Schalten im Nulldurchgang - neues Feature mit Firmware 0.11.2-beta1

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RE: (Test-)Firmware 0.11.2-beta1 für Geräte der 2. Generation wird offiziell bereitgestellt

Habe heute Vormittag zwei Stunden an einem Shelly plus 1PM gemessen: Strom und Spannung an einer ohmschen Last (Glühbirne) oszillografiert. Mit und ohne beta-Firmware. Die Ergebnisse sind interessant, jedoch nicht zur Veröffentlichung bestimmt. (Möchte niemanden einseitig vorspannen, sondern die Erfahrungsberichte aus der Praxis abwarten.)

Nachtrag: Der von mir als Testobjekt genutzte Shelly plus 1PM kann das mit Firmware 0.11.2-beta eingeführte Feature des Schaltens im Nulldurchgang (des…

thgoebel

1. Oktober 2022 um 13:19

wurde Firmware 0.11.2-beta1 vorgestellt. Diese FW enthält ein Feature zur Schonung des Relaiskontakts und zur Verbesserung der Störsicherheit der Shellies beim Schalten: Das/die Relais sollen im Nulldurchgang (des Stroms?) geschaltet werden. Ob dies angesichts der Verzögerungszeit des Relais gelingen kann, soll hier ermittelt werden:

A. Meßaufbau

Genutzt werden drei Kanäle des Oszilloskops: Kanal A stellt die Spannung über dem Relaiskontakt dar, Kanal B die Schaltspannung an Klemme SW und Kanal C den Strom zur Last (Glühbirne 40W). Kanal B triggert das Oszilloskop. Daher muß das Bezugspotential auf Klemme L des Shelly gelegt werden. Daher ist die Anzeige über dem Relaiskontakt erforderlich - und nicht, wie üblich, über der Last. Bitte dies zu beachten! Die Strommessung erfolgte mit Tektronix A6302/AM503. Die Versuchsanordnung wurde aus Sicherheitsgründen über einen Trenntrafo mit Netzspannung versorgt.

B. Schalten mit Firmware 011.0 (aktuelle freigegebene Version)

Die beiden Oszillogramme zeigen das Einschalten der Last. Der Augenblick des Einschaltens ist zufällig in Bezug auf die Netzfrequenz.

C. Einschalten mit Firmware 0.11.2-beta2

Diese drei Oszillogramme mögen ausreichen, um den Nachweis zu führen, daß der Shelly immer derartig einschaltet. Man erkennt, daß im Nulldurchgang der Spannung eingeschaltet wird - Strom fließt in diesem Augenblick ja nicht und die Art der Last ist nicht bekannt. Daher kommt es zu einem (höheren) Einschaltstrom wegen des (niedrigeren) Kalt-Widerstands der Glühbirne.

D. Ausschalten mit Firmware 0.11.2-beta2

Auch hier mögen 3 Beispiele für den Nachweis der Beständigkeit ausreichen. In allen Fällen wird im Nulldurchgang des Laststroms ausgeschaltet! Dies vermeidet Spannungsspitzen durch Induktion an Spulen und Motoren und schont den Relaiskontakt.

Fazit

Leider wirkt dieses Feature nur bei Shellies mit „Energy Meter“-Chips des Typs ADE7953 und ADE7880, wie sie in den Shellies pro 2PM, pro 4PM und plus 2PM verbaut sind. NICHT wirksam ist diese Technik im Shelly plus 1PM: Hier werkelt ein BL0937 Energy Meter, welches die Meßwerte für Spannung, Strom und Leistung als frequenzcodiertes Signal an den ESP32-Prozessor des Shelly weitergibt. Dabei fehlt jeglicher Phasenbezug zwischen Strom und Spannung.

Zitat von DIYROLLY

Warum hast Du 120V genutzt?

Wie beschrieben, geschah die Spannungsversorgung über Trenntrafo. Der erhöht die Netzspannung auf rd. 245V. Was Du oben in der Mitte des Displays siehst, ist der Triggerpegel von Kanal 2: 1,18V.

Zitat von DIYROLLY

Der Plus 2PM evtl. auch (ich vermute eher nicht, auch wenn der gleiche Chip verbaut ist)

Vermutlich Hardware-abhängig. Immer wenn ADE-Chips verbaut sind, sollte das funktionieren. Vielleicht kommt mit der Serienfreigabe noch eine Detaillierung von Allterco. Vielleicht dürfen wir das aber auch selbst herausfinden…