Internals
Die Elektronik basiert auf einem
ESP32-C3 von Espressif der auf 8MB Flash und
512KB RAM erweitert wurde.
Er stellt eine WiFi und Bluetooth Verbindung bereit. Ein simples Netzteil ist ebenfalls enthalten. Achtung Bastler,
die Elektronik ist NICHT galvanisch vom Netz getrennt!
Die beiden Schaltkontakte des eingebauten Relais (HF32FA-G 12V) sind auf den Klemmenblock
geführt (Kontakte "O" und "I"). Sie sind elektrisch sicher und vollständig vom Rest der Elektronik isoliert und
können beliebig eingesetzt werden.
Das Relais sitzt um 90° gedreht auf einer Hilfsplatine.
Am Netz-Eingang sitzt ein Schutz-Varistor und eine 500mA Sicherung. Darauf folgen eine simple Gleichrichtung und
2 Kondensatoren (3.3uF/400V).
Das Netzteil ist zweistufig aufgebaut. Ein BP2522 (buck-converter) setzt die Netzspannung auf 12V
herunter (wird vermutlich nur für das Relais benötigt). Abweichend zum Datenblatt-Vorschlag wird am Eingang nur
eine einzige Diode an Stelle eines Brückengleichrichters eingesetzt. Am Ausgang ist ein 330uF/16V Elko.
Es folgt ein STI3470 der die 12V auf 3.3V für den Prozessor herabsetzt.
Neben dem On-Chip Temperatursensor scheint es noch einen weiteren 10kOhm NTC auf der Platine zu geben. Der wird aber
in keiner Dokumentation erwähnt und seine Funktion ist mir unklar.
Auf der Rückseite der Antennenstruktur sitzt ein fetter Keramik-Kondensator. Er ist auf beiden Seiten mit Masse
verbunden und scheinbar nur eine mechanische Stütze um für einen definierten Abstand des Relais zu sorgen.
Die Platine ist 1.0mm dick und hat 4 Kupferlagen mit normalen gebohrten und auch Micro-Laser-Vias.
12V-Betrieb und Pinout
Direktes Arbeiten an der Elektronik ist lebensgefährlich weil das Netzteil nicht galvanisch getrennt ist.
Zum sicheren Basteln, oder auch für dauernden Betrieb, kann man die 12V auch direkt über ein externes
Labornetzteil einspeisen. Ein geeigneter Einspeisepunkt ist parallel zum Ausgangskondensator des BP2522 (C26).
Am Rand der Platine befinden sich Testpads für einen (USB-)UART und zum Programmieren des ESP.
Die 3.3V kann man alternativ auch über den entsprechenden Testpunkt einspeisen. Die externe 12V-Einspeisung
darf aber NICHT gleichzeitig aktiv sein.
Eine externe 12V zu verwenden ist sehr zu empfehlen. Die 3.3V aus einem USB-UART Umsetzer sind möglicherweise
nicht in der Lage den Peak-Strombedarf zu liefern.
Die Shelly-Firmware plappert im normalen Betrieb bereits fleissig und ständig über seine serielle Schnittstelle
(115200,8,1,N) und sendet ihren Status und Infos zu gerade laufenden Aktionen.
Viele der Prozessorpins können mit alternativen Funktionen belegt werden. Die folgende Skizze zeigt die Ausgangskonfiguration:
Die Pegel einiger Pins werden beim Boot-Vorgang abgefragt und steuern ob der Download-Modus gestartet werden soll.
Diese Pins sollte man nicht verwenden oder entsprechend umsichtig beschalten.
Der Shelly verwendet die folgenden IOs:
| Pin # | IO | Funktion |
|---|---|---|
| 4 | GPIO0 | LED |
| 5 | GPIO1 | Taster |
| 8 | ADC1_CH3 | NTC |
| 13 | GPIO7 | Relay |
| 16 | GPIO10 | Schalter |