Shelly Pro 4PM teardown

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  • Heute angekommen und sofort geöffnet:


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    Wie beim Vorgänger sind die Klemmen L1 bis L4 intern elektrisch verbunden.


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    Schade, daß die beim Vorgänger vorhandenen Optokoppler bei der neuen Version verschwunden sind! Die Eingänge S1 bis S4 scheinen nach Standardschaltung mit 47kΩ-Widerständen und Dioden zu arbeiten. Messungen folgen…


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    Die weitere Zerlegung ist kniffelig, weil die Flex-LP zum Display äußerst kurz gehalten ist. Hoffentlich kriege ich das ganze wieder zusammengebaut…


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    Insgesamt gibt es vier Baugruppen, die steckbar verbunden sind: Display, Logikboard, Tasterboard und Grund-LP.


    Hier Logik-Board mit Taster-LP:


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    Logik-Board mit IC-Bestückung:


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    Links oben: SMSC 8710A

    Rechts oben: SC2022

    Links unten: ESP32-D0WDQ6

    Rechts unten: cFeon QH64A-104HIP


    Die Grund-LP:


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    Bestückung:

    Rechts: 23S17

    Links: 2mal ADE7953


    (weitere Fotos in der Fortsetzung…)

  • (und jetzt die Fortsetzung)


    Das Netzteil ist auf einer Sub-LP der Grund-LP aufgebaut, die fest verlötet ist. Daher scheitert im Augenblick ein Foto des Netzteil-ICs:


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    Zum Schluss noch Fotos der Taster-Baugruppe:


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    Halt - ich vergaß die Relais:


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    Dieser Typ kommt uns bekannt vor…

    „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)

    Edited once, last by thgoebel ().

  • Eine gute Nachricht: Der bukowski -Draht funktioniert auch beim Shelly Pro 4PM! Klick

    Zwischen den Klemmen L(1-4) und S(1-4) misst man zwar eine Wechselspannung in Höhe von rd. 12V, geschaltet wird jedoch, wie beim Shelly 1, mit einem Gleichstrom von rd. 34μA, der aus Klemme S(1-4) nach L(1-4) fließt. Die Sache mit der Wechselspannung gehört bei Gelegenheit mal oszillographiert, ebenso ist eine Schaltungsaufnahme der Eingänge S1 - S4 fällig…

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    Edited 2 times, last by thgoebel ().

  • Hier noch die Aufgaben der ICs im Shelly Pro 4PM:


    SMSC 8710A: High-Performance 10/100 Ethernet Transceiver

    SC2022: LAN-Übertrager (zur galvanischen Trennung)

    cFeon QH64A-104HIP: 64 Mbit Serial Flash Memory

    ESP32-D0WDQ6: Prozessor

    23S17: 16-bit, general purpose parallel I/O expansion for SPI

    ADE7953: Single Phase Multifunction Metering IC

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    Edited 2 times, last by thgoebel: Bezeichnung ESP32-D0WDQ6 korrigiert. ().

  • Die beiden im Shelly Pro 4PM verbauten IC für die Leistungsmessung versprechen laut Datenblatt viel:


    pasted-from-clipboard.jpg


    (Auszug aus Datenblatt von Analog Devices)


    Allterco nutzt den eingebauten zweiten Strommessweg für die Messung des zweiten/vierten Schaltausgangs. Die Spannung kann höchstens zweimal für die vier Kanäle gemessen werden. Misst man die Spannung vor den Bürdenwiderständen, ist diese ja für alle vier Kanäle gleich.

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    Edited 2 times, last by thgoebel ().

  • Zwischen den Klemmen L(1-4) und S(1-4) misst man zwar eine Wechselspannung in Höhe von rd. 12V, geschaltet wird jedoch, wie beim Shelly 1, mit einem Gleichstrom von rd. 34mikroA, der aus Klemme S(1-4) nach L(1-4) fließt.

    In trauter Gesellschaft mit Shelly i3 wird es hier auch wieder ein kleines Wärmeproblem geben: Der Shelly Pro 4PM hat vier Schalteingänge (mit der gleichen Innenbeschaltung wie beim i3). Schaltet man die Eingänge S1 bis S4 gegen N - was einwandfrei funktioniert - werden 4 mal 0,3 W im Shelly Pro 4PM zusätzlich verbraten. Macht 1,2 W. Das wird jetzt nicht ein riesiges Thema, weil das Volumen des Hutschienen-Teils wesentlich größer ist, als beim Verteilerdosen-i3. Aber man sollte das im Auge behalten…

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    Edited 3 times, last by thgoebel ().

  • …wenn es überhaupt je relevant werden sollte! Dann werden wir den Thread „Shelly i3 Temperatur hoch“ wieder herbeiholen.

    Obwohl, die Gilde der Stromsparer wird die Kunde auch in ihren Herzen bewegen…

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    Edited once, last by thgoebel: Link eingefügt und Thread-Titel korrigiert. ().

  • Warum anderer ADC, ist der nicht auch im 2.5?

    Isch ‘abe gar keine swei-punt-fimf! :)


    Nein, im Ernst: Was im Shelly 2.5 und im Plug S die Leistung misst, würde mich brennend interessieren!

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  • Dann lag ich beim ADE richtig.

    thgoebel sind im 4Pro auch die 0,04Ohm Shunts drin?

    Die sorgen beim 2.5 für Temp. Probleme >300W

    Die sehen im 4Pro aber gößer aus.

    Die Inputs beim 2.5 sind gleich zu anderen (der Spez. Widerstand wird das auch gehen ;) )

    Zum Schluss, schau Dir nochmal die Messungen an..(2.5)

    Noch Bilder vom 2.5

  • Die Beiträge von DejaWuest und DIYROLLY zu den Analog-Digitalwandlern bei den verschiedenen "Meß"-Shellies möchte ich kurz zusammenfassen und eine Hypothese zur erreichbaren Genauigkeit aufstellen:


    Shelly 1PM: BL0937

    Shelly Plug S: BL0937

    Shelly 2.5: ADE7953

    Shelly 4Pro (alt): ADE7953

    Shelly Pro 4PM: ADE7953


    Der Wandler BL0937 gibt die Leistungswerte (und Spannung/Strom) als Frequenz aus. Bei der weiteren Verarbeitung im ESP8266 entstehen Digitalisierungsfehler, die, je nach dem angewandten Prinzip: "Frequenzmessung" bzw. "Messung der Periodendauer", Meßfehler bei kleinen oder großen Leistungen verursachen.


    Beim ADE7653 werden die gemessenen Daten in 24bit-Registern für den übergeordneten Prozessor bereitgestellt. Bei der Digitalisierung, die komplett im ADE7953 erfolgt (!), werden Aliasing-Effekte berücksichtigt und nach Möglichkeit behoben.


    Daher besteht Grund zur Annahme, daß Shellies mit dem ADE7953 als A/D-Wandler grundsätzlich genauer messen, als solche mit BL0937. Diese Hypothese muß noch bestätigt werden. Dazu sind vergleichende Messungen mit hochgenauen Strom- und Spannungsmessern im unteren (Leistungen im Wattbereich) und oberen (Kilowatt-) Meßbereich erforderlich. Die Last muß dabei rein ohmsch sein, weil hochgenaue Wattmeter im Amateurbereich vermutlich nicht zur Verfügung stehen, ebenso wie Meßmittel zur genauen Bestimmung von cos phi.

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    Edited once, last by thgoebel ().

  • thgoebel sind im 4Pro auch die 0,04Ohm Shunts drin?

    Die sorgen beim 2.5 für Temp. Probleme >300W

    Die sehen im 4Pro aber gößer aus.

    Im Shelly Pro 4PM sind 1mΩ Widerstände zum Messen des Verbraucherstroms verbaut, in einer ordentlichen SMD-Baugröße (siehe Foto). Auch ist das Volumen des Shelly Pro 4PM um einiges größer, als das des Shelly 2.5. Ich erwarte keine größeren Wärmeprobleme durch die Wärmeabstrahlung der vier Meßwiderstände: Im Extremfall (4 * 16A) werden 2 Watt in Summe in den vier Meßwiderständen in Wärme umgesetzt...

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    Edited 2 times, last by thgoebel ().

  • thgoebel sind im 4Pro auch die 0,04Ohm Shunts drin?

    Fehlt hier nicht eine Null? Bei 0,04 Ω würden bei 10 A sage und schreibe 4 Watt verbraten!? Und das zwei mal! In diesem kleinen Puck?

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    Edited once, last by thgoebel ().

  • Ich hatte doch geschrieben, ist das nicht der Selbe wie im 2.5?

    Dejawuest hatte ja geschrieben..ist auch der ADE7953.

    Habe Dich jetzt verstanden, DIYROLLY ! Dein „Telegrammstil“ ist halt sehr gewöhnungsbedürftig - hier wären manchmal mehr Buchstaben angebracht… 8)

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  • thgoebel

    Changed the title of the thread from “Shelly 4PRO Plus teardown” to “Shelly Pro 4PM teardown”.
  • Daher besteht Grund zur Annahme, daß Shellies mit dem ADE7953 als A/D-Wandler grundsätzlich genauer messen, als solche mit BL0937.

    Die Hypothese bestätigt meine bisherigen Erfahrungen mit ADE7953 und BL0937. Danke dafür :thumbup:


    Fehlt hier nicht eine Null?

    Ja, sind beim Shelly 2.5 zwei R004 (4 milliOhm) Widerstände in Größe 1206

    auf engstem Raum zwischen Relaisplatine und Schraubklemmen.