Shelly EM - schneller Teardown

Bei der Hitze hält man sich am besten in der kühlen Kellerwerkstatt auf. Daher habe mal schnell einen Shelly EM zerlegt, weil ich das (a) noch nicht gemacht habe und ich (b) wissen wollte, ob man einen Shelly EM mit 12V DC betreiben kann und dennoch die Meßfunktion nutzen kann.

Der Shelly EM hat eine kleine Sub-Leiterplatte, auf der das Relais montiert ist. Die muß erstmal raus:

Damit mehr auf der Oberseite der Leiterplatte zu erkennen ist, habe ich auch einen Abschnitt der Klemmenleiste entfernt. Außerdem der Sicherungswiderstand und den ersten HV-Elko.

Das Relais findet sich auch im Shelly 1L. Es leistet etwas mehr, als die Spezifikation des Shelly EM ausführt…

Auf der Unterseite der Leiterplatte finden wir den „energy meter“ IC ADE7953 (wie erwartet). Ein Baustein mit 10 Pins trägt die Aufschrift „363A“ und muß noch identifiziert werden. An zweien seiner Pins ist ein Schwingquarz (A944L) angeschlossen.

Das Netzteil ist - Shelly-Standard - mit LNK304DN als Primärregler aufgebaut. Auch der 3,3V-Regler ist der altbekannte Typ.

Was ich wissen wollte: Wo ist der Shunt für die Spannungsmessung angeschlossen? Direkt hinter dem Sicherungswiderstand RF1, also an N-Potential, sind zwei 499kΩ-Widerstände angeordnet. Die gesamte Logik und die Stromwandler liegen auf L-Potential. Damit kann die selbstgestellte Frage (b) ebenfalls beantwortet werden: Eine Speisung des Shelly EM mit 12V DC ist (auf dem üblichen Weg) möglich; Klemme N muß zur Zuführung der zu messenden Netzspannung jedoch weiter genutzt werden. Auslöten der Diode D1 trennt den Primärregler ab. Die Kleinspannung muß über einen anderen Weg zugeführt werden. Wenn man die Speisespannung (12V DC) puffert, kann der Shelly EM noch Meldungen über einen Spannungsausfall weitergeben, wenn die Netzspannung ausbleibt…

Nachtrag: Der 10polige IC mit der Aufschrift „363A“ (U6) ist identifiziert: Es handelt sich um den PCF85363A, ein RTC (real time clock)-Baustein mit 64Byte RAM, der sehr niedrigen Stromverbrauch aufweist und batteriegepuffert werden kann. (Seine Pufferbatterie ist auf der Oberseite der Leiterplatte montiert). Höchstwahrscheinlich speichert dieser IC die Daten der Energiemessung, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird.

Eine kleine Schwachstelle des Shelly EM wird hier erkennbar:

Die Leiterbahnen zu den Klemmen P1+ und -, sowie P2+ und - sind sehr fein. Schließt man den/die Stromwandler mit zuviel Kraft an, dreht sich das Lötauge um einen klitzekleinen Winkel und reißt die Leiterbahn ab. Hatte ja das Vergnügen, einige Shellies aus Reklamationen zu sezieren: Von 6 defekten EM waren 4 (!) mit solchen Fehlern an den P-Klemmen ausgefallen. Mehr Gefühl zeigen, Männer!

Bei einem zukünftigen Shelly plus EM würde ich mir die Steckverbinder des pro 3EM an dieser kritischen Stelle wünschen…

Zum Abschluss noch ein „nettes“ Schadensszenario:

In diesem Fall wurde versehentlich ein Neutralleiter an Klemme P2+ angeschlossen. (Die Klemmen P1/P2 liegen alle viere auf L-Potential.) Da ist dann auch kein Sicherungswiderstand mehr im Weg - die volle Stromstärke, nur begrenzt durch den Leitungsschutzschalter, fließt über die Stromteiler der Energiemessung…

Daher ist sorgfältiges Arbeiten erforderlich - die dünnen Drähte der Stromwandler verleiten zur Annahme, daß es sich um Leitungen handelt, die Kleinspannung führen! Falls der Shelly EM NICHT schalten soll (Klemme O unbeschaltet), kann man auch L und N vertauscht beschalten. In diesem Fall liegen die Klemmen der Stromwandler auf N-Potential und der Außenleiter ("Phase") ist über den Sicherungswiderstand geführt.

Welche Pins, bitte? Die Klemmen des Kontaktblocks?