Beiträge von thgoebel

    Sorry, wenn ich da leider noch eins drauflegen muß: Studiert man die Datenblätter für „Photo Relays“. verschiedener Hersteller, offenbaren sich die Unterschiede zwischen den Optokopplern mit MOSFET-Ausgang: Die Typen mit max. Betriebsspannung bis 60 oder 80V haben i.d.R. on-Widerstände von rd. 3 Ohm; bei den Hochvolt-Typen (max. Spannung bis 300V) liegen die on-Widerstände um den Faktor 10 höher! Entsprechend verhalten sich die zulässigen Verlustleistungen in den Optokopplern und die zulässigen Betriebsströme: Bei den Typen mit Betriebspannungen bis 80V dürfen etwa 0,5A geschaltet werden!

    Fazit: Setze ich einen Optokoppler mit 350V Auslegungsspannung ein und „bremse“ ihn mittels TVS-Dioden auf 40V herunter, vergeude ich Geld und erreiche schlechtere Werte in meinen Produktspezifikationen. Ich baue somit ein schlechteres Produkt! :(

    Das Relais verträgt auch 18V:

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    Wir haben ein 12V-Relais (4. Zeile). Auszug aus Datenblatt HF7520, Subminiature Relay, Fa. Hongfa.

    Im UNI sind die beiden Schaltausgänge mit Optokopplern TLP172GM realisiert:

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    Der Hersteller Toshiba nennt diese Bauteile „photo relay“:

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    (Quellenangabe: Datenblatt der Fa. Toshiba)

    Zwei MOSFET mit optisch empfindlichem Gate sind in Serie geschaltet, eine LED aktiviert diese. Die Daten sagen uns: Strom im on-Zustand max. 110mA, max. Spannung im off-Zustand 280V (empfohlen, Grenzwert bei 350V), Verlustleistung max. 300mW, R(on) max. 35 Ohm. Das sind ordentliche Werte. Parallel zu den beiden Ausgängen der Optokoppler wurden zwei Suppressordioden (TVS) angeordnet, die die Optokoppler vor Überspannungen schützen sollen. (Gegen zu hohe Ströme schützen die TVS natürlich nicht, auch nicht gegen zu hohe Verlustleistung der Optokoppler.)

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    Diese Suppressordioden (D7/D8, SMD-Bezeichung YP) haben (leider!) eine Nennspannung von 36V. Das wollte ich zunächst nicht glauben und habe die Teile mit meinem Kennlinienschreiber „unter Spannung“ gesetzt:

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    (Horizontaler Maßstab: 5V/div.)

    In entgegengesetzter Polarität:

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    (Gleicher Maßstab)

    Man erkennt, daß die TVS bei rd. 38V leiten!

    Hier noch ein Foto der Meßanordnung:

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    Was heißt das für uns als Anwender des Shelly UNI? Wir werden „ausgebremst“, können die Leistung, die die Optokoppler bieten, nicht ausnutzen! Nicht mal der Betrieb an 48V, wozu ich noch „Kleinspannung“ sage, ist möglich. Die Optokoppler wären sogar für die Schaltung eines kleinen Schützes mit 230V AC-Spule durchaus geeignet - wären da nicht die Schutzabstände! Wie man aus den beiden Fotos von Vorder- und Rückseite des UNI erkennen kann, wurden (ohne Not!) keine ausreichenden Abstände eingehalten. Eigentlich schade…

    Nello one nutzt einen „SuperCap“, das ist ein sehr großer Kondensator, zum Speichern von elektrischer Energie. Man lädt den SuperCap aus der Gegensprechanlage in Zeiten, in denen die Klingel NICHT läutet oder die Türöffner NICHT betätigt wird, indem man einen sehr kleinen Strom entnimmt. Ist der SuperCap ausreichend geladen, wird die WLAN-Verbindung mit der gespeicherten Energie aufrechterhalten. Das nennt man „Energy Harvesting“.

    Im diesem Forum gibt es einen Thread, in dem ähnliches unter Verwendung eines Shelly UNI vorgeschlagen wird. DIYROLLY ist der Urheber, er wird Dich gerne beraten!

    Muß gestehen, daß es mir bei meiner Frage weniger um die Gewährleistung ging, als um die grundsätzliche Frage der Lötbarkeit am Shelly UNI. Klar werde ich das ausprobieren („Versuch macht kluch“). Aber es hätte ja die Möglichkeit bestanden, daß es bereits Erfahrungen gibt…

    Weshalb ich so dumme Fragen stelle: Habe eine (defekte) Blitzleuchte für Alarmsignalisierung für den Außenbereich, deren Leiterplatte mit einem derart hartnäckigen Schutzlack überzogen ist, daß die Elektronik nicht reparabel ist! Man kann nicht einmal vernünftig messen, so zäh ist dieser Lack…

    Werde in Kürze berichten!

    Die Leiterplatte des Shelly UNI ist mit einem Schutzlack überzogen. Behindert dieser Lack das Löten, z.B. an den Lötpunkten für den Anschluß der Drähte an den beiden Ausgängen? Möchte die Drähte durch Steckhülsen ersetzen, um den UNI ähnlich einer Mezzanin-LP auf eine Grundleiterplatte aufzustecken. Einen Lötversuch habe ich bisher nicht unternommen, um keine "Brandwunden" zu erzeugen, die die Gewährleistung evtl. gefährden könnte.

    Vielen Dank für allfällige Hinweise!

    Stabile 3,3 Volt für den ESP8266 sind mit den gewählten step-down Reglern in einem Schritt über

    den weiten Eingangsspannungsbereich wohl nicht zu erreichen.

    Der ESP reagiert sehr sensibel auf Spannungsschwankungen und nimmt je nach WLAN Aktivität

    kurzzeitig ein Vielfaches des statisch gemessenen Stromes auf

    (die Folge sind Spannungseinbrüche mit Neustart bei instabiler Versorgung).

    Zur Untermauerung der These von DejaWuest hier noch zwei Oszillogramme:

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    Dargestellt wird die Stromaufnahme (blaue Kurve; 10mA/div.) eines Shelly 1 im Betrieb an 24V DC. Das Relais war nicht aktiviert und wurde während der Messung auch nicht aktiviert. Wir erkennen einen der häufigen "kurzen" Stromimpulse (Näheres dazu hier und folgende Beiträge), der zu einem Spannungseinbruch (rd. 250 mV) auf der 12V-Zwischenkreisspannung führt: Der erste Regler (Buck Converter LNK304) kann den kurzen Strombedarf nicht ausreichend ausregeln. Das schadet nicht wirklich, denn das aus den 12V gespeiste Relais des Shelly 1 nimmt dieses kurzes "Zucken" nicht wahr. Wichtig ist, daß der ESP8266 stabil mit 3,3V DV versorgt wird. Daß dies der Fall ist, sieht man im nachfolgenden Diagramm:

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    Hier ist wieder eine ähnliche Stromspitze, wie im ersten Oszillogramm zu sehen (blau). Die 3,3V-Versorgungsspannung (gelb) bleibt jedoch stabil, sieht man von dem andauernden Ripple mit der Schaltfrequenz des zweiten Schaltreglers ab.

    Diese stochastischen Stromschwankungen des Shelly 1 sind bei allen Stromversorgungsarten (12V DC, 24V DC und 230V AC) zu beobachten. Sie entstehen durch die Netzwerk-Aktivität des ESP8266 und haben verschiedene Ausprägungen (siehe hier).

    (Strommessung mit Tektronix-DC-Stromzange A6302.)

    Nach der Darstellung der Stromaufnahme bei Speisung eines Shelly 1 mit 24V DC hat mich die Stromaufnahme bei 12V DC-Speisung noch mehr interessiert. Denn wir haben es jetzt mit nur einem Schaltregler zu tun, der die 12V DC auf 3,3V regelt:

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    Wir sehen einen der (häufigen) kurzen Stromimpulse (rd. 200µS), der im Oszillogramm auf 121mA hochschießt. Überlagert von den Regelimpulsen des Schaltreglers - bei niedriger Stromaufnahme bei 63kHz, in der Stromspitze bei 212kHz.

    Weniger häufig (rd. 1 bis 2mal pro Sekunde kommen breitere Stromimpulse vor:

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    Diese sind durchweg etwa 4ms lang.

    Interessant war noch, wie die 3,3V-Spannungsversorgung für den ESP8266 aussieht:

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    Das ist ein Oszillogramm der Spannung (deshalb zur Unterscheidung zu den Strom-Oszillogrammen in gelb). Wir erkennen deutlich, daß die Arbeit des Schaltreglers nicht unbemerkt bleibt: Einen schönen "Ripple" mit 120mV Vpp und der Schaltfrequenz des Reglers. Schaltet man probeweise einen Kondensator mit 0,47µF (Folientyp) parallel, wird das noch schlimmer. Da spielt halt die Induktivität der Anschlußdrähte (habe die 3,3V auf der 5pol. Steckleiste abgegriffen) eine große Rolle.

    Hoffentlich hat euch das nicht allzusehr gelangweilt ;) ...

    Nachtrag: Der Strom wurde mit der Tektronix-DC-Stromzange A6302 gemessen; das Scope hat sich ja selber vorgestellt...

    Der interne ADC vom ESP8266 ist für genaue Messungen nicht geeignet,

    während das WLAN Modul aktiv ist, da dieses das Messergebnis stört und verfälscht.

    Zur Veranschaulichung, was in einem Shelly 1 so abgeht, habe ich die Stromaufnahme oszillografiert:

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    Der blaue Graph zeigt die Stromaufnahme (10mA/div.); der gelbe die Spannungsversorgung (10V/div.). Man erkennt, daß die Stromaufnahme mit einer Frequenz von rd. 3,6kHz zwischen 14 und 40 mA schwankt. Hinzu kommen „Ausreißer“ etwa im Sekundentakt, bei denen die Stromaufnahme auf rd. 65mA ansteigt (siehe etwa Bildmitte). Letzteres ist offensichtlich der WLAN-Aktivität zuzuordnen. Die Speisespannung bleibt stur auf 24V (muß sie auch, sonst würde ich mein Labornetzteil in die Tonne treten).

    Das Relais des Shelly war bei der Messung eingeschaltet.

    Ah, doch mit internen Klemmen. :)

    Der Ansatz, den UNI auch für einen Markt ohne Löten verfügbar zu machen, hat ja etwas!

    Allterco hat jedoch (mit kühner Sicherheit!) Marktsegmente definiert und platziert die Produkte folgerichtig in diesen Segmenten. Das lässt sich vielleicht am besten mit den „Wenn-Theoremen“ verdeutlichen:

    * Wenn Allterco den Shelly UNI für Kunden gemacht hätte, die nicht löten können, hätte man Klemmen dran gemacht…

    * Wenn Allterco den Shelly 4Pro für den deutschen Markt gemacht hätte, wären getrennte L-Klemmen dran…

    * Wenn Allterco die „Dosen-Shellies“ für Nicht-Elektriker gemacht hätte, gäbe es dieses Forum nicht…

    …Fortsetzung folgt!

    Spaß beiseite: Es steht „uns“ (verwende hier Gänsefüßchen, weil ich noch nicht allzulange dabei bin) natürlich frei, mit guten Ideen neue Anwendungsfelder für diese netten Produkte zu finden und vorzuschlagen! Allerdings wird es immer Grenzen geben, die der eine oder andere Anwender mangels „Skills“ nicht überschreiten kann/darf/soll. Und das sollten wir, bei allem Eifer, im Auge behalten.