The Pill: I/O Ports, Add-On und externe Sensoren, Module nutzen

Zu Beginn starte ich mal mit dem 5-Terminal Add-On.
Das nur 3,3V Pegel an den Ports zulässig sind, ist ja angegeben und ich würde den Output auch zusätzlich vor Überlast/Kurzschluss schützen.

A) Als Input definiert reagiert der Eingang auf eine Verbinding mit GND (Low Level), wie bei den anderen Shelly an DC auch.
Intern wird ein Pullup Widerstand aktiviert, am Eingang liegen ca. 3,4V an und so kann z. Bsp. ein Reed-Kontakt direkt gegen GND verwendet werden.
Die 3,3V werden eher selten als Steuersignal vorhanden sein, viele werden die 5V DC für andere Module nutzen und das wird öfters zu einem Problem führen.
Ich kenne diverse Module von früher und habe mal kurz ein Touch-, LDR Modul getestet bzw. gemessen, der Output von dem Modulen liegt dann durch einen int. Pullup Widerstand oder der Schaltung auf ca. 4,7V.
Das wird bei ganz vielen so sein und The Pill stellt die 3,3V DC nicht extern zur Verfügung.

Lösung 1)
Man verwendet einen Spannungsteiler mit 2 Widerständen, der Input wird so aktiviert und der reagiert auch auf ein positives Steuersignal.
Den Input kann man in der App wie bei den anderen Shelly "invertieren"
Vorzugsweise würde ich die Kombination 1,2k Ohm in Reihe und 2,2k Ohm nach GND nutzen (ca. 3,2V am Input)
Lösung 2)
Die Variante mit Pegelwandler (Level Converter) halte ich für besser und bietet auch einen gewissen Schutz.
Die Wandler funktionieren als Ein- oder Ausgang, also in beide Richtungen.
Ein "Knackpunkt" ist, die Pegelwandler benötigen auf beiden Seiten die entsprechende Versorgungsspannung, also 5V bzw. 3,3V.
Die MOSFETS schalten sonst nicht. An The Pill fehlt leider die 3,3V Versorgungsspannung.
Es gibt sehr viele Varianten von Pegelwandlern, 2 Kanal, 4 Kanal, 8 Kanal, die werden häufig für Arduino & Co benötigt.
Es gibt aber auch Varianten mit einem zusätzlichen Spannungsregler 3,3V, da werden die 3,3V auf der anderen Seite nicht mehr benötigt.
Ich hatte noch eins im Bestand und habe etwas länger nach der Variante gesucht, aber nicht direkt gefunden, eine Version mit einer ganz anderen Bezeichnung gibt es öfters.
(oder ganz günstig für 2 Kanäle hier gefunden: https://www.christians-shop.de/5V-3V-IIC-UART…-Bi-Directional)
Das Modul und anderes habe ich mir bestellt und werde das noch testen (gibt es auch bei Amazon, Ebay, usw.)
Der Pegelwandler macht folgendes, +5V an der "HV" (High Volt) Seite ergibt 3,3V an der "LV" (Low Volt) Seite und umgekehrt, ebenso GND auf der "LV" ist GND an der "HV" und umgekehrt.

B) Als Output definiert, schaltet der Ausgang die ca. 3,3V direkt, also "ein" ist 3,3V, "aus" ist 0V.
Getestet habe ich das über den Pegelwandler und auch direkt an einem Relaismodul, ebenso an einem Modul mit MOSTFET für etwas höhere Leistungen.
Das Relais Modul muss dann einen Hi Level Input besitzen (viele kann man umstellen), weiter Infos und Schaltbilder folgen.
Für den Schutz des Output habe ich einen 1k Ohm Widerstand und ohne den Pegelwandler zusätzlich eine Diode getestet, funktioniert.
Der Widerstand von 470 Ohm - 1k Ohm schützt vor kurzzeitiger Überlast/Kurzschluss, die einfache Diode schützt den Output auch vor einer "Rückspannung" (je nach Anwendungsfall)
Für Heute gibt es erst einmal Bilder von 2 Pegelwandlern, der obere geht (getestet), der untere nicht (Spannungsregler 3,3V fehlt)
Und meine Vorschläge zu der Beschreibung.
Andere Module folgen...

Ein Relais Modul und einen Mosfet Modul als Schalter am 5-Terminal Add-On nutzen.

A) Das Relais Modul wird häufig unter der Bezeichnung "universell" angeboten und das gibt es für 5V, 12V, 24V DC, auch 1 Kanal , 4 Kanal (> 4 wird eher nicht notwendig sein)
Ich habe auch eins für 12V DC getestet, die 12V DC für die Relais müsste über eine andere Spannungsversorgung erfolgen.
Grundsätzlich wird ja nur der Optokoppler vom dem Modul gesteuert und das müsste für High Pegel am Input ausgelegt sein.
Weil man das auch für Low (gegen GND) nutzen kann, haben ich einen Hinweis wegen der Spannung über den Pullup vom Modul eingefügt.
Man sollte dies bei anderen Modulen prüfen/messen oder die Dioden zum Schutz der I/O Ports vor Spannung einfügen.
Ein normales Relais sollte man an den I/O Ports in keinem Fall verwenden, dazu gibt es ja das passende SSR Add-On.
(Edit) Ich habe die Hinweise aufgenommen und den Pegelwandler eingefügt (Anschlussbilder erweitert)

B) Das Mosfet Modul besitzt am Eingang auch einen Optokoppler und dieser wird potentialfrei für den Mosfet gesteuert.
Ich würde andere Mosfet Module nicht empfehlen, manche kommen mit den 3,3V am Input nicht unbedingt zurecht.
Sonst sollte der Pegelwandler auch eingefügt werden.
Die Bezeichnung LR7843 vom Mosfet Modul habe ich eingetragen, teilweise wird ein anderer Mosfet (D4184 bei mir) verwendet.
Das Mosfet Modul schaltet, wie sehr viele, nur gegen GND.
Der Verbraucher müsste so auch an den Plus der Versorgungsspannung angeschlossen werden.

Danke für die zusätzlichen Hinweise und das Beispiel ist recht interessant
Die mir bekannten Pegelwandler hatte ich ja beschrieben, die günstige Variante mit dem 3,3V Spannungsregler sollte in den nächsten Tagen ankommen. Das wird sicherlich auch funktionieren und meine Meinung ist, die sollte man grundsätzlich verwenden.
Ich werde weitere Module testen und wie ich zu Beginn geschrieben habe, wird der Pegelwandler oder der Spannungsteiler häufiger notwendig sein.
Für die Messung von Gleichspannungen gibt es ja das Analog Add-On.
Die Verwendung der I/O Ports und dem Terminal Add-On ist grundsätzlich als DIY Projekt zu sehen.

The Pill und LDR Modul am analog Add-On nutzen.
Diese LDR Module sind sehr verbreitet und die kann man auch gut am Plus Add-On oder Plus UNI über 3,3V nutzen.
Es gibt die 4-Pol Variante mit analog Ausgang AO und sonst die 3-Pol Variante nur mit digital Ausgang DO.
Da das Modul an 5V DC angeschlossen ist, ist der Pegerwandler unbedingt erforderlich.
In vielen Modulen wird häufig ein Komparator LM393 verwendet, dieser schaltet nur gegen GND und über einen Pullup Widerstand liegt die Versorgungsspannung am Ausgang an.
In dem Anschlussbild habe ich die Ausgangsspannung und das Schaltsignal für den I/O Port angegeben.
So ein Modul könnte man für Rollladensteuerungen oder ähnlich nutzen.
Früher habe ich die Module für einen Lichtsensor an Fensterscheiben umgelötet (LDR auslöten und Schraubklemme anlöten)

The Pill mit analog Add-On muss vorher unbedingt für eine 0-30V Eingangsspannung und auf Inputs umgestellt werden!
Noch ein Hinweis weil mir das früher auch schon mal passiert ist, die Module sind nicht verpolungssicher und am Ausgang darf keine Spannung angelegt werden. Der Strombedarf mit The Pill und Modul beträt ca. 70mA an 5V.