Teardown Shelly pro 2PM und pro 1PM

    Wie sieht ein Shelly pro 2 PM von innen aus? Einen kurzen Eindruck hatte uns vor Wochen bereits remo_daeppen verschafft:

    Beitrag

    RE: Shelly pro 2: Teardown, Spannungsversorgung

    Als Nachtrag zu #6 bestätige ich, dass die Schaltung mit dem R4 / R5 dieselbe ist auf dem PRO 1PM, sogar mit derselben Kennzeichnung. Somit, wie durch @thgoebel bereits bestätigt, NTC für Temperaturmessung und nicht zur Identifikation

    Und hier noch zwei Fotos von der Situation im PRO 1PM zum vergleich:

    smarthome-forum.eu/attachment/32799/

    Auffallend: Die gute alte Widerstands-sicherung ist hier verbaut. Auch das kleine Kabel des Neutralleiters darf nicht Fehlen

    …
    remo_daeppen
    2. August 2022 um 19:31

    Heute nun ein tiefergehender Blick in die „Innereien“:

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    Eine Gehäuseschale ist entfernt - wir blicken auf die Unterseite der Basis-LP („Motherboard“) mit dem ESP32-DQWDQ6 (oben in der Mitte). Darunter der cFeon-Chip QH64A-104HIP. Rechts die GPIO-Steckverbindung; unten links die LAN-Buchse.

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    Im zweiten Foto wurden die Module abgesteckt und um die Basis-LP aufgereiht:

    Rechts in der Mitte das Eingangsmodul mit den beiden SW-Klemmen, darunter das 12V-Netzteil.

    Links die beiden Ausgangs-Module (beide identisch).

    In der Mitte die Oberseite der Basis-LP, die wir uns jetzt genauer ansehen:

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    Links oben ein Interface-Baustein, das 16-Bit Schieberegister 74HC595. Es erweitert die Zahl der digitalen Ein- und Ausgänge des ESP32-Prozessors.Rechts unter dem Reset-Taster das LAN-Interface LAN8720A, darunter der Überspannungsschutz für das LAN-Interface (SLVU 2.8), ein Array aus TVS-Dioden.

    Darunter der Isolier-Übertrager für den LAN-Anschluss. Im Vergleich zum Shelly pro 2 ist im Shelly pro 2PM der Y-Kondensator am Abschirmkragen der LAN-Buchse weggefallen. Siehe dazu

    Thema

    Nach Firmwareupdate tot

    Hallo zusammen,

    gestern habe ich die Updates gemacht, bei 5 von 7 gab es keine Probleme, einer hatte ein Problem mit der Uhrzeit ist aber gelöst. Leider ist einer komplett tot, Display dunkel und nicht mehr erreichbar (war nur üer LAN angeschlossen) . Hab ihn schon versucht zu reseten, aber auch keine Reaktion. Die LAN LED leuchtet und auch der Traffic blinkt, sonst nix.

    Hat jemand eine Idee wie man ihn wiederbeleben kann oder hilft hier nur noch der Austausch?
    jenne72
    31. August 2022 um 08:19

    Eingangsmodul

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    Dieses Modul wird bei allen Aktoren der „pro“-Serie verwendet. Die Schaltung ist altbekannt…

    Relaismodul(e)

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    Links der Shunt zur Strommessung und die beiden Klemmen I und O. Der hochkant angeordnete IC ist der „Energy Meter“-Chip ADE7953. Dieser IC könnte prinzipiell zwei Strom- und Spannungskanäle bedienen - hier wird jedoch nur ein Kanal genutzt. Ganz rechts die Steckverbindung zur Basis-LP, links daneben ein Optokoppler (D125). Oben rechts zwei Dioden zur Stromversorgung des ADE7953.

    Optokoppler? Stromversorgung? Wir kommen gleich darauf…

    Noch ein Blick auf die Oberseite des Relaismoduls:

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    Das (vergleichsweise riesige) Relais ist links unübersehbar. Es ist ein Hongfa HF32FV-16. 12-HLTF(590). Kennen wir bereits von anderen Shelly-Aktoren. Nennstrom 16A, mit VDE-Zertifikat!

    Auffällig ist ein Isolier-Transformator rechts und eine Anordnung von 2 ICs in einer senkrechten Reihe. Das sind „digital isolators“ - Bausteine, die digitale Signale über eine galvanisch getrennte Strecke übertragen. Typ-Familie NSi824x, maximale Spannungsdifferenz 6,25 kV. Und jetzt ist die Auflösung des Rätsels fällig: Beide Relaismodule erledigen die Leistungsmessung galvanisch getrennt vom Prozessor! Das Prinzipschaltbild zeigt uns, wie das gemacht wird:

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    Zwischen dem Prozessor und dem Netzteil gibt es nur eine einzige leitende Verbindung: Der „schwarze“ Draht, der das Netzteil-Modul und die beiden Relais-Module verbindet: Dieser Draht führt N-Potential an die beiden Spannungsteiler für den ADE7953-Chip heran, damit die Spannungsmessung funktioniert. (Die beiden ADE7953 habe ihr Bezugspotential auf L-Ebene, daher N zur Spannungsmessung.)

    Die Datenübertragung vom und zum ADE7953 erfolgt über die bereits erwähnten „digital isolators“ und den Optokoppler. Die Betriebsspannung des ADE wird über einen Treiber-Baustein (VPS8702) und einen Isolier-Transformator (VPT87BB-01A) zugeführt.

    Eine aufwendige Schaltung. Damit sollte der Shelly pro 2PM an unterschiedlichen Phasen arbeiten können (L1 und L2 geschaltet an den beiden Relais-Kanälen; die Stromversorgung könnte über L3 geschehen). Die Spannungsmessung würde einwandfrei über N erfolgen. Weshalb dies nicht beworben und in den Spezifikationen beschrieben wird, ist mir rätselhaft…

    Ein Blick auf das Netzteil folgt in Beitrag #2 (die Zahl der möglichen Anhänge ist erschöpft). Fortsetzung folgt…

    „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)

    5 Mal editiert, zuletzt von thgoebel (14. Januar 2023 um 20:56)

    Jetzt der Blick auf das Netzteil:

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    Das Netzteil unterscheidet sich nur unwesentlich von dem des Shelly pro 2: Die Picofuse musste dem von Generation 1-Shellies bekannten Sicherungswiderstand weichen. Möglicherweise gibt es Lieferprobleme bei Picofuses? Und der „schwarze Draht“ ist hinzugekommen, der N-Potential an die beiden Relais-Module führt. Die Schaltung des Netzteils ist ebenfalls bereits bekannt:

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    Die Erzeugung der 3,3V Versorgungsspannung für den Prozessor ist auf der Basis-LP angeordnet (S47BKB). Leider ist von dem IC kein Datenblatt im Netz zu finden…

    Die Werte für den Stromverbrauch werden nachgeliefert, sobald mein Test-Exemplar wieder zusammengebaut und betriebsfähig ist.

    Danke für eure Aufmerksamkeit!

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

    Einmal editiert, zuletzt von thgoebel (27. Oktober 2022 um 17:36)

    Wie angekündigt, jetzt die Werte zum Stromverbrauch. Die Stromaufnahme wurde bei Versorgung mit Gleichspannung gemessen. Dies hat sich - nach langen Diskussionen im Forum - als „Goldstandard“ erwiesen, weil die Strommessung bei Speisung mit Netzspannung wegen des hohen Crestfaktors (größer 7, wegen des kurzen Ladestroms im Netzteil) zu hohe Werte ergibt.

    Vorgaben: LAN und BT deaktiviert. Messungen mit und ohne ECO-Mode, Relais-Einschaltung variiert.

    100V DC, ECO aus, Relais aus: 9,4mA. Leistungsaufnahme 0,94W

    100V DC, ECO ein, Relais aus: 5,1mA. Leistungsaufnahme 0,51W

    200V DC, ECO aus, Relais aus: 4,8mA. Leistungsaufnahme 0,96W

    200V DC, ECO ein, Relais aus: 2,6mA. Leistungsaufnahme 0,51W

    24V DC, ECO aus, Relais aus: 36mA. Leistungsaufnahme 0,84W

    24V DC, ECO aus, 1 Relais ein: 58mA. Leistungsaufnahme 1,39W

    24V DC, ECO aus, 2 Relais ein: 79mA. Leistungsaufnahme 1,89W

    24V DC, ECO ein, Relais aus: 21mA. Leistungsaufnahme 0,50W

    24V DC, ECO ein, 1 Relais ein: 40mA. Leistungsaufnahme 0,96W

    24V DC, ECO ein, 2 Relais ein: 63mA. Leistungsaufnahme 1,52W

    Strommessungen bei aktiviertem ECO-Mode sind nicht so genau, wie jene ohne ECO-Mode, weil die Werte über den Zeitverlauf streuen (WLAN-Aktivität).

    Dieser Shelly pro 2PM bootete ab 19,8V, lief jedoch stabil erst mit 21V DC. Offenbar sind die beim Shelly pro 2 beobachteten Störungen durch das Netzteils auf Exemplarstreuungen zurückzuführen. (Hier hatte der Einbau eines Kondensators 100nF parallel zum Sieb-Elko der 12V-Schiene die Störeinstreuung behoben).

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    Aus diesem Produktangebot der Fa. Reichelt könnte man ableiten, daß ein Betrieb mit zwei Phasen beim Shelly pro 2PM möglich ist:

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    Man beachte den letzten Spiegelstrich!

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

    Heute habe ich den Versuch unternommen, zwei Außenleiter an einen Shelly pro 2PM anzuschließen: Eine Phase versorgte den Shelly, die zweite wurde über Kanal 1 geschaltet und speiste meine Test-Glühbirne:

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    Hier die Spannung zwischen den Außenleitern…

    Es funktionierte problemlos. Natürlich hatte ich die Stromversorgung des Shelly mit einer Feinsicherung 125mA abgesichert (Geräteschutz).

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

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