1B PC/104-Bus | Mess- und Steuerbaugruppe(n) als eigene PC/104-Karte(n) | hoch — der einzige Weg mit genügend Adressraum und Bandbreite für Relaismatrix + A/D-Wandlung |
| X11 Tastaturmatrix (26 pol.) | Fronttasten F1…F6, Info, Enter | hoch — klassische Matrixtastatur, genau wofür der Anschluss da ist |
| X7 LPT | externe Centronics-Druckerschnittstelle | hoch |
| X10 COM A | externe RS-232 (galvanisch getrennt) | mittel |
| COM B | RS-485 („für den BENTRON-Service”) | mittel |
| X8 DOT-Matrix-LCD | vermutlich ungenutzt — die Anzeige läuft über die separate VGA-Karte | mittel |
| X5 IDE | offen — evtl. der PCMCIA-Slot, evtl. frei | ungeklärt |
| X12 Ethernet | vermutlich unbestückt | niedrig |
Das Handbuch TGH1256/03.2007 heißt zwar „UNIMET 1000ST und 1100ST”, die beschreibenden Kapitel sind aber durchgehend 1100ST-zentriert: Kapitel 3.4 beginnt mit „Mit dem Prüfsystem UNIMET 1100ST wird folgendes Zubehör geliefert”, die Frontansicht in 3.5 zeigt TFT-Farbdisplay und USB. Das 1000ST wird nur in verstreuten Randbemerkungen abgegrenzt („UNIMET 1000ST älterer Bauart haben eine PCMCIA-Karte…”).
Folge: Weder der Lieferumfang noch die Schnittstellenbestückung des 1000ST sind aus diesem Handbuch belastbar ableitbar. Konkret unklar:
Am Gerät zu klären, nicht aus dem Handbuch.
Wie die „Memory Card” angebunden ist, wissen wir nicht. Drei Möglichkeiten:
Vor dem Backup zu klären — siehe research/EINGANGSPRUEFUNG.md, Phase 4.
Auf der Rückseite des erworbenen Geräts klebt ein gedrucktes Schild:
Datensichtgerät für RS 485 Schnittstelle — Bender SCPI Protokoll
Das ist der bisher einzige Hinweis darauf, was auf dem Serviceport gesprochen
wird. SCPI (Standard Commands for Programmable Instruments) ist genau die
Syntaxfamilie, der auch das dokumentierte USP auf RS-232 folgt: hierarchischer
Doppelpunktpfad, ? für Abfragen, ; zum Verketten, Großbuchstaben-Kurzformen
(ATTRibut? → :ATTR?).
Folge: Der RS-485-Port ist womöglich nicht so verschlossen wie gedacht — plausibel ist dieselbe Befehlsfamilie, nur auf anderem physikalischem Layer. Das wäre mit einem RS-485-Adapter ausprobierbar.
Vorbehalt zur Herkunft des Aufklebers: „Datensichtgerät” beschreibt kein Prüfgerät — der Begriff passt eher zu einem Anzeigegerät an einem Bender-Bus. Möglich, dass das Schild von anderer Stelle stammt.
Nachtrag 2026-07-31 — Hypothese bestätigt. Die RS-485 wird von der Relaisplatine zur Rückwand geführt, nicht vom CPU-Modul. Der Serviceport hängt also tatsächlich am Bus des Messteils. Siehe Abschnitt 3.4a, „Topologie”.
Im Bedienungshandbuch (4.5.5) gibt es einen Systemselbsttest in zwei Stufen:
Der interne Selbsttest ist damit die erste sinnvolle Funktionsprüfung, sobald
das Gerät bootet — er braucht kein Zubehör und markiert nicht bestandene
Prüfschritte mit *.
Die Messanordnungen selbst stammen nicht von Bender, sondern aus:
Diese Normen sind kostenpflichtig (Beuth/VDE-Verlag), aber sie sind die normative Quelle. Ein Nachbau ohne sie ist sinnlos, weil die Messnetzwerke und Grenzwerte genau dort stehen.
Realistisch nachbaubar:
Der harte Teil:
Rechtlicher Rahmen: Für gewerbliche sicherheitstechnische Kontrollen nach MPBetreibV muss das Prüfmittel geeignet und kalibriert sein. Ein Eigenbau erfüllt das nicht. Für Lernzwecke, Eigenbedarf an nichtmedizinischen Geräten oder als Ergänzung ist er dagegen völlig legitim.
Fazit: Der Nachbau ist als Projekt reizvoll und die Spezifikation ist vollständig dokumentiert — aber das Original zu reparieren ist um Größenordnungen billiger und liefert ein kalibrierbares Gerät.
Die Abkürzungstabelle in Kapitel 9.1.4 des Bedienungshandbuchs ist im
pdftotext-Auszug spaltenverschoben — dort stehen Kürzel und Erklärungen
gegeneinander versetzt. Nicht aus research/text/ zitieren, sondern im
Original-PDF nachsehen.