WiFi SmartLife ściemniacz jednokolorowego paska LED - test, wnętrze, schemat

Witajcie moi drodzy.
Przetestuję tutaj sterownik/ściemniacz WiFi jednokolorowego paska LED kompatybilny z aplikacją SmartLife. Potem pokażę jego wnętrze oraz naszkicuję jego schemat. Sprawdzę również jak duże prądy jest w stanie on znieść i naprawię drobną jego usterkę która powstanie na skutek moich testów.

Powiązane tematy
Na temat produktów z WiFi opartych na ESP napisałem już kilka tematów. Głównie pokazuję tam wnętrza.
Opisuję też tam proces programowania takiego włącznika oraz użycie go z aplikacją producenta (Blitzwolf, SmartLife, Tuya, eWeLink) lub Tasmotą.
Polecam zapoznać się z tymi tematami, nie będę powtarzać wszystkich informacji kilka razy a z reguły dotyczą one wszystkich tego typu produktów.
Lista poniżej:
- BW-LT30 czyli adapter WiFi na żarówkę - test, teardown i wgrywanie firmware ESP
- Gniazdo elektryczne sterowane przez WiFi - BW-SHP8 - uruchomienie i testy
- Test i wnętrze BW-SS3, czyli włącznika światła na WiFi od Blitzwolfa
- Gniazdo/wtyk z WiFi PS-16-M i aplikacja eWeLink/Coolkit - test i teardown
- SmartLife switch - test, wnętrze i programowanie włącznika światła na WiFi (podobny włącznik, ale bez RF i opis programowania go w Arduino poprzez kabelki)
- Włącznik SC3-01 SmartLife i wgrywanie firmware ESP przez WIFI (tuya-convert/OTA) (tym razem programowanie przez WiFi, bez potrzeby otwierania obudowy, bez lutowania kabelków)
- Włącznik WiFi QTouch wpinany tylko w przewód L - test, wnętrze, schemat
Dodatkowo, drugi temat o Tasmocie:
- ESP8266 i Tasmota - sterowanie przekaźnikiem WiFi krok po kroku
Dodatkowo polecam temat o Home Assistant (który może kontrolować zbiór tego typu urządzeń):
Tutorial Home Assistant - konfiguracja, WiFi, MQTT, Zigbee, Tasmota

W niektórych tematach powyżej poruszam też temat możliwości tworzenia automatyzacji dla urządzeń tego typu (np. reguły typu "automatycznie włącz oświetlenie gdy jest po godzinie 22", albo "włącz oświetlenie gdy czujnik ruchu wykryje obecność człowieka w pokoju", itp).

Zakup i pierwsze wrażenie
Ściemniacz znalazłem w sieci pod hasłem Tuya Smart Life Dimmer DC12 DC24V DC5V USB Wifi 5050 RGB/RGBW/RGBCCT Led Light Strip Single Color Controller for Alexa Google - Monotone Light za około 10$ (razem z przesyłką), czyli 40 zł. Poniżej zrzut ekranu z oferty (jak kupowałem była chyba nieco inna cena):

Parametry pracy zdaniem sprzedawcy:

Quote:

Item Type: RGB Controler
Material: Plastic
Power Source: DC
Voltage: DC 5-24V
Max. Load Power: 96W
Wattage: 96W
Remote Distance: about 20m
Applicable Lights: DC5-28V
Oscillation frequency: 2.4G
Model Number: WIFI 371
Controled Method: Smart phone APP control
Connection Mode: Commond connect
Certification: CCC CE ROHS
Features: Single Color WIFI controller

Grafika od sprzedawcy:

Sam produkt przybył do mnie w takim woreczku, bez instrukcji ale z kodami QR:

Jednakże kody QR prowadzą do:
https://www.evernote.com/shard/s223/client/sn...cd35bf8cd37a43aef1599b0e3&title=USER%2BMANUAL
Poniżej załączam instrukcje z tego linku:
Wi-Fi Ligh...Manual.pdf Download (995.51 kB)
Wi-Fi LED ...Manual.pdf Download (2.02 MB)

Parowanie z aplikacją
Parowanie jest naprawdę bardzo proste. Ściemniacz został wykryty automatycznie, ledwo co uruchomiłem aplikację SmartLife na telefonie z Androidem (bez tego pewnie trzeba by wprowadzać go w stan Reset poprzez dłuższe wciśnięcie przycisku):

Urządzenie wyświetla się pod "urządzenia bluetooth":

Trzeba podać hasło naszej sieci WiFi, musi to być sieć 2.4GHz (5GHz nie jest wspierane):

Parowanie:

Po parowaniu dostajemy płynną kontrolę jasności i możliwość włączenia/wyłączenia przez WiFi:



Test z paskiem LED
Pora przetestować z paskiem LED, tutaj pasek biały na 12VDC, 5 metrów, 4.8W*5 = 24W (w praktyce wyszła mniejsza, ale to nie miejsce na ten temat).

Do testu użyłem zasilacza laboratoryjnego Twintex TP-1603. Napięcie wyjścia 12V, prąd możecie odczytać ze zdjęć. Dodatkowo wpięty jest drugi miernik "Watt Meter" już za testowanym urządzeniem.
Pełna jasność:

50%:

1%:

Popatrzmy jeszcze jak regulowana jest moc świecenia. Oczywiście jest to PWM o częstotliwości 1kHz. Po prostu LEDy są włączane na dany czas a potem wyłączane, ale odbywa się to tak szybko, że ludzkie oko nie odczuwa migania.



UWAGA: Nie włączajcie na dłużej niż kilka chwil takiego paska LED bez rozwijania. Może się on naprawdę mocno nagrzać.

Wnętrze
Nie ma żadnych śrubek, po prostu podważamy podstawę:

I od razu widzimy wnętrze:

Niestety nie jest to na żadnych ESP8266 czy tam ESP8285 (TYWE3S, TYWE2S). To jest WB3S:


WB3S, czyli energooszczędny moduł WiFi + Bluetooth od Tuya, oparty o układ BK7231T.
Dodatkowo mamy coś co wygląda na przetwornicę i tranzystory:

Od spodu mamy miejsce na dodatkowe układy. Nie ma pinów do programowania. Są piny o rolach:
- IR-, IRIN - czyli pewnie ta płytka też wspiera w innej wersji sterowanie pilotem...
- W, R, G, B - czyli ta płytka też pewnie w innej wersji wspiera osobną kontrolę 4 kanałów (osobno PWM dla R - czerwieni, osobno dla G - zieleni, itp, red green blue white).
Przyjrzyjmy się lepiej przetwornicy:

Przetwornica to xl1509-3.3e1 produkcji XLSemi.
Jest to dokładniej konwerter step down (buck) który pracuje na napięciu wejściowym od 4.5V do aż 40V, a na wyjściu daje 3.3V (są też wersje dające 5V i 12V). Czyli ten układ zapewnia zasilanie dla WB3S.


Zostają jeszcze tranzystory. Oznaczenie R0 może wskazywać na kilka różnych, ale z moich wyszukiwań wynika, że to pewnie są CJ3400 lub podobne:

Czyli tranzystory MOSFET z kanałem typu N w obudowie SOT-23, o bardzo niskim RdsON, w sam raz do przełączania dużych prądów.
Na płytce widać też bezpiecznik, co zawsze jest plusem w tego typu produktach.

Schemat
Na koniec postanowiłem naszkicować schemat całego układu. Powstał on w oparciu o Eagle i o schemat z noty aplikacyjnej XL1509.
Najpierw 'brudnopis':

No i schemat:

Kilka uwag co do schematu:
- na płytce mamy 5 miejsc na tranzystory (4 z nich zajęte), ale tylko jeden tranzystor jest używany (nie wiem po co pozostałe są przylutowane, być może producent początkowo robił wersję RGBW a potem zmienił zdanie)
- tranzystory są sterowane poprzez wyjścia PWM z WB3S (częstotliwość PWM to 1kHz)
- mam wrażenie, że na płytce jest jedna dodatkowa dioda której nie ma na schemacie, powiązana jest ona z układem przetwornicy step down, pewnie to jakieś dodatkowe zabezpieczenie jest

Noty katalogowe elementów ze środka:
CJ3400_C19...ech-CJ.pdf Download (169.13 kB)
XL1509 dat..eet.pdf Download (383.28 kB)
BK7231T CO...tation.pdf Download (6.07 MB)
WB3S Modul...cs (3).pdf Download (636.03 kB)

Test pod obciążeniem - 48W
Miałem już kończyć, ale jeszcze mnie podkusiło by sprawdzić jak mocno się grzeje to urządzenie, na początek przy obciążeniu 48W. Do tego użyłem rezystorów drutowych 50W 5.6Ω, dwa połączone równolegle dają 2.8Ω. Przy zasilaniu 12V powinien popłynąć prąd około 4.28A, ale to jest bez uwzględnienia spadku napięcia na tranzystorze MOSFET w środku układu.


Układ testowy - zasilacz Twintex TP-1305. Przy 12V płynie 4.11A:

Po kilku godzinach:

Tylko 35°C, więc ok.


Test pod obciążeniem - 75W
Przy około 48W było okej, to co będzie przy 75W? Niby zdaniem producenta aż do 96W jest ok... sprawdzimy. Napięcie podwyższyłem do 15V:

Po około godzinie:

Nieco później - smutna niespodzianka. Musiało nastąpić uszkodzenie, przepalenie tranzystora i przerwanie obwodu:

75W to było za dużo dla tego urządzenia.

Naprawa po uszkodzeniu
No to teraz jeszcze zajrzymy do środka co się popsuło. Wstępny test pokazuje, że moduł WiFi dalej działa i telefon widzi urządzenie:

Usterka jest oczywista - przepalił się tranzystor. Rezystory są ok. Tranzystor stanowi teraz przerwę w układzie:

Na szczęście mamy aż trzy zapasowe sztuki, tuż obok na PCB. Tak jak pisałem wcześniej, nie są one wykorzystywane przez układ, nie wiem po co je tam producent wlutował.

Po wymianie tranzystora wszystko znów działa:



Czy urządzeniem da się sterować jak odłączymy router od internetu (ale telefon i urządzenie są w jednym LAN)?
Sprawdziłem to po prostu odłączając całkiem główny kabel od routera. Na telefonie nie mam żadnego internetu mobilnego, więc mój LAN został odseparowany od świata:

Mimo to można dalej kontrolować jasność z aplikacji. Czyli kolejny plus dla tego produktu.

Podsumowanie
Produkt dobrze spełnia swoją rolę z aplikacją SmartLife, ale niestety nie mamy możliwości wgrania mu otwartego oprogramowania typu Tasmota/Domoticz bo nie jest on zrealizowany na ESP, tylko na WB3S. To mocno ogranicza nam potencjalną możliwość zastosowania go w DIY.
Jedyna nadzieja w tym, że wyprowadzenia są na tyle zgodne z TYWE3S/ESP12 że można go tam łatwo wlutować, ale wtedy nie wiem co z PWM - być może trzeba byłoby je realizować je programowo.
Jeśli chodzi o resztę układu, to zasilanie 3.3V jest zrealizowane na przetwornicy step down XL1509 a samo przełączanie (i ściemnianie poprzez PWM) na CJ3400. Dodatkowo widać, że produkt początkowo był przygotowywany tak by osobno sterował kanałami R G i B pasków, są nawet wlutowane do tego już dodatkowe tranzystory. Może dałoby się go zmodyfikować by to wspierał, jeśli by się uruchomiło SDK do WB3S (w sumie pewnie nawet dałoby się go zmodyfikować tak by sterował ws2812b, tylko wtedy osobno trzeba zasilanie a osobno pin z sygnałem sterowania).
W kwestii mocy, to produkt bez problemu radzi sobie z około 48W obciążenia, natomiast 75W to już dla niego za dużo i kończy się to przepaleniem tranzystora. Więc sprzedawca nieco przesadza reklamując go jako "do 96W". Ale i tak nie oczekiwałem aż takiej mocy, więc te 48W paska LED na jednym tranzystorze też jest niezłe.
W każdym razie, nie jest źle, ale i tak będę szukać analogicznego produktu, tyle że na ESP.