Beiträge von thgoebel
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Im Shelly plus i4 DC dient ein LM7815 als Primärregler:
ThemaTeardown Shelly plus i4 DC
Wie angekündigt, heute die Fotos und Schaltungsauszüge des Shelly plus i4 DC:
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Das Gehäuse ist in einem freundlichen Zitronengelb gefärbt. Ein Blick ins Innere zeigt, daß der beim Shelly plus i4 verwendete Silikonkleber nicht zum Einsatz gekommen ist. Dennoch sind…thgoebel26. September 2022 um 12:41 Sein Eingangsspannungsbereich bestimmt die maximale Betriebsspannung. Laut Datenblatt ist die maximale Spannung, die der LM7815 verträgt, 35V DC. Daher sollte eine Versorgung des Shelly plus i4 DC mit 28V DC noch zulässig sein. Für die Gewährleistung ist natürlich die Angabe des Herstellers ausschlaggebend. Bitte die Produktbeschreibung zu studieren!
„Aus dem Schneider“ ist man dagegen, wenn man einen Shelly plus i4 verwendet: Der ist ab 22V DC zu betreiben und freut sich über jedes Volt mehr, das man ihm zumisst…
ThemaShelly plus i4 tear-down, Stromversorgung, Schalteingänge
Gestern wurde mein Shelly plus i4 geliefert (im Folgenden „i4“ genannt). Wie üblich, wird das Teil erstmal geöffnet. Zu bemerken war, daß die beiden Halbschalen des Gehäuses erheblich schwerer zu öffnen sind, als die „alten“ Shelly-Aktoren.
Ein Blick ins Innere:
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Man erkennt sofort eine weitere Neuigkeit: Weißer Silikonkleber wurde benutzt, um die Leiterplatte auf der Unterschale zu…thgoebel26. Januar 2022 um 12:10 -
Beim Shelly 1 kann das nicht passieren - der hat keine eingeklebte Antenne, sondern eine Antenne auf der Leiterplatte. Nur der Shelly 1PM, der Shelly 2.5 und der Shelly UNI haben Antennen, die per Steckverbinder angeschlossen sind.
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Ale Shellies mit Leistungsmessung geben WIRKLEISTUNG an!
Bei kleinen Leistungsaufnahmen von Shellies, Schaltnetzteilen und anderem elektronischen Gedöns schlägt allerdings der „Crest-Faktor“ zu, der eine zu hohe Leistungsaufnahme suggeriert. Dies sogar mit teuren Labormessgeräten. Man suche im Forum nach diesem Begriff und lese…
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Jetzt zu den Mesungen der Schutzzeit bei kalibrierten Shellies. Das ist nicht ganz so einfach, weil der kalibrierte Shelly eine Leistung messen will und ohne diese nicht vernünftig auf Schaltbefehle reagiert. Er gibt dann eine Menge Fehlermeldungen aus…
Daher musste ich das Mess-Setup verändern: Zwei Glühlampen mit je 40W dienten als Ersatz für den Antriebsmotor. Und ich musste mit Netzspannung messen. Selbstverständlich mit einem Trenntrafo!
A. Shelly plus 2PM (kalibriert)
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B. Shelly pro 2PM (kalibriert)
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Offenbar hat man die Schutzzeit bei den Generation-2 Shellies auf knapp 500ms vergrößert. Das sollte für alle Anwendungen mit Antrieben im Vor- und Rückwärtslauf ausreichen.
Was wäre jetzt zu tun?
(a) Bei nichtkalibrierten Shellies der 2. Generation besteht die Gefahr der Beschädigung des Motors, wenn sie im „Cover-Mode“ genutzt werden! Allterco sollte diesen Hinweis in die Produktdokumentation und -Präsentation aufnehmen!
(b) Weshalb wurde das Verhalten gegenüber dem Shelly 2.5 der 1. Generation verändert? Möglicherweise ist dieser vermeintliche Bug ja ein Feature? Vielleicht könnte ein Mitglied des QA-Teams Kontakt mit dem Produktmanager oder -Entwickler aufnehmen, um zu erfahren, was die Intention zur Änderung war?
(c) Wenn es nicht beabsichtigt war, unkalibrierte Shellies der 2. Generation OHNE Schutzzeit auszuliefern, würde ich vorschlagen, dies mit einem Update nachzurüsten! Die Montage von Shellies an Antrieben würde damit sicherer - für die Antriebsmotore!
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Genau. Dieses Relais hat einen Umschaltkontakt und wird mit Netzspannung betrieben. Passt somit direkt an einen Shelly 1: A1 an Klemme O des Shelly, A2 an N. Klemme I des Shelly an L, Shelly mit Netzspannung versorgen (N an Klemme N, L an Klemme L). Ggfs. Schalter/Taster an SW und L.
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In solchen Fällen empfehle ich den „Activation Switch“: Bei Tastendruck wird der Ausgang für eine bestimmte, mittels Auto-Off-Timer wählbare Zeit aktiviert. Sehr gut für Garagentor-Taster, Gongs oder Türöffner geeignet…
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Nein, der Shelly plus 2PM schaltet nicht potentialfrei, sondern er legt den Außenleiter (Phase, L) an den jeweils aktivierten Ausgang (O1 bzw. O2). Für eine „potentialfreie“ Lösung benötigt man einen Shelly pro 2: Dieser hat zwei potentialfreie Relaiskontakte, die über Webhooks gegenläufig geschaltet werden müssen. Alternativ besorgt man sich ein Relais mit einem Umschaltkontakt (NO/NC), welches mit einem simplen Shelly 1 aktiviert werden kann.
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Der Shelly plus 2PM schaltet im „Cover“-Mode die beiden Kontakte gegenläufig. Die Laufzeit muß auf 0 (gleich unendlich) gesetzt werden; kalibriert werden darf der Shelly nicht. Ein Schaltbild findet sich im „Lexikon“:
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Welcome to the forum!
To your issue: Arranging two Shelly 1L in parallel will not work - theoretically. But I don’t want to try it practically, because a faulty Shelly (or two) are very likely the end of the story.
Could you manage to get the two wires 1.78 and 1.79 to box 1E9? By connecting the switch in box 1E11 to Shelly pin SW and Sx, you would have the issue solved…
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Ich habe tatsächlich beim N-Leiter einen geringeren Querschnitt
1,5qmm reichen für den Anschluss des Shelly 3EM völlig aus (Abgriff an 16A Automat). Sichert man den Shelly mit Feinsicherungen 125mA ab (Geräteschutz), so sind noch kleinere Querschnitte erlaubt.
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Das ist tatsächlich rätselhaft. Zumal die „intrinsic“ Diodenstrecke im BSS138 in Durchlaßrichtung beaufschlagt wird…
Deshalb habe ich die Spannung zwischen Drain und Source im Betrieb gemessen und die Eingangsspannung im Bereich 5V bis 24V durchfahren: Da fällt nie eine Spannung ab! Daher die Vermutung mit dem Verpolungsschutz.
Fehlermöglichkeiten:
(a) Es ist kein BSS138 - wir haben ja lediglich den SMD-Code zur Identifizierung.
(b) Bei der Verfolgung der Leiterbahnen wurde Fehler gemacht. Kann ich nicht ausschließen…
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Habe meinen Test-Shelly mit zwei Glühbirnen kalibriert und kann bestätigen, daß akustisch eine Schutzzeit NACH der Kalibrierung eingehalten wird. Genaue Werte kommen morgen - jetzt ist Feierabend!
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Danke, MIHO , für den Test! Dann werde ich meinen Test-2.5er auch mal "scheinkalibrieren" und nochmals das Oszilloskop dranhängen. Ergebnis folgt...
Dennoch kann bereits jetzt vorweggenommen werden, daß die Schutzzeit beim Shelly plus 2PM NACH erfolgter Kalibrierung implementiert wurde! Kann jetzt schlecht einschätzen, wieviel Prozent der Shellies im Roller-Mode nicht kalibriert werden und so betrieben werden. Jedenfalls ist das Gefahrenpotential für die Antriebsmotoren nicht so hoch, wie befürchtet. Das beruhigt mich...
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Nach dem Augenschein ist das einer der (seltenen) Fälle, bei denen der Sicherungswiderstand im Shelly nicht zuverlässig ausgelöst hat, nachdem ein defektes Bauteil des Primärreglers einen Kurzschluss erzeugt hat.
Details kann ich erst dann nennen, wenn ich das Teil auf dem Tisch gehabt habe…

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In verschiedenen Foren-Beiträgen ist zu lesen, daß bei Bestellung eines 120A-Stromwandlers im Shop nur noch die Ausführung für den Shelly 3EM geliefert wird, die mit einem Quicklock-Stecker konfektioniert ist. Möchte man diesen Wandler an einem Shelly EM nutzen, so muß der Stecker abgeschnitten und das Kabel abisoliert werden.
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Das ist auf den ersten Blick eine gute Lösung. Allerdings stellt die Spannungsfestigkeit der Breadboard-Verbindungskabel ein mögliches Problem dar: Die GPIO-Pins des Shelly liegen nämlich bei Versorgung mit Netzspannung auf dem Potential des Außenleiters („Phase“). Daher muß man bei solchen Konstruktionen sehr sorgfältig arbeiten! Es besteht sonst Lebensgefahr beim Berühren!
Nichtsdestotrotz: Willkommen im Forum!
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Danke für die Fotos! Leider kann ich nicht erkennen, ob die beiden umfassten Drähte den Strom zu den beiden Unterverteilungen in der gleichen Richtung führen. Das war es, was ich zu sehen hoffte…
Bitte dies zu überprüfen!
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Wie angekündigt, heute die Fotos und Schaltungsauszüge des Shelly plus i4 DC:
Der Inhalt kann nicht angezeigt werden, da Sie keine Berechtigung haben, diesen Inhalt zu sehen. Der Inhalt kann nicht angezeigt werden, da Sie keine Berechtigung haben, diesen Inhalt zu sehen. Das Gehäuse ist in einem freundlichen Zitronengelb gefärbt. Ein Blick ins Innere zeigt, daß der beim Shelly plus i4 verwendete Silikonkleber nicht zum Einsatz gekommen ist. Dennoch sind Ähnlichkeiten im Leiterplattenlayout zum Shelly plus i4 unverkennbar (siehe diesen Beitrag:
Shelly plus i4 tear-down, Stromversorgung, Schalteingänge)
Der Inhalt kann nicht angezeigt werden, da Sie keine Berechtigung haben, diesen Inhalt zu sehen. Erstaunlich ist, daß ein linearer Längsregler (7815) im Netzteil verbaut ist:
Der Inhalt kann nicht angezeigt werden, da Sie keine Berechtigung haben, diesen Inhalt zu sehen. (Für das Foto wurden der Elko und der Sicherungswiderstand aufgerichtet, damit die darunter liegenden Bauteile sichtbar sind.)
Primärregler ist, wie bereits erwähnt, ein 7815. Seine Ausgangsspannung beträgt 15V - wenn die Eingangsspannung größer 17,5V ist. Was bei Eingangsspannungen von 5V bis 17,5V passiert, sehen wir später…
Der zweite Regler zur Erzeugung der Speisespannung für den ESP32 ist ein Schaltregler. Das ist der IC mit den 6 Beinen oberhalb des „riesigen“ Linearreglers. Die SMD-Markierung: S478cd3. Wie bei allen in den Shellies verbauten 3,3V-Reglern ist es schwer, den genauen Typ und das passende Datenblatt zu ermitteln.
Die Unterseite der Leiterplatte:
Der Inhalt kann nicht angezeigt werden, da Sie keine Berechtigung haben, diesen Inhalt zu sehen. Links oben der ESP32, darunter die relativ großen 47kΩ-Widerstände für die SW-Eingänge und rechts eine diskrete Schaltung mit zwei MOSFETs, die den Linearregler außer Betrieb nehmen, wenn die Eingangsspannung unterhalb von 17,5V liegt. Wie das genau funktioniert, sehen wir im Schaltungsauszug:
Der Inhalt kann nicht angezeigt werden, da Sie keine Berechtigung haben, diesen Inhalt zu sehen. Der über dem Linearregler 7815 dargestellte MOSFET schaltet durch, wenn die Eingangsspannung unter ein bestimmtes Limit fällt, welches die Zenerdiode mit Spannungsteiler an der Basis des PNP-Transistors festlegt.
Zur Verifizierung der Funktion habe ich eine kleine Meßreihe aufgenommen, welche für verschiedene Eingangsspannungen den Spannungsabfall über dem Längsregler (zwischen Drain und Source des MOSFET 40P05) angibst:
Eingangsspannung 24V: Spannungsabfall 8,7V
Eingangsspannung 20V: Spannungsabfall 4,7V
Eingangsspannung 18V: Spannungsabfall 2,8V
Eingangsspannung 17V: Spannungsabfall 2,8V
Eingangsspannung 16V: Spannungsabfall 2,8V
Eingangsspannung 15,5V: Spannungsabfall 2,8V
Eingangsspannung 15V: Spannungsabfall 0V
bis
Eingangsspannung 5V: Spannungsabfall 0V
Die Sicherung an Klemme (+) ist eine „Resettable PTC Fuse“, die bei 1,1A Nennstrom noch nicht auslöst (Ihold), bei 2,2A jedoch sicher auslöst (Itrip). Nach Wegfall des Überstroms setzt sie sich selbsttätig wieder zurück.
Die Schaltung am GND-Pin des Linearreglers mit dem MOSFET BSS138 stellt IMHO einen Verpolungsschutz mit sehr kleinem Spannungsabfall dar. Entsprechende Messungen der Spannung über der Drain-Source-Strecke des BSS138 lassen keinen anderen Schluß zu.
Die Eingangsbeschaltung der SW-Eingänge ist identisch zum Shelly plus i4 und zu vielen anderen Shelly-Aktoren. Schaltungstricks, wie Flüssigkeitsstand-Erkennung, der „Bukowski-Widerstand“ und anderes sind daher auch mit dem Shelly plus i4 DC realisierbar.
Zum Schluss noch die Tabelle der Stromaufnahme bei verschiedenen Betriebsspannungen:
Betriebsspannung 24V: Stromaufnahme 40mA
Betriebsspannung 22V: Stromaufnahme 40mA
Betriebsspannung 20V: Stromaufnahme 39mA
Betriebsspannung 18,5V: Stromaufnahme 39mA
Betriebsspannung 18V: Stromaufnahme 39mA
Betriebsspannung 17,5V: Stromaufnahme 40mA
Betriebsspannung 17V: Stromaufnahme 41mA
Betriebsspannung 16,5V: Stromaufnahme 42mA
Betriebsspannung 16V: Stromaufnahme 43mA
Betriebsspannung 15,5V: Stromaufnahme 38mA
Betriebsspannung 15V: Stromaufnahme 39mA
Betriebsspannung 14V: Stromaufnahme 41mA
Betriebsspannung 13V: Stromaufnahme 43mA
Betriebsspannung 12V: Stromaufnahme 46mA
Betriebsspannung 10V: Stromaufnahme 53mA
Betriebsspannung 8V: Stromaufnahme 65mA
Betriebsspannung 7V: Stromaufnahme 75mA
Betriebsspannung 6V: Stromaufnahme 87mA
Betriebsspannung 5V: Stromaufnahme 105mA
Bei genauem Hinsehen ist die Schaltgrenze, bei der der Linearregler außer Betrieb gesetzt wird, auch an der Stromaufnahme erkennbar. Im Vergleich ist der Shelly plus i4 bei Versorgung mit 24V DC sparsamer. Das liegt am Linearregler, die überschüssige Spannung verheizt…
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Bitte um ein Foto, aus dem ersichtlich ist, wie die Drähte in den Stromwandlern liegen!