DIYROLLY hat sich Messungen gewünscht - wer kann da nein sagen?
Zuerst der Plan: Messungen am Shelly UNI
(a) Versorgungsspannung DC, Schaltspannung an Klemme IN: DC
(b) Versorgungsspannung DC, Schaltspannung an Klemme IN: AC
(c) Versorgungsspannung AC, Schaltspannung an Klemme IN: DC
(D) Versorgungsspannung AC, Schaltspannung an Klemme IN: AC
Wo soll gemessen werden? Dazu noch einmal die interne Schaltung des UNI an den beiden Eingängen IN1/2 (nur einer dargestellt) und die Stromversorgung:
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(Die gestrichelt gezeichnete Diode an Klemme IN1/2 bitte zunächst nicht beachten.)
Die Meßpunkte für die Oszillogramme waren: Punkt A (im Kreis) - um abzuschätzen, wie groß der Kondensator an der Basis des Schalttransistors ist. Punkt B - wie sieht das Signal aus, das der ESP8266 bekommt und mit dem er Befehle auslösen soll. Bezugspotential der Oszillogramme ist immer GND SENSOR.
Jetzt die erste Messung - (a) Speisung DC, Schaltsignal DC:
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Gelb ist die Spannung an Punkt A, Blau die Spannung an Punkt B.
Der Shelly hat einwandfrei geschaltet (das sieht man hier nicht, bitte das zu glauben!). Man erkennt die große Zeitkonstante wegen des Kondensators. Eine grobe Schätzung ergibt, daß der Kondensator etwa 470nF hat.
Die positive Flanke knapp 800ms nach der Betätigung des Tasters (blauer Graph) wird von der Firmware des ESP8266 detektiert und löst die Verarbeitung aus. Sekunden später sieht man der Ergebnis im Web-UI und am Ausgang des Shelly. Wichtig: Der Shelly UNI schaltet immer beim Loslassen des Tasters! Der Taster wurde etwa 350ms lang betätigt (gelber Graph).
Fazit: Bei DC-Versorgung und DC-Schaltsignal funktioniert der UNI ganz ordentlich. Konnte jedenfalls keine Fehlfunktion feststellen.
Es folgt: (b) Speisung DC, Schaltsignal AC:
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Oben ein Oszillogramm, bei dem der Ausgang geschaltet wurde! Wir erkennen, daß die Anordnung der Diode parallel zum Kondensator nichts bringt! Das Eingangssignal (50 Hz AC) wird nicht gleichgerichtet! Der Schalttransistor wird im Takt der Netzfrequenz geschaltet, solange das AC-Signal an Klemme IN(x) anliegt. Erst beim Loslassen des Tasters wird der Kondensator entladen und erzeugt ein dauerhaftes Signal "GND" am Eingang des ESP8266.
Hier nochmals die gleiche Situation in höherer Zeitauflösung:
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Wir hatten Glück, daß der Taster losgelassen wurde, als die Spitze der positiven Halbwelle anlag! Das ist natürlich nicht immer so - hier das Gegenbeispiel:
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Hier wurde der Taster in der negativen Halbwelle gelöst. Das Ergebnis: KEIN Schaltvorgang! Das deckt sich mit den Beobachtungen von DIYROLLY und anderen: Der Shelly UNI schaltet bei AC an den Eingängen nicht immer!
Was müsste man tun, um das Problem zu lösen? Verhindern, daß sich der Kondensator entlädt, wenn Wechselspannung an IN(x) anliegt! Da wir die Innenschaltung des UNI nicht verändern können, bleibt nur eine Beschaltung an den Klemmen: Die gestrichelt gezeichnete Diode löst das Problem. Hier das Oszillogramm dazu - wie vorher, jedoch mit Diode (Kathode an Klemme IN(x):
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So gefällt mir das: Ein ordentliches Schaltsignal! Die Diode kann eine Feld-, Wald- und Wiesendiode sein - z.B. 1N4148. Wenn zufällig 1N400x herumliegen sollten - geht auch...
Jetzt sollte Messung (c) folgen. Dazu muß die Meßanordnung auf Speisung mit Wechselspannung umgebaut werden. Gesagt, getan - und nicht aufgepasst: Die Wechselspannung wurde nicht an Vcc und GND angelegt, sondern an Vcc und GND SENSOR. Kurze, energische Rauchzeichen signalisierten: Gleichrichterbrücke durchgebrannt. Und der Geruch...
Daher muß ich euch vertrösten: Messungen (c) und (d) folgen, sobald mein Shelly UNI wieder heil ist!
