ShellyUNI mit 12VAC betreiben

[JudgeDredd]

Hallo Zusammen,

nachdem mein letztes Projekt(chen), dank Euch, nun erfolgreich läuft, komme ich schon wieder mit einer neuen "Merkwürdigkeit".
Ich habe mir einen ShellyUNI besorgt, diesen an einen Reedkontakt angeschlossen (PIN1 / PIN7) und MQTT Konfiguriert.

In meiner Laborumgebung habe ich es mit 12VDC getestet.
Alles funktioniert bestens.

Topic beim ReedKontakt öffnen:

Code Auswählen Erweitern

shellies/shellyuni-AABBCCDDEEFF/input/0 0
Topic beim ReedKontakt schließen:

Code Auswählen Erweitern

shellies/shellyuni-AABBCCDDEEFF/input/0 1

In meiner Produktivumgebung dagegen habe ich 12VAC zur Verfügung.
Hier habe ich nun das seltsame Verhalten, dass das MQTT Topic nur beim schließen doppelt kommt.

Topic beim ReedKontakt öffnen:

Code Auswählen Erweitern

nichts
Topic beim ReedKontakt schließen:

Code Auswählen Erweitern

shellies/shellyuni-AABBCCDDEEFF/input/0 0
shellies/shellyuni-AABBCCDDEEFF/input/0 1


Der einzige Unterschied zwischen Produktions- und Laboraufbau ist die Spannungsversorgung (12VAC => 12VDC)
Alles andere ist identisch.

Gibt es hier eventuell eine Einstellung im Shelly die ich übersehen habe, oder ist sonst irgendetwas zu beachten,
was das Verhalten erklären würde ?

Gruß,
JudgeDredd

[Papa Romeo]

Kenne den ShellyUNI zwar nicht, hätte da aber eventuell ne Idee.
Wie steuerst du den Shelly an ?
Kannst mal nen Schaltplan zeichnen?

LG
Papa Romeo

[JudgeDredd]

Hallo Papa Romeo, Du schon wieder 

Kenne den ShellyUNI zwar nicht, hätte da aber eventuell ne Idee.
Wie steuerst du den Shelly an ?
Kannst mal nen Schaltplan zeichnen?

Konkret geht es hier um zwei Reed Kontakte an meinem Briefkasten (Einwurf und Leerung).
Bisher habe ich das mit einem HomeMatic (HM-PBI-4-FM) realisiert. Da ich da aber regelmäßig beim Batteriewechsel die komplette Front der Gegensprechanlage abmontieren muss,
und der ShellyUNI nun auch mit AC funktionieren sollte, dachte ich an einen Umstieg.
Die Schaltung ist eigentlich recht unspektakulär. Den Schaltplan habe ich angefügt.

Mit meinem Multimeter habe ich 14VAC gemessen anstatt der auf der Siedle Anlage angegebenen 12VAC.
Das ist aus meiner Sicht aber eher ein Vorteil, da ich ggf. noch einen Gleichrichter dazwischen hängen könnte und dahinter noch volle 12VDC hätte.

Gruß,
JudgeDredd

[Papa Romeo]

Mit meinem Multimeter habe ich 14VAC gemessen anstatt der auf der Siedle Anlage angegebenen 12VAC.
Das ist aus meiner Sicht aber eher ein Vorteil, da ich ggf. noch einen Gleichrichter dazwischen hängen könnte und dahinter noch volle 12VDC hätte.

...na dass kann man so oder so sehen ... aber spielt hier keine Rolle da der ShellyUNI bis zu 36 Volt DC verträgt. 
Die 14 Volt die du da misst, ist der Effektivwert. D.h. nach Gleichrichtung und Glättung hast du eine Spannung von knapp 20 Volt DC (knapp 17 Volt DC bei 12 Volt AC).

... was mich allerdings ein bisschen stutzig macht, ist diese Aussage in der Bedienungsanleitung :

CONTROL OF THE INPUTS
• Reading of standard logical levels, independent from
the applied voltage on the inputs(potential free)
• It cannot work with programed limits of the levels, because they aren't ADC attached to the inputs
• When there is Voltage from:
• AC 12V up to 24V – it is measured as logical "1"
(HIGH). Only when the voltage is below 12V it is measured as logical "0" (LOW)

... würde also bedeuten, dass die Steuerspannung größer als die Versorgungsspannung sein müsste, damit eine "1" erkannt wird ....
Die "Pegellage" ist bei Wechselspannung nicht immer so eindeutig .... da z.B. ein offener Eingang eben keine "0" oder "1" hat.

Ich würde die 12 Volt gleichrichten, damit ich wirklich definierte Pegel habe.


LG
Papa Romeo

[JudgeDredd]

... würde also bedeuten, dass die Steuerspannung größer als die Versorgungsspannung sein müsste, damit eine "1" erkannt wird ....
Die "Pegellage" ist bei Wechselspannung nicht immer so eindeutig .... da z.B. ein offener Eingang eben keine "0" oder "1" hat.

Das würde das Verhalten allerdings 100%ig erklären. Denn 0 scheint er ja eindeutig zu erkennen. Nur um 1 zu erkennen reicht der Pegel anscheinend nicht aus.

Ich würde die 12 Volt gleichrichten, damit ich wirklich definierte Pegel habe.

Das kann ich natürlich mal versuchen, Aber da kommst jetzt wieder Du ins Spiel 
Hast Du mal einen Link zu einem Bauteil für mich ?

Ich hätte auch einen Vorschlag:
THT Brückengleichrichter Diotec B80R Rund 2A 160V
Wäre das was für mein Vorhaben ?

Gruß,
JudgeDredd

[Papa Romeo]

Ich hätte auch einen Vorschlag:
THT Brückengleichrichter Diotec B80R Rund 2A 160V
Wäre das was für mein Vorhaben ?

... jo...dat passt ... dann noch´n Elko zu Glättung und feddisch....

LG
Papa Romeo

[Papa Romeo]

...oder sowas ...

https://www.amazon.de/BIlinli-AC-DC-Wandler-24V-bis-Vollbr%C3%BCcken-Gleichrichter-Filter-Netzteilmodul/dp/B07T9567P7/ref=asc_df_B07T9567P7/?tag=googshopde-21&linkCode=df0&hvadid=354607227503&hvpos=&hvnetw=g&hvrand=11886190675201726777&hvpone=&hvptwo=&hvqmt=&hvdev=c&hvdvcmdl=&hvlocint=&hvlocphy=9042123&hvtargid=pla-808406845321&psc=1&th=1&psc=1&tag=&ref=&adgrpid=74253353480&hvpone=&hvptwo=&hvadid=354607227503&hvpos=&hvnetw=g&hvrand=11886190675201726777&hvqmt=&hvdev=c&hvdvcmdl=&hvlocint=&hvlocphy=9042123&hvtargid=pla-808406845321

da haste dann alles.

LG
Papa Romeo

[JudgeDredd]

...oder sowas ... da haste dann alles.

OK, super vielen Dank. Kleiner Schönheitsfehler, das Ding kommt direkt aus China.
Da werde ich dann doch nochmal für 4 - 6 Wochen den Homatic einbauen und hoffen, das der Kahn nicht im Suezkanal stecken bleibt 

Wenn dann alles fertig ist, gebe ich auch gerne Feedback bzgl. der Funktionalität.

[Papa Romeo]

na, gibt ja Alternativen ... kommt drauf an, was du für eine "schnellere" Lieferung ausgeben willst ...

https://www.ebay.de/itm/184040384146?chn=ps&norover=1&mkevt=1&mkrid=707-134425-41852-0&mkcid=2&itemid=184040384146&targetid=1268559018366&device=c&mktype=pla&googleloc=9042123&poi=&campaignid=10203814206&mkgroupid=126283926150&rlsatarget=pla-1268559018366&abcId=1145988&merchantid=112701787&gclid=EAIaIQobChMI8rPkyp758AIVUOxRCh1K-gfBEAQYBSABEgLYLfD_BwE

https://www.ebay.de/itm/184858679511?hash=item2b0a6f98d7:g:CGMAAOSw85NgliJJ


LG
Papa Romeo

[Wernieman]

Wobei so richtig Gleichspannung kommt da ja auch nicht aus. Macht das dem Shelly nichts aus?

[Papa Romeo]

Wobei so richtig Gleichspannung kommt da ja auch nicht aus. Macht das dem Shelly nichts aus?

...wie meinst du das ?

4 Dioden (--> Brücken- oder Vollwellengleichrichter) ein Elko (---> Glättung) und Widerstand mit LED (Spannungsanzeige) was vermisst du?

LG
Papa Romeo

[Wernieman]

Eine Restwelle hast Du doch immer (Wenn ich mich an mein Studium erinnere) ....

[JudgeDredd]

na, gibt ja Alternativen ... kommt drauf an, was du für eine "schnellere" Lieferung ausgeben willst ...

Ach ich bin sehr reich, da spielt Geld keine Rolle 
Nein, Spass. Aber in dem Preissegment, kann ich durchaus etwas großzügiger sein, wenn es die Lieferzeit verkürzt.

Den aus Ungarn hatte ich auch entdeckt. War aber kaum schneller als der aus China (warum auch immer)
Ich habe mir jetzt diesen hier bestellt. Der Verkäufer hat auf Anfrage sogar eine Sofortkauf-Option eingefügt.

Wobei so richtig Gleichspannung kommt da ja auch nicht aus. Macht das dem Shelly nichts aus?

Das werde ich dann sehen. Ich "riskiere" es auf jeden Fall einfach mal.

Wie gesagt, wenn ich es umgesetzt habe, berichte ich. Vielleicht kann ich ja auch mal andere zu dem Risiko ermutigen 

[Papa Romeo]

Eine Restwelle hast Du doch immer (Wenn ich mich an mein Studium erinnere) ....

...kommt auf die Größe des Elkos und den Laststrom an. Der ShellyUNI hat lt. Datenblatt eine Leistungsaufnahme  < 1Watt.
Wäre dann ein Stromaufnahme um die 50 mA. Bei 470 uF Glättungs C hast da eine Restwelligkeit im mV-Bereich beim Empfangsbetrieb.
Im Sendebetrieb um die 1 Volt, aber das ist immer nur kurzzeitig.
Des weiteren hat der Uni garantiert einen Längsregler ähnlich den 78XX verbaut, da die maximale Betriebsspannung mit 36 Volt
angegeben ist. Das ist in der Regel die Spannung, die maximal an diese Regler angelegt werden darf.

LG
Papa Romeo

[Wernieman]

Genau auf einen Längsregler hätte ich geplant .. kenne mich aber it Shelly auch nicht richtig aus ...

[Papa Romeo]

Jetzt mal ne andere Option. Wenn ich mir den Aufbau des Teil´s so ansehe, kann ich es mit AC oder DC betreiben. D.h egal welche Spannungsform ich jetzt anlege, muss diese zuerst einmal über einen Gleichrichter (Bild Top: Schwarzer Block rechts unterhalb des 100 uF Glättungs-C´s). Weiter´s benötigt der Shelly eine interne Betriebsspannung die 5 aber eher 3.3 Volt betragen muß. Das erledigt das Bauteil unter dem Glättungs-C (man sieht die 3 Anschlusspins des AMS1117).
Diese 3.3 Volt müssen auch jene sein, die für die Sensoren nach außen geführt sind. Das Selbe gilt für den Gnd-Anschluss für diese Sensoren.
Wenn ich einen ShellyUNI hätte würde ich mich fragen, ob was dagegen sprechen würde, den Shelly ganz normal mit 12 Volt AC zu betreiben, die Eingänge über z.B. 10 kOhm Pullup Widerstände an diese 3.3 Volt für den Sensor zu legen und die Eingänge über die Reed´s gegen Sensor-Gnd schalten zu lassen. Die Pegelverhältnisse wären gegeben, da unter 2.2 Volt DC --> "0" und über 2.2 Volt, also 3.3 Volt --> "1".

LG
Papa Romeo

[JudgeDredd]

Jetzt mal ne andere Option. ...
... Diese 3.3 Volt müssen auch jene sein, die für die Sensoren nach außen geführt sind. Das Selbe gilt für den Gnd-Anschluss für diese Sensoren.
Wenn ich einen ShellyUNI hätte würde ich mich fragen, ob was dagegen sprechen würde, den Shelly ganz normal mit 12 Volt AC zu betreiben, die Eingänge über z.B. 10 kOhm Pullup Widerstände an diese 3.3 Volt für den Sensor zu legen und die Eingänge über die Reed´s gegen Sensor-Gnd schalten zu lassen. Die Pegelverhältnisse wären gegeben, da unter 2.2 Volt DC --> "0" und über 2.2 Volt, also 3.3 Volt --> "1"

Soweit mein Verständnis reicht, Deine Ausführungen zu verstehen, habe ich das Schaltbild mal nach meiner Interpretation Deiner Aussage geändert.
Ist es das was Du meinst ?

[Papa Romeo]

Nein, ich hätte so gedacht. Somit ist der AC-Kreis komplett aussenvor und die Pegel an den IN´s ist definiert.

LG
Papa Romeo

[JudgeDredd]

Nein, ich hätte so gedacht. Somit ist der AC-Kreis komplett aussenvor und die Pegel an den IN´s ist definiert.

OK, verstehe. Du arbeitest dann nur mit den 3.3V von dem Sensorspannungsausgang.
Da die 3.3V ja sowieso DC sind, kann man da nicht auf den PullUp Widerstand verzichten ? (s. Schaltplan)

Gruß,
JudgeDredd

[Papa Romeo]

...du kannst dann auf die Pullups verzichten, wenn du sie softwaremässig dazuschalten kannst. Ob die Shelly-Software das kann, weiß ich nicht.

LG
Papa Romeo

[Papa Romeo]

...weitere Betrachtung:

...da Spannungen bis 24 VAC oder 36VDC an die IN´s gelegt werden können aber die GPIO´s des ESP nur 3.3 Volt "vertragen" müssen bestimmte Vorkehrungen
getroffen werden, dass auch nur max. 3.3 Volt am ESP ankommen. Deswegen nehme ich an, dass der Eingang des ESP´s ähnlich dem Bild im Anhang beschaltet ist
und somit wäre Pullup schon vorhanden, bzw. der interne Pullup aktiviert.

LG
Papa Romeo

[JudgeDredd]

...da Spannungen bis 24 VAC oder 36VDC an die IN´s gelegt werden können aber die GPIO´s des ESP nur 3.3 Volt "vertragen" müssen bestimmte Vorkehrungen
getroffen werden, dass auch nur max. 3.3 Volt am ESP ankommen. Deswegen nehme ich an, dass der Eingang des ESP´s ähnlich dem Bild im Anhang beschaltet ist
und somit wäre Pullup schon vorhanden, bzw. der interne Pullup aktiviert.

Huiii, da kommen wir jetzt aber wirklich in Sphären in denen ich Dir nicht mehr folgen kann. 

Auszug aus der ShellyUNI Dokumentation:

Code Auswählen Erweitern

CONTROL OF THE INPUTS
• Reading of standard logical levels, independent from the applied voltage on the inputs(potential free)
• It cannot work with programed limits of the levels, because they aren't ADC attached to the inputs
• When there is Voltage from:
• AC 12V up to 24V – it is measured as logical "1" (HIGH). Only when the voltage is below 12V it is measured as logical "0" (LOW)
• DC: 2,2V up to 36V – it is measured as logical "1" (HIGH). Only when the voltage is below 2,2V it is measured as logical "0" (LOW)
• Maximum allowed Voltage - 36V DC / 24V AC

Eigentlich müsste nach dieser Aussage, meine allererste Schaltung funktionieren.
>= 12VAC an PIN 7 ist (HIGH)
< 12VAC an PIN7 ist (LOW)

Meinst Du es wäre nicht einen Versuch Wert, wenn ich die 3.3VDC von PIN 4 mit meinem ReedKontakt direkt auf PIN 7 schalte ?
Denn bei >= 2.2VDC gibt es ja auch einen (HIGH).
Das einzige wäre vielleicht, das mir der DHT22 in die Knie geht, wenn der ReedKontakt geschaltet wird.

Oder bist Du der Meinung das es auf keinen Fall funktionieren kann ?

Gruß,
JudgeDredd

[Papa Romeo]

... probieren geht über studieren...
... du kannst es ja mal nach deinem Schaltplan von Antwort 18 versuchen. Oder auch mal nach dem Schaltplan im Anhang.

Es kommt immer auf die interne Verschaltung der GPIO´s an. Habe sie einen Pullup oder einen Pulldown.

Was gibt dir denn der ShellyUNI aus, wenn du die Eingänge "offen" lässt ?

LG
Papa Romeo

[Papa Romeo]

...ich denke mal das dies im roten Kreis die Eingangsbeschaltung ist, die ich im Post #20 dargestellt habe.

2 x Pullup, 2 x Diode, 2 x Kondensator

LG
Papa Romeo

[JudgeDredd]

Hallo Papa Romeo,

heute habe ich den ShellyUNI gem. meinem Schaltbild aus Post #18 verbaut.
So wie es aussieht, funktioniert es nun tadellos.

Ohne Dich wäre ich allerdings nie auf Idee gekommen, die 3.3VDC von PIN 4 als Impuls zu nutzen.
Warum aber die ursprüngliche Version, welche ja auch so in der offiziellen Doku vom ShellyUNI beschrieben wird, nicht funktioniert, bleibt wohl ein Geheimnis des Elektronengotts.
Sehr wahrscheinlich ist es so, wie Du korrekt vermutet hattest, das der 12VAC Pegel zum erkennen von HIGH nicht ausreicht. Gibt es eine elektronische Erklärung, warum man den Unterschied
zwischen HIGH und LOW nicht auf z.B. 6VAC legt. Oder ist das eine Entscheidung die allein beim Hersteller liegt ?

viele Grüße,
JudgeDredd

[Papa Romeo]

... ist bedingt durch die Verwendung für DC und AC. Geht ein bisschen tiefer in die Elektronik. Ich versuchs mal so einfach wie möglich zu erklären. Beides AC und DC müssen über den Brückengleichrichter. Und in diesem Gleichrichter befinden sich 4 Dioden. Eine Diode ist zwischen Eingangs-Gnd für DC bzw. bei AC mit N bezeichnet.
Bei DC-Betrieb ist diese Diode in Durchlassrichtung und hebt somit den GND des ESP´s um 0.5 bis 0.7 Volt an. Nehme ich nur die DC-Speißespannung als Eingangssignal für die IN´s her, benötige ich für ein HIGH-Signal anstatt den üblich 0.75 Volt rund 1.3 bis 1.5 Volt. Das lässt sich aber hier noch leicht bewerkstelligen. Man könnte es sogar eliminieren, indem man den Eingangs-GND mit Gnd des Sensor´s verbindet und somit diese eine Diode brückt.

Bei AC ist diese Diode bei einer Halbwelle aber auch mal in Sperrrichtung und somit verschiebt sich der Pegel von N zum GND des ESP´s um den Spitzenwert dieser Wechselspannung. Wenn ich nun an den IN ebenfalls diese AC Spannung lege ist der Pegelunterschied zu GND des ESP so gut wie 0.

Klar könnte man den GND des ESP´s auf einen "virtuellen GND" der halben AC-Spannung legen, ist aber wieder ein entsprechender Schaltungsaufwand erforderlich,
der sich wiederum auf den DC-Betrieb negativ auswirken würde.

Ich würde den ShellyUNI sowieso umbauen:

--> Brückengleichrichter raus
--> eine Diode von +/AC Eingang an + Ausgang der Gleichrichters (+ Elko)
--> Brücke von -/N  Eingang an - Ausgang des Gleichrichters (- Elko)
--> eventuell noch die Elko-Kapazität verdoppeln (müsste man aber rausmessen, ob dieses erforderlich wäre, da ein AMC1117 nachgeschaltet ist)

... das wäre dann eine einfache Einweggleichrichtung und alle Probleme vergessen ...

LG
Papa Romeo

[Papa Romeo]

...was mir in der Dokumentation auffällt:

... bei der DC - Ansteuerung geben sie einmal den Bezugspunkt Gnd/Gnd-Sensor an
... bei der AC - Ansteuerung fehlt immer die Angabe des Bezugspunktes der AC - Steuerspannung

LG
Papa Romeo