Genauigkeit des Auto-Off-Timers beim Shelly UNI, Shelly 1 und Shelly plus 1

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    uwschu
    3. August 2022 um 19:49

    wurde (vor allem von Schubbie ) der Wunsch geäußert, etwas über die Genauigkeit des Auto-Off-Timers zu erfahren. Theoretisch wurde die Verarbeitung des Prozessors und die Abfallzeit des Relais als Fehlergröße ausgemacht. Um hier etwas Praxiserfahrung zu gewinnen, habe ich das Oszilloskop warm laufen lassen und zuerst einen Shelly 1 als Versuchskaninchen engagiert.

    Die Messanordnung ist denkbar einfach:

    A1D950ED-58CA-4B2B-92C3-6C17C729C293.jpeg

    Weil die Ansprechverzögerung keine Rolle spielt (im zitierten Thread soll der Shelly mit einem http:-Kommando aktiviert werden), wurde nur ein Kanal des Oszilloskops genutzt. +24V heißt: Der Relaiskontakt ist geschlossen.

    Zuerst wurde der Auto-Off-Timer mit 0.4 Sekunden bestückt:

    074B38EA-968C-4597-BFA2-68DAF8B30DA9.png

    Wir erkennen, daß der Kontakt für 399,0 ms geschlossen wurde!

    Die Zeit wurde halbiert (0.2 s):

    4860D361-FB4C-42CD-8AC3-FF6F9120A19D.png

    Impulsdauer: 199,6 ms

    Auto-Off-Timer auf 0.05 Sekunden:

    056BE9E6-4879-466C-A867-EF6CDB907CEE.png

    Impulsdauer: 50,4 ms.

    Der aufmerksame Leser wird zu Beginn des Impulses eine unscharfe ansteigende Flanke entdecken: Hier prellt der Relaiskontakt! Die Kontaktzunge wird ja durch den Anker beschleunigt und prallt auf der feststehenden Zunge auf - dabei kommt es zum Prellen. Sieht man sich das genauer an, erkennt man, daß der Kontakt für etwas 600μs prellt:

    67C5504B-7D87-42BE-B0B5-1570CD06E862.png

    Die kleinste einstellbare Zeit beim Shelly 1 beträgt 0.01 Sekunden:

    04D201E9-1AE4-40B0-9615-A3053701DB5A.png

    Auch diese Zeitvorwahl wird mit 10,16 ms erstaunlich präzise abgearbeitet!

    Vom Shelly plus 1 erwarten wir noch besseres Arbeiten - hat er doch einen schnelleren Prozessor. Ein nagelneues Exemplar wurde in die Testanordnung geschnallt - und los geht‘s:

    Auto-Off-Timer auf 0.4 Sekunden:

    ADC33A1C-34D5-49BF-AE62-3790CD9E4B3A.png

    399,0 ms sind sehr zufriedenstellend.

    Die kleinste einstellbare Zeit beim Shelly plus 1 beträgt 0.1 Sekunden! Hier kann der Shelly 1 eine ganze Dekade mehr.

    458A48A0-1742-44C4-B55E-404AE7CFC66D.png

    Impulsdauer 98,8 ms.

    Wie beim Shelly 1 prellt der Relaiskontakt prinzipbedingt auch beim Shelly plus 1:

    E5C26346-BCA5-4715-8B62-BFFB1F3B717A.png

    Allerdings etwa doppelt so lang wie beim Shelly 1: 1,28 ms. Obwohl es sich um den gleichen Relaistyp handelt - Hongfa HF7520 012-HSTP! Nun gibt es viele Einflüsse, die das Kontaktprellen beeinflussen: Mechanische (Steifigkeit der Materialien etc.) und elektrische (Strom durch die Relaisspule etc.) und Exemplarstreuungen…

    Fazit: Die eingestellte Auto-Off-Zeit wird bei beiden Shellies erstaunlich gut eingehalten. Für normale Anwendungen wird das in allen Fällen ausreichend sein.

    „Habt Geduld. Alle Dinge sind schwierig, bevor sie einfach werden!“ (aus Frankreich)

    „Nothing in life is to be feared, it is only to be understood.“ (Marie Curie, 1867-1934)

    „Es reicht nicht“, rief Schiller, „Gedankenfreiheit zu fordern, man muß auch denken können, sonst fordert man Gedankenlosigkeitsfreiheit und die ist die Freiheit zur Dummheit, welche wiederum die schlimmste Unfreiheit überhaupt ist!“
    (Aus „Besuch aus Weimar“ von Gert Heidenreich, Schriftsteller, *1944 in Eberswalde)

    Einmal editiert, zuletzt von thgoebel (4. August 2022 um 16:26)

  • thgoebel 4. August 2022 um 16:18

    Hat den Titel des Themas von „Genauigkeit des Auto-Off-Timers beim Shelly 1 und Shelly plus q“ zu „Genauigkeit des Auto-Off-Timers beim Shelly 1 und Shelly plus 1“ geändert.
  • Vielen Dank dafür. Ich hätte nicht gedacht, dass das Relais anzieht und dann sogar bei 0.01s noch die Zeit so genau erfüllt.

    Dann sollte der Shelly Uni die Zeiten ja ähnlich einhalten und das ohne zu Prellen (für Last wird dann ein Darlington Transistor erforderlich).

    Schade, dass bei den Gen2 der Intervall nicht so kurz eingestellt werden kann, allerdings sind die Anwendungen dafür wohl auch begrenzt.

    Für meinen Ding Dong fand ich die Genauigkeit von x.xx s gut, damit der dann genau so klingt, wie ich es möchte.

  • thgoebel 5. August 2022 um 15:48

    Hat den Titel des Themas von „Genauigkeit des Auto-Off-Timers beim Shelly 1 und Shelly plus 1“ zu „Genauigkeit des Auto-Off-Timers beim Shelly UNI, Shelly 1 und Shelly plus 1“ geändert.
  • Dem Wunsch eines einzelnen Herrn folgend, reiche ich jetzt noch die Messungen am Shelly UNI nach:

    Meßanordung:

    0F71A16D-EB0F-49C9-950E-1B8270596DE8.jpeg

    Der UNI wird mit 12V DC gespeist; OUT-2 ist an +12V und über einen Widerstand gegen GND beschaltet. Der Ausgangsimpuls wird am Widerstand oszillografiert.

    Auto-Off-Zeit 0,1 Sekunden

    46E39229-1CD6-49C6-9E8F-5B4EA66C4681.png

    Gemessene Impulsdauer: 101,0 ms. Sehr gut!

    Kleinste einstellbare Impulsdauer

    Wie der Shelly 1, ist auch der Shelly UNI auf 0,01 Sekunden (10ms) parametrierbar:

    B31DDB0A-3A0F-46C0-817A-6C93C2F9ACCF.png

    Gemessene Impulsdauer: 10,96 ms.

    Wie Schubbie bereits richtig erwähnt hat, gibt es beim UNI wegen der Optokoppler kein Kontaktprellen. Hier ein Oszillogramm der ansteigenden Flanke:

    D95A5FAC-188A-470E-B663-0A8577050114.png


    Anstiegszeit tr: 152,0 μs

    Zum guten Schluss noch ein Oszillogramm mit Auto-Off 0,5 Sekunden:

    6B6CAA68-0281-49D6-83AD-63313A8A46B3.png

    Impulsdauer 498 ms.

    Dieses Ergebnis war zu erwarten: Die Timer-Zeiten der Shellies sind recht genau und reproduzierbar. Bei den Shellies der Generation 1 ist eine sehr kleine Impulsdauer (ab 10ms) einstellbar. Weshalb das bei den Shellies der Generation 2 aufgegeben wurde, weiß der Entwickler - oder der Produktverantwortliche…

    „Habt Geduld. Alle Dinge sind schwierig, bevor sie einfach werden!“ (aus Frankreich)

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    (Aus „Besuch aus Weimar“ von Gert Heidenreich, Schriftsteller, *1944 in Eberswalde)

  • Ist ja auch kein Hexenwerk - der Command-Parser des Timer-Menüs muß andere Daten erhalten…

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    (Aus „Besuch aus Weimar“ von Gert Heidenreich, Schriftsteller, *1944 in Eberswalde)

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