Управляемый выключатель ZigBee MOES Star ring серии

Довольно таки неплохая серия, имхо, "умных" выключателей серии Ringstar от Китайского бренда MOES под стандарт сети ZigBee.

Это ZigBee v3 устройства у которых за все отвечает Tuya модуль ZTU (MCU производства Telink модель TLSR8258). На дату написания поста появились уже розетки, правда они не EU-стандарта (не впуклый сокет а выпуклый). Длинная заминка с розетками (и всякими сокетами под тв, спутник, радио, сеть) не позволяет строить полноценные проекты замены на единую концепцию домашних "глупых" электроустановочных изделий. это больно.

Главные козыри:

• Влезают в стандартные европейские подрозетники круглые диаметром 68мм
• Их действительно можно размещать в ряд в стандартных подрозетниках
• В серии есть рамки на 1, 2, 3, 4 поста в ряд
• Нейтральный провод опционален. можно подключать, можно нет. Оба варианта - рабочие.

Внешне выглядит цивилизовано. Они достаточно тихие. Реле (моностабильное) щелкает едва-едва слышно. Пластиковый корпус из толстого прочного пластика. Есть варианты с 1, 2, 3 кнопками. У кнопок есть внизу управляемая и настраиваемая подсвета (3 режима работы).
Ход кнопок - минимальный. Они подпружиниваются пластиковым язычком и наклееным микрокусочком пористого материала на обратную сторону кнопки. Не хлипко, не скрипит, не расхлябано.

Разбирать сначала не очень понятно как но в целом - берутся медиаторы пластиковые (которыми разбирают телефоны) и ими выдавливается потихоньку верхняя рамка корпуса. потом вторая.
Надписи нанесены гравировкой по пластику. Не сотрутся ;)

Пластик корпусов самих - крепкий и белый.

А вот пластик рамок - по всей видимости из переработки т.к. серого цвета и выкрашен заводским способом под белый цвет. К сожалению это минус т.к. на практике поцарапать до основания довольно легко. Еще минус, традиционный, для RF-части фирмы Telink  - слабый сигнал увы. Если помещаем в бетонные\кирпичные стены то уровень сразу падает.

 

Приятная особенность металлической рамки это крепление - оно с замками слева и справа. Позволяет точно сцепить когда их несколько в ряд стоят. При этом они не особо то и выпирают из стены практически с ней сливаясь.

Выключатель внутри из себя представляет 3 печатные платы которые соединены пайкой и разьемным соединением:

• общая материанская плата (маркировка SWQ-XH-Z03B) которая обьединяет в себе две других а так-же управляющие элементы (миниатюрные реле фирмы FANHAR модели W18-1ASTE-DC5V), часть деталей преобразователя и схему сьема "паразитного" питания. Тут хорошо видны на фото полевые N-канальные транзисторы Enhanced VDMOSFET CS100N03 
• плата непосредственного преобразователя высокого напряжения в низкое (маркировка SWQ-XH-Z03A). Построен на базе микросхемы фирмы ZHMIN модели ZH1620L. micropower consumption single-wire power supply module 
• низковольтной самой платы управления (маркировка SWQ-XH-Z03C). Органы управления, индикации и беспроводной связи.

 

Замеры потребления тока при различных режимах (все режимы без привязки к ZigBee сети).

Включение в сеть без нагрузки используя Lin + N клеммы (с нейтралью). Кнопка выкл.

 после нескольких минут наступает стабилизация тока потребления на уровне 0.2мА.

 

 

если после этого нажмем на кнопку Вкл, то увидим возросшее потребление (надо питать светодиод индикации + реле).

 

Теперь отключим нейтраль N и воспользуемся схемой Lin + тестовая LED 6W лампочка в L и нейтраль к самой лампе только.

 

Тут потребление еще пониже. Теперь включим лампочку.

закономерно , лампочка потребляет прилично.

Во всех тестах применяется жестко точно стабилизированный источник сетевого напряжения значением 225 вольт что видно из замеров представленных на картинке.

 Устройство очень даже энергоэффективно.  

 

Преобразователь питания.
Гальванически развязан с сетью через мини-трансформаторы. Их габариты говорят о большой частоте преобразования. С выхода преобразователей питание фильтруется и поступает через 8ми контактный разьем CN2 на плату управления. 

На общей материанской плате контакты TP3, TP6 - выход низковольтного питания. При подключении силовой нейтрали в клемму - устройство использует его, но маршрутизатором сети ZigBee - не становится. Устройство всегда Zigbee End Device (ZED).

Вообще применяемый принцип сьема "паразитного" питания лежит в плоскости организации сопротивления и на его концах образуется небольшое падение напряжения. Устройство как раз его "получает" и накапливая в буферных конденсаторах питает миниатюрные реле и самого себя. У реле силовых - есть параметр который говорит какой нужен импульс для "сдергивания" контактов и параметр обозначающий напряжение для "удержания" контактов. так вот накопив достаточно энергии происходит импульс и реле взводится. Далее требуется обычно на 40% меньше напряжения для поддержки и оно так живет. Когда отпускаем - главное быстро напряжение убрать что-бы контакты не пригорали (переходный процесс отпускания). поэтому не рекомендуется индуктивные нагрузки черезчур на такие вот встраиваемые вещи вешать. 
К слову стоит упомянуть "ахиллесову пяту" этого всего процесса - выключатели не срабатывают мгновенно при нажатии. между нажатием и следующим должна пройти секунда. ровно за секунду "накапливается" энергия для следующего цикла работы. Т.е. привычным жестом механических выключателей когда быстро в течении одной секунды мы можем вкл\выкл совершить здесь НЕ возможно. надо между любым нажатием обождать примерно 1 секунду, иначе устройство выключателя "не чувствует воздействия".

 

Клеммы силовые - латунь с мини-винтиками. Диаметр - довольно огромный (4мм). Сами клеммы имеют прямоугольный "хвост" и вставляются в печатную плату соответствующие прямоугольные отверстия. Потом это все заливается оловом жирным слоем. Такое инженерное решение позволяет расклинивать клемму и в случае попыток ее расшатать, раскрутить будет упираться гранями прямоугольника в сквозное отверстие платы не позволив оторвать контакт вместе с дорожкой. Конечно, не ломом если дергать :)

Фото с разных сторон платы. в частности видно что реле приподняты над платой на несколько миллиметров. это интересное инженерное решение - потому что там разведена часть схемы (видно на месте нераспаянного реле). Это часть схемы которая отвественна за работу с этим реле как-раз. Ключевой транзистор, диод защиты от обратного тока катушки реле и резисторная обвязка.

Оригинальнейшее инженерное решение связанно с сетевым электролитическим конденсатором (с желтой полосой на переднем плане фотографии) - 2.2мкф х 400вольт в металлическом корпусе. Его ножки загнуты в форме буквы V и припаяны не сквозь (Through hole) а на большие контактные площадки с одной стороны платы.

Вид крупным планом на часть платы преобразователя питания (со стороны материнской платы выпаян фильтр-конденсатор 1000мкф х 10в)

Материнская (основная) плата не содержит никаких прорезей разделения горячей стороны от низкой как видно на фото.

 

 

Есть забавный эффект: если вешаем, без нейтрали, устройство между Lin + L1 на лампочку LED 6W (как пример) и оставляем висеть неподключенным L2 выход то при циклограмме вкл\выкл этого канала (L1) все работает должным образом. А вот если воспользоваться кнопкой неподключенного канала L2 - то светодиодная лампочка начнет вспыхивать ярко, примерно, раз в секунду.

Если заменить светодиодную лампочку на обычную лампу накаливания то никакого вспыхивания не будет. Дело в том что "паразитное" питание так хитро "накачивается" в конденсатор питания самого устройства.
Если подключить провод нейтрали - мигания тоже не будет. Если повесим на оба выхода две лампочки то тоже все хорошо будет. Впрочем если на одном выходе мы увеличим мощность думаю мигание тоже прекратится.

 

Плата управления

маркировка платы SWQ-XH-Z03C
REV: 1.2

разьем колодка пиновая cn2 если смотреть на нее: нижний ряд контактов левый 1й пин.
он ближе к краю платы, верхний ряд контактов - модуль зигби
tp6 = VCC ztu module (7pin of 8pin connector)
tp5 = GND ztu module (6pin of 8pin connector)
tp1 = B5 ztu module (2pin of 8pin connector)
tp2 = B4 ztu module (3pin of 8pin connector)
tp3 = D2 ztu module (4pin of 8pin connector)

TP4 площадка как мне показалось не имеет подключения к чему либо.

подсветка:
светодиоды запитаны через npn ключ, в базе транзистора стоит 20 кОм резистор.
на выходе транзистора торчит другой резистор 300 Ом и с него на светодиод.
C0 ztu module = R35 led3 button backlight
D3 ztu module = R33 led1 button backlight
D7 ztu module = R34 led2 button backlight

кнопки:

Кнопки применены фирмы omron. насколько он настоящий - сказать сложно но вполне возможно если посмотреть на стоимость всего устройства. Не дребезжит. срабатывание идеальное.
Верхняя и нижняя кнопки - запараллелены.
Резистор 20кОм на +питания сидит, другая его точка сидит на общем пине с микриком и кондесатором
(другая ножка микрика на земле). вторая обкладка конденсатора сидит на ножке МК уже. в итоге получается что при нажатии на микрик идет импульс напряжения питания
B6 ztu module c3--- r36 ---vcc
C1 ztu module c5--- r38 ---vcc
C4 ztu module c4--- r37 ---vcc

Интересная схема дебаунсинга кнопок: входной порт GPIO микроконтроллера зацеплен напрямую на обкладку конденсатора только. и получается нажимая кнопку пользователь формирует импульс один (время зарядки конденсатора).

Жаль что не развели отдельно верхние кнопки от нижних (они запараллелены). это открыло бы большие возможности по более "умному" управлению - можно было бы назначать разные действия на низ и верх пластмассовой основной кнопки. (микрики бы разные были).
Но это так - ворчание. В реальности тут есть простор для перешивки кастомных прошивок т.к. ничего сложного нет. Аппаратно раздельны управление реле, индикацией и кнопки. а если чуточку поколхозить в хардвари разводки платы то можно и кнопки верхние отвязать от нижних :)

Выключатели оставляют приятное впечатление после использования!