Beiträge von thgoebel
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Die Stromwandler des Shelly 3EM sollen ab Werk mit dem jeweiligen Shelly gemeinsam kalibriert werden. Wenn das stimmt, können IMHO nicht beliebige Ersatz-Stromwandler im Austausch an einem Shelly 3EM angebracht werden, weil die Kalibrierung verloren ginge.
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Geflasht habe ich noch nie. Kann vielleicht thgoebel etwas zu den Pins des EM sagen?
Sorry für die verspätete Antwort - war seit gestern mit den Vorbereitungen und der Durchführung eines Benefizkonzerts für Menschen in und aus der Ukraine beschäftigt (hat sich gelohnt: Nettoertrag 8.750€).
Zu der Frage nach den „Pins“ des Shelly EM: Nehme an, daß die Frage die Klemmschrauben betrifft, die bei manchen Shellies Schwachstellen zeigten? Das tolle am Shelly EM ist ja, daß der Laststrom nicht durch den Shelly und damit auch nicht über die Klemmverbindungen geführt wird: Der Laststrom fließt ausschließlich durch den Stromwandler. Das ist eine Art „Tunnel“, durch den der Draht zum Verbraucher (oder zur PV-Anlage) geführt wird, ohne ihn zu zerschneiden oder seine Isolierung zu beschädigen! Die Klemmverbindungen dienen lediglich zum Anschluss der Stromversorgung des Shelly, des/der Stromwandler und eines externen Relais, mit dem Starkstrom-Schütze betätigt werden können. Daher ist der Shelly EM und sein größerer Bruder, der Shelly 3EM für Leistungs- und Energiemessung bestens geeignet.
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Der „PF-Bug“ ist nicht zwingend mit einer bestimmten Firmware verbunden! Habe zwei Shelly 3EM, einer ist produktiv und einer dient als Testexemplar. Beide haben unterschiedliche HW-Revisionen,laufen jedoch mit gleicher Firmware (1.11.8). BEIDE zeigen nicht den „PF-Bug“!
Derzeit kennen wir mehrere Fehler beim Shelly 3EM:
1. „PF-Bug“ -Powerfaktoren sind entweder „1“ oder „0“.
2. Fehlerhafte Messungen von Strom, Leistung und Powerfaktoren bei Phasenströmen größer 50A. Ursache: Übersteuerung des ADC des Energymeter-IC ADE7880.
3. Fehlende Saldierung.
4. ???
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Es wäre eine Erleichterung, wenn hier eine Schaltung des Thermostaten gepostet würde - es ist mir jetzt einfach zuviel Lesestoff, mit samt den erforderlichen Schlußfolgerungen, die gedanklich zu treffen sind. Falls es also eine Innenschaltung des Thermostaten geben sollte, würde mich die sehr interessieren! Die darf auch gerne selbst aufgenommen sein…
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Hier
ist eine Meßreihe angegeben, die für verschiedene Widerstandswerte den Strom angibt, der aus Klemme SW(x) nach N fliessen muß, damit der Eingang aktiviert wird. Damit würde ich ansetzen, um das Verhalten der Themostate zu prüfen und den Fehler einzugrenzen.
Ein Vertauschen von N und L am Thermostat könnte hilfreich sein (grobe Annahme…).
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It is very unlikely that the snubber is causing the over current issue. Did you configure an overcurrent limit and, if so, in which amount?
And by the way: Welcome to the forum!
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Der Punkt ist etwas sehr nach oben gerutscht - er muß auf die „N-Position“ beim obersten Shelly. Und einen Leitungsschutz sollte man auch mal von Zeit zu Zeit testen…
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Mein Test-Shelly 3EM hat die zweite Kennung:
Code{"hw_revision":"dev-prototype", "batch_id":0}und misst ebenfalls ordentlich (solange der Phasenstrom unter 50A bleibt).
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Das kann ich leider nicht bestätigen: Mein produktiver Shelly 3EM (Verbrauch Wallbox) hat
Code{"hw_revision":"prod-2020-1", "batch_id":1}, zeigt jedoch korrekt an (weil er mit maximal 16A je Phase belastet wird).
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Perfect! Well done…
And, by the way: Welcome to the forum!
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DIYROLLY spricht große Dinge gelassen aus: Die Lösung wird nicht sein, den Meßbereich auf Phasenströme von 120A auszuweiten, sondern die Spezifikation zu korrigieren. 50A Strom in den Außenleitern sind für die häuslichen Anwendungsbereiche wohl ausreichend. Bei überschreiten des Arbeitsbereiches der ADC sollten allerdings keine falsche Daten ausgegeben werden, sondern eine Anzeige wie „Overflow“ oder ähnliches…
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Der Hersteller kennt das Thema seit Mai 2021:
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Habe messtechnisch den Übersetzungsfaktor des 120A-Stromwandlers ermittelt: N = 3000:1. Bei einem Bürdenwiderstand von 20Ω fließen bei 120A(eff) auf der Primärseite sekundär 40mA(eff). Dadurch entsteht eine Spannung über der Bürde von 800mV(eff). Umgerechnet ergibt das eine Spannung von 2,26V(pp), die direkt dem ADC des Energiemeß-IC ADE7880 zugeführt wird. Als maximale Eingangsspannung ist jedoch 1V(pp) spezifiziert (siehe Datenblatt in Beitrag #8). Daher wird der ADC ab etwa 50A(eff) überlastet. Fehlerhafte Leistungs-, Strom- und Powerfaktor-Werte treten bei. Überschreiten dieser Grenze auf.
Hier ein Schaltungsauszug der Analogeingänge des Shelly 3EM:
Der Inhalt kann nicht angezeigt werden, da Sie keine Berechtigung haben, diesen Inhalt zu sehen. Bemerkenswert ist, daß je Eingang für Stromwandler zwei Sicherungen verbaut sind (Bauteilbezeichnung „FBx“).
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Setzt man die „Open/Close working time“ (in „Settings“) auf Null, bleibt das jeweils aktivierte Relais im Roller/Shutter-Mode dauerhaft aktiviert:
Der Inhalt kann nicht angezeigt werden, da Sie keine Berechtigung haben, diesen Inhalt zu sehen. -
Hier etwas Lesestoff zum Thema:
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Wenn man mit Strömen über 60A(eff) messen möchte, bleibt einem wenig übrig, um das Ganze in einem normalen Haushalt noch beherrschbar zu halten. Daher die 30 Windungen durch den Wandler!
Die beim Shelly 3EM eingesetzten Wandler sind „normale“ Transformator-Wandler - keine Hall-Effekt-Stromsensoren! Das heißt, es gilt das Ersatzschaltbild des idealen Transformators mit Verlustfaktoren. Im oberen Strombereich wird ein solcher Transformator nichtlinear - soviel ist korrekt! Und zwar dadurch, daß der Kern wegen zu hoher Durchflutung in Sättigung gerät. Erste Anzeichen davon bei 156A kann man im Oszillogramm erkennen: Die Kurvenform wird „verbogen“. Misst man die harmonischen Verzerrungen (THD), kann man das sogar messtechnisch beziffern.
Die Größe des Bürdenwiderstands gibt Allterco auf der Umverpackung der Wandler an (20Ω); dieser Wert ist auch an den Klemmen für die Wandler zu messen (im Prinzipschaltbild dargestellt).
Daß der Strom 30fach höher ist, habe ich durch Vergleichsmessungen auf Primär- und Sekundärseite verifiziert.
Ich persönlich habe zu den Stromsensoren eine eigene Meinung bekommen.
Das ist schön für Dich!
Und vielen Dank für Deine kritische Sichtweise! Das spornt immer wieder an, methodisch genau und unwiderlegbar vorzugehen!
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Habe heute die Stromwandler des Shelly 3EM unter die Lupe genommen: Ein Versuchsaufbau mit 30 Windungen um den Wandler und ein Bügeleisen mit 1.200W, entsprechend 5,2A, generierten einen Strom von 156A durch den Wandler. Erwartet wurden heftige Verzerrungen des sinusförmigen Stroms, wenn der Wandler in Sättung gerät. Der Stromwandler war gemäß Spezifikation mit 20Ω abgeschlossen ("Bürdenwiderstand").
Das Oszillogramm der Spannung über der Bürde sieht so aus:
Der Inhalt kann nicht angezeigt werden, da Sie keine Berechtigung haben, diesen Inhalt zu sehen. KEINE starken Verzerrungen! Der Effektivwert von 989mV über dem Bürdenwiderstand ergibt einen Strom in der Sekundärwicklung des Wandlers von 49,5mA. Das ist etwas mehr, als der spezifizierte Nennstrom (40mA).
Fazit: Die Wandler sind nicht verantwortlich für die Meßfehler!
Schaut man sich das Leiterplatten-Layout an, so erkennt man, daß die Anschlüsse der Stromwandler direkt zu den ADC-Eingängen des IC ADE7880 geführt werden:
Der Inhalt kann nicht angezeigt werden, da Sie keine Berechtigung haben, diesen Inhalt zu sehen. Der Bürdenwiderstand ist auf zwei 10Ω-Widerstände und symmetrisch zu GND aufgeteilt, um die CMR-Ratio zu verbessern.
Ein Blick in das Datenblatt des ADE7880 (Klick!) offenbart, daß der Eingang bei Stromstärken >60A stark übersteuert wird:
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. An den Eingängen für die Stromwandler darf maximal 1Vpp anliegen! Im oben gezeigten Oszillogramm sind es jedoch 2,8Vpp.
Fazit: Die spezifizierte Genauigkeit kann bei Stromstärken >50A nicht erreicht werden, weil der ADC des ADE7880 übersteuert wird.
