Shelly UNI - Betrieb mit DC und/oder AC

There are 62 replies in this Thread which was already clicked 8,745 times. The last Post () by thgoebel.

  • @WKDL2111 Ah... Stromverbraucher..

    Das ist quasi das selbe wie Glimmbirne im Schalter parallel an SW und L an nem Shelly...geht nicht…

    Ähem. Der Klingelkonverter ist parallel zu den beiden Weckern geschaltet! Die Erklärung nehme ich Dir, DIYROLLY nicht ab.

    „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)

  • thgoebel Da gebe ich Dir "bedingt" Recht, aber in letzter Zeit, habe eben danach gesucht und noch nicht gefunden, gibt es immer wieder ähnliche Probleme.

    Ne Spule ist "ruhig und gleich", andere Schaltungen nicht.

    Ich weiß auch nicht ob die Hardware der UNI geändert wurde?

    Und ich weiß, nach vielen Spielereien.. die reagieren sehr "zickig"

    Ich habe aufgebaut, geht, dann Tage später plötzlich nicht mehr?

    Geändert, geht, dann wieder nicht mehr?

    Mindestens 10x anders, evtl. gibt es auch ja kapazitive, induktive, Störfrequenzen, what ever, in AC.

    Es gibt mehrere User hier, die das bestätigen können.

    Du hast doch ein schönes Oszi, evtl. wird das damit sichtbar? :)

    Warum geht der an DC sauber, mag aber überhaut das AC an den Input dann nicht mehr?

    Die "Eingangsschaltung" ist ähnlich zu anderen.

    Was ich weiß, die Inputs benötigen nur ca. 0,6V + und nur yA.

    Ein gr. Unterschied ist, der VCC (1) und N (2) sind direkt am Gleichrichter, die Inputs 1 & 2 sind intern an GND, also immer ne Diode vom Gleichrichter "im Weg"..

    Darum in vielen Plänen... N frei, GND Sensor nutzen.

    LG Rolf

  • Der Einfluss der Graetz-Brücke (Vollwellen-Gleichrichter) hinter den Klemmen Vcc und GND beim Shelly UNI scheint tatsächlich die Wurzel des Übels zu sein, speist man den UNI mit Wechselspannung! Die Theorie sagt uns, daß die beiden Dioden in Richtung des „echten“ GND-Potentials in der positiven und negativen Halbwelle der Speisespannung nur ganz kurz öffnen: Nämlich an dem Punkt der Halbwelle, an dem die speisende Wechselspannung größer ist, als das Potential des Ladekondensators! Sinkt die Wechselspannung nach wenigen Millisekunden wieder unter das Potential des Kondensators, so schalten die Dioden wieder auf „Off“. Weil die Schalteingänge des UNI nur auf positive Eingangsspannungen reagieren, können wir diesen Effekt in der negativen Halbwelle vernachlässigen. Daher fließt ein Eingangsstrom nur alle 20ms für wenige ms. Das muss zum schalten reichen!


    So die Theorie. Hoffe, das ganze auch noch durch geeignete Messungen sichtbar und verständlich machen zu können. Noch besser wäre, eine Abhilfe zu finden, die möglichst wenig Aufwand erfordert. Eine triviale Lösung ist: Speisung der UNI mit Gleichspannung - dann sind zwei der Dioden der Graetz-Brücke immer leitend…

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  • thgoebel An AC funktioniert der (>95%) mit AC an den Inputs, leider nicht 100%.

    Woran das im Einzelfall auch liegt....Verdrahtung.. nur 8V AC.. irgendwas außer Klingel parallel am Input...

    UNI an DC und AC an den Input haben bei mir mehrfach nicht funtioniert.

    Beim Aufbau der Schaltung "ohne Stromversorgung" war es noch schlimmer.

    Zu Beginn hat ne einfache Diode in Reihe geholfen..aber auch nicht immer..

    Ich hatte auch schon einen Optokoppler am Input und GND Sensor dran, geht problemlos, Aufwand..

    Die ganzen Tests waren "Teile auf Schreibtisch", keine langen Kabel oder wo ne 230V Leitung neben Klingelkabel liegt.

    Sogar ne LED als "Verbraucher", darum zum Schluss die "Halbwelle" puffern und Kondensator entladen.

    Teste das mal, evtl. wird es ja klarer :)

    Das Bild ist ein Ausschnitt (Kommunikation mit anderem User)

  • Wer vorab schon mal den potentiellen Einfluss der Graetz-Brücke eliminieren möchte und eine Anwendung hat, die Speisung mit Wechselspannung (12V AC) erfordert, kann probeweise folgende Änderung vornehmen:


    pasted-from-clipboard.jpg


    Mit Hilfe einer zusätzlichen Diode (z.B. 1N4004) wird die Vollwellen-Gleichrichtung auf Halbwellenbetrieb umgestellt. Damit kann einwandfreies Bezugspotential zu GND hergestellt werden: Es wird nurmehr GND SENSOR genutzt - Klemme GND (PIN 2) bleibt unbeschaltet. Das sollte die erwähnten Effekte der unterschiedlichen Bezugspotentiale beseitigen.

    Einen kleinen Nachteil gibt es: Wegen der Einweg-Gleichrichtung muß die Speisespannung geringfügig höher sein, als in der Allterco-Empfehlung. Betrieb mit 8V AC ist nicht mehr sicher möglich. Mit 12V AC läuft die Chose aber…

    Was ich noch festgestellt habe: Mit Button Type „Momentary“ wird der Schaltbefehl erst beim Loslassen des Tasters gegeben. Und es gibt Verzögerungszeiten im Sekundenbereich, bis der Schaltbefehl in der Web-UI angezeigt wird.


    Nachtrag: DIYROLLY hat seinen Beitrag während ich diesen schrieb, zwischengeschaltet (er schreibt halt schnell :)). Dies ist keine Antwort auf seinen Beitrag!

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    Edited once, last by thgoebel ().

  • Die Ermittlung der internen Schaltung der beiden Eingänge des Shelly UNI ist ziemlich schwierig: Optisch ist es eine Zumutung, wegen des SMD-„Hühnerfutters“. Und elektrisch - via Widerstandsmessungen - ist es ebenso erratisch, wegen des verdxxxx Schutzlacks.


    IMHO sieht die Eingangsschaltung so aus:


    pasted-from-clipboard.jpg


    Wir erkennen, daß hier (im Gegensatz zu der Standard-Eingangsschaltung, zuletzt berichtet beim neuen Shelly Pro 4PM) keine Gleichspannung an den Eingängen anliegt. Der Schaltstrom muß von außen kommen. Und er ist höher, als bei den übrigen Shellies: Beim Anlegen von Wechelspannung 12V AC fließen rd. 2mA in den Eingang; bei Gleichspannung sind es knapp 1mA.


    Hoffentlich gelingt es, weitere Erkenntnisse über das Schaltverhalten bei AC und DC zu gewinnen…


    Nachtrag: Stelle gerade fest, daß ich meinen Laborbleistift mal wieder schärfen müsste…

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  • Beim Aufbau der Schaltung "ohne Stromversorgung" war es noch schlimmer.

    Was meinst Du, DIYROLLY , damit? „ohne Stromversorgung“? Meinst Du die Sache mit den Supercaps?

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  • Was meinst Du, DIYROLLY , damit? „ohne Stromversorgung“? Meinst Du die Sache mit den Supercaps?

    Nicht direkt (Telegrammstiel ;) )

    Ich meinte die, wo der Ausschnitt herkam, ohne eigene..

    Aber in der #14 von Dir ist ne extra Diode, in der ohne Strom.. auch..

    Ob das nur an AC hilft, hatte ich nicht getestet.

    Damit ist mal eine Halbwelle weg, könnte helfen. :/

    Die Eingangsschaltung #15 hatte ich auch "gefunden" ;)

    Die mal halb, mal ganz "Gleichrichtung ist so ne Sache"

    Allterco hätte den einfach etwas größer, mind. 1A SSR und Opto am Eingang.. dann wäre der perfekter :)

    Kabel.. dann wäre mehr Platz und JST HX 2,54mm passen auch, noch besser..

    LG Rolf

  • Folgendes habe ich heute versucht:

    pasted-from-clipboard.png

    Die Klingel 1 ist spannungsfrei, bis der Klingelbutton betätigt wird.

    Der Shelly gibt keine Meldung.

    Eine Besonderheit fiel mir auf. Wenn ich den IN_1 abklemme und wiederholt die Klingelzuleitung berühre, schaltet der Klingel-Button in der Shelly-App jedesmal, gibt aber keine Meldung. Und wenn der Shelly angeschlossen ist erhalte ich keine Meldung, wenn es klingelt.

    Wenn jemand eine Lösung hat, für einen "Nichtelektriker" hat, dann wäre es schön. Anderenfalls gebe ich mein Vorhaben auf und "motte" den Shelly ein. Vielen Dank im Voraus.

  • Du hast da halt was "extra" dran und ggf. eine ungewöhnliche Kombi.

    Klemme doch einfach mal den Klingelkonverter ab und tausche nach Deinem Plan einfach den IN_1 an die Leitung vom Taster.

    Der ist so falsch, der hat immer AC.

    Dann in der App den "Input State" aktivieren, dann sieht man am "Strich im Kreis" ob der aktiv ist.

    Bild im Tab bemalt ist nicht so dolle.. grün richtig..

  • 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:


    pasted-from-clipboard.jpg


    (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:


    SCR03.PNG


    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:


    SCR04.PNG


    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:


    SCR05.PNG


    Wir hatten Glück, daß der Taster losgelassen wurde, als die Spitze der positiven Halbwelle anlag! Das ist natürlich nicht immer so - hier das Gegenbeispiel:


    SCR06.PNG


    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):


    SCR07.PNG


    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!

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  • Daher muß ich euch vertrösten: Messungen (c) und (d) folgen, sobald mein Shelly UNI wieder heil ist!

    UNI kaputt?

    Messungen gut gemacht :thumbup: :) und das selbe Problem festgestellt.

    Und auch warum ich die Diode vorgeschlagen hatte ;)

    (und nen kl. Kondensator noch dazu?)

    Mein altes Oszi von Hameg ist weg...

    LG Rolf

  • UNI kaputt?

    Die Gleichrichterbrücke. Weil ich weiß, was ich (falsch) gemacht habe, läßt sich die Schadensauswirkung auf die Brücke (und nur diese) eingrenzen. Ersatz ist bestellt…


    Und auch warum ich die Diode vorgeschlagen hatte ;)

    (und nen kl. Kondensator noch dazu?)

    Den Kondensator kann man sparen (wie man deutlich sieht ;)). Der eingebaute 470nF reicht aus.

    Ja, jetzt wissen wir, wo der Hund begraben liegt. Eigentlich ist das ein krasser Designfehler!


    Mein altes Oszi von Hameg ist weg...

    Wie kann man ohne Oszilloskop leben? Habe jetzt vier: Mein HP (20 MHz, 2 Kanäle) aus Studienzeiten, ein Tektronix 7623 (Speicher), ein Tektronix 7904 (4 Schächte) und der Rohde & Schwarz RTC. Letzteren brauche ich, um die anderen drei am Laufen zu halten… 8)

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  • An die Admins & Moderatoren: Lassen wir diesen Thread in „Eure Projektplanung“ oder verschiebt ihr das lieber?



    Nachtrag: Beitrag getaggt: 66er  SebMai

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  • 8)

    Wegen dem Problem am Input hatte ich die Sache mit dem Spannungsteiler in der Klingelschaltung eingefügt.

    Anderes ging, ging nicht, ging.. Timing?

    Hast Du ja bestätigt, der braucht ein High, möchte aber auch ein sicheres Low haben.

    Wenn da ein 470nF dran sein sollte, ist der mal etwas groß.

    LG Rolf

  • 8)

    Wegen dem Problem am Input hatte ich die Sache mit dem Spannungsteiler in der Klingelschaltung eingefügt.

    Aus den Oszillogrammen kann ich nicht ableiten, daß eine Verringerung des Eingangssignals, z.B. mittels Spannungsteiler, an der Situation der fehlerhaften Gleichrichtung des AC-Signals etwas ändern würde. Mit der zusätzlichen Diode sollten Wechselspannungen im Bereich von rd. 2 bis 24V(pp) ordentlich verarbeitet werden.

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  • Das war die beste Lösung an DC in dem Fall.

    UNI an DC, Input ist AC, kann ich nochmal mit Diode in Reihe und Widerstand, ohne Kondensator, testen.

    Das hast Du doch quasi auch festgestellt.

    Wenn intern 470nF und 470k, ist beides recht hoch und durch die neue Diode in Reihe bleibt die Spannung "für gewisse Zeit" bestehen und geht u. U. nicht weit/schnell genug nach 0.

    LG Rolf

  • Das war die beste Lösung an DC in dem Fall.

    Du musst Deine intuitive Lösung doch hier nicht verteidigen! Was hilft, ist gut! :)

    Wenn intern 470nF und 470k, ist beides recht hoch und durch die neue Diode in Reihe bleibt die Spannung "für gewisse Zeit" bestehen und geht u. U. nicht weit/schnell genug nach 0.

    So ist das Teil aber von Allterco konstruiert worden! Und die Zeitkonstante ist bei Gleichspannung als Eingangssignal doch genauso groß, als bei Wechselspannung mit zusätzlicher Diode. Der Transistor arbeitet in dieser Anwendung als Schalter, wie die Oszillogramme deutlich zeigen.

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