Shelly DUO RGBW GU10 - Suche nach der Ursache des Standard-Fehlers

Von Shelly Duo RGBW GU10 wird berichtet, daß diese "sterben, wie die Fliegen". Ein Grund, sich das Teil genauer anzusehen...

1. Öffnen des Gehäuses

Von allen Shelly-"Bulbs" ist die GU10-Variante am leichtesten zu öffnen:

Mit einem Messer (im Foto mein Lieblingswerkzeug - ein Radiermesser) löst man den transparenten Silikonkleber im Spalt zwischen Frontlinse und Sockelkörper. Anschließend kann die Frontlinse herausgehoben werden:

Ohne Linse öffnet sich der Blick auf das LED-Modul. Der weiße Wärmeleitkleber muß jetzt entfernt werden. Zzunächst reicht ein Messerschnitt rundum. Anschließend löst man den Verriegelungsbügel des Flexkabels:

...und kann dann das LED-Modul entfernen:

Jetzt kann man in das Innere des Sockels schauen. Dort sind zwei Leiterplatten untergebracht: Das Netzteil und das Logic Board:

Den Hinweis in rot kann man gleich befolgen oder noch etwas warten, denn das Netzteil wird von den Sockelstiften festgehalten. Diese Verbindung muß getrennt werden:

Mit einem 0,8mm-Bohrer löst man die Verpressung der beiden Anschlußdrähte. Beim Zusammenbau können diese Drähte wieder eingelötet werden - die Demontage ist somit zerstörungsfrei.

Ist die Verpressung entfernt und der weiße Silikonbatzen geschnitten, lassen sich die beiden Leiterplatten herausziehen. Mir scheint, alle DUO RGBW GU10 sehen so aus: Ein Widerstand, der seine Schrumpfschlauch-Socke verbrannt hat, sticht als ersten ins Auge. Meistens treiben sich auch Schrumpfschlauch-Brösel im Sockel herum...

Logic Board und Netzteil in der Aufsicht:

Das Logic Board enthält "huckepack" einen ESP8266 mit Flash-Memory auf einer weißen Leiterplatte und das 3,3V-Netzteil. Dazu die Steckverbindung für das Flexkabel zum LED-Modul.

Wir merken uns: Netzteil und Logic Board sind mit nur zwei Pins miteinander verbunden! Darüber wird die Betriebsspannung an das Logic Board geliefert. Der "heiße" Widerstand wird rechts oben, direkt auf die Pins für die Stromversorgung, gelötet. Er verbrät daher einfach nur 1 Watt - im Dauerbetrieb. Ob die Lampe leuchtet oder nicht spielt keine Rolle!

Zum Netzteil...

...gibt es einen Schaltplan:

Ganz rechts, außerhalb der Leiterplatte, der inkriminierte Widerstand. Leider ist sein Wert falsch angegeben: 1kΩ an Stelle von 4,7kΩ ist korrekt! Es handelt sich um eine 2W-Ausführung, die an 29V etwa 1W Verlustleistung produziert. Der Wärmetransport wird durch den Schrumpfschlauch leider gehemmt, so daß der Widerstand heißer, als notwendig wird...

Gleich geht es weiter - die maximale Anzahl an Dateianhängen ist erreicht!

Fortsetzung folgt:

2. Suche nach dem Fehler

Rasch noch einmal ein Foto der sichtbaren Schäden:

Das Logic Board habe ich eine ganze Weile unter die Lupe genommen. Es zeigte sich nämlich, daß das Netzteil bei allen untersuchten DUO's ohne WLAN-Verbindung bzw. ohne Reset-Möglichkeit nicht betroffen ist! Auch der verschmorte Widerstand ist "unschuldig" - in den meisten Fällen ist er sogar noch funktionsfähig und hat seinen Wert von 1kΩ behalten!

Fehlersuche am Logic Board ist ungefährlich, wenn man es mit 29V DC betreibt. Mit 24V läuft es ebenfalls...

Die Pins des Logic Boards:

Habe viel Zeit damit vertan, eine Reset-Möglichkeit durch "logisch Low" an einem der GPIO-Pins herbeizuführen. Ohne Erfolg! Auch das Erden von EXT_RSTB brachte nichts - der Shelly wollte keinen AP aufspannen. Nachdenken und lesen hilft häufig: Der WLAN-Transmitter musste wohl seine Arbeit eingestellt haben...

Zum Glück gibt es einen Applikations-Manual von Expressif für den ESP8266, in dem auf eine stabile Gleichspannungsversorgung für die CPU hingewiesen wird: Ströme bis 500mA auf der 3,3V-Schiene werden prognostiziert, weshalb hohe Anforderungen an den Puffer-Kondensator für 3,3V gestellt werden!

Wir sehen den Elko links oben! 220µF/10V. Der Arme ist direkt der Abwärme des Heizwiderstands ausgesetzt. Kein Wunder, daß er schnell ausgetrocknet…

Nach Austausch des Elkos gegen einen Tantal-Elko lief der DUO wieder wie am Schnürchen! Hier das reparierte Logic Board:

Leider hatte ich keinen passenden Tantal-Elko im Bestand, daher habe ich "nur" 100µF eingelötet. Tut es auch...

3. Abgekürzte Reparatur

Mit etwas Geschick gelingt es, das Logic Board vom Netzteil zu trennen, ohne das NT aus dem Sockel entfernen zu müssen:

Lötet man zunächst den Widerstand aus, so lassen die beiden Lötpunkte auf dem Logic Board gleichzeitig erhitzen. Es gelingt dann das Logic Board vom Netzteil zu trennen und aus dem Sockel zu ziehen. Danach kann der defekte Elko ausgetauscht werden und Logik Board und LED-Modul zusammen getestet werden. Der 1kΩ-Widerstand wird bei diesem Test nicht benötigt!

4. Oszillogramme des PWM-Signals

Weil es sich anbot, habe ich mal kurz das Oszilloskop angehängt. Mich interessierte die Frequenz des PWM-Signals:

(Tastverhältnis bei niedrigstem Leuchtpegel: 9%)

(Tastverhältnis bei halber Leuchtkraft: 50%)

(Tastverhältnis bei höchstem Leuchtpegel: 90%)

Die PWM-Frequenz: 1kHz!

5. Spekulation über die Funktion des Widerstands

Wozu ist der Widerstand eigentlich da?

(a) Mindestlast für das Netzteil?

(b) Schnelle Entladung für den Puffer-Elko der 29V-Schiene, damit die Reset-Prozedur erfolgreich durchläuft?

(c) Erhöhung des Stromverbrauchs (Lobbyarbeit der Stromerzeuger)?

Natürlich passiert es beim Testen, daß man auch mal vergißt, den Widerstand einzulöten. Und siehe da: Die Mimik funktioniert klaglos! Hypothese (a) scheidet folglich aus...

Die Reset-Prozedur habe ich nach dem Firmware-Update nicht mehr hingekriegt: So weit kann ich nicht zählen!

Danke für eure Aufmerksamkeit!

Hatte leider noch keine DUO 9W E27 auf dem Tisch!