Czterokanałowy przekaźnik WiFi Tuya SmartLife 4CH 10A [schemat]

Witajcie, zapraszam na teardown, szczegółową dokumentację fotograficzną, analizę płytki i rysowanie schematu kolejnego produktu Tuya. Tym razem będzie to sterownik 4 przekaźników wpinany w szynę DIN, sterowany tak jak zwykle przez WiFi poprzez aplikację na telefon.
Aktualizacja 2022 - urządzenie to jest w pełni wspierane przez OpenBeken. Przewiń w dół, by znaleźć informacje o konfiguracji pinów i Home Assistant

Zakup produktu
Produkt znalazłem pod hasłem "4CH 4Gang Wifi Light Smart Switch 4 Channels Circuit Breaker IOS Android Tuya App Control interruptor wifi 4 canales ios" za około 60zł (niby w promocji, normalnie po niecałe 100zł jest). Poniżej zrzuty ekranu z oferty:

Grafiki od sprzedawcy:





Powiązane tematy
Na temat produktów z WiFi opartych na ESP (bądź podobnych układach) 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 (tutaj z przykładem Hello World dla ESP na Arduino IDE)
- 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 (ciekawy włącznik, który zrealizowany jest na tyrystorze a nie na przekaźniku, ale też ma w środku ESP8285)
- WiFi SmartLife ściemniacz jednokolorowego paska LED - test, wnętrze, schemat (ciekawy sterownik paska LED na tranzystorze MOSFET i WB3S)
- SmartSwitch Tuya WL-SW01_16 16A WiFi - test, wnętrze (WB2S) (nieco większy przekaźnik na większy prąd)
- Sonoff Basic ZBR3, czyli słynny przekaźnik w wersji na Zigbee. Wnętrze, schemat (małe urozmaicenie od WiFi)
- Czujnik otwarcia drzwi/okna WiFi - test, wnętrze, integracja z resztą urządzeń (czujnik oparty o moduł XR809/XR2)
- Zigbee termometr/higrometr z LCD TS0201 RSH-Z-Bee-HS01 Tuya (zasilany bateryjnie wyświetlacz temperatury/wilgotności, tym razem na Zigbee)
- Wnętrze zegara/termometru/higrometru TH06 i inżynieria wsteczna jego protokołu (kalendarzyk na WB3S i nieco o przetwarzaniu pakietów z danymi w formacie binarnym poprzez program w języku C)
- Własny otwarty firmware dla XR809 kompatybilny z Tasmota HTTP/Home Assistant (szczegółowy opis jak stworzyć własny wsad dla czujnika drzwi na XR809)
Dodatkowo, temat o Tasmocie i wersji DIY przekaźnika WiFi:
- 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

Zawartość zestawu
W zestawie jest tylko przekaźnik i instrukcja (naklejkę sprzedawcy ocenzurowałem gdyż nie ma potrzeby robić zbędnej reklamy):






Instrukcja (informacje jak parować, itp):


Całość:

Terminale:

Mechanizm mocowania na szynie DIN:

Po zdjęciu zaślepek można odsłonić przyciski i diody LED informujące o stanie przekaźników i urządzenia:


Nie wiem kto by chciał mieć te przyciski zasłonięte, przecież bez nich jak będzie kłopot z WiFi to nie ma jak sterować urządzeniem.

Parowanie, krótki test
Parowanie opisywałem szczegółowo w innych tematach z tej serii.
Tu znów przebiegło bez problemów, chociaż jako nazwa urządzenia wyskoczyły chińskie znaczki. Oprócz tego bez zarzutów.


Aplikacja pozwala sterować osobno każdym z przekaźników, jak również wyłączac/włączać je wszystkie na raz.

Kilka zrzutów ekranu z aplikacji:


Teardown
Obudowa trzyma się na czterech śrubach. Z odkręceniem trzech z nich nie było problemu, z czwartą się siłowałem. Początkowo myślałem że to jest jakieś zabezpieczenie, ale potem odniosłem wrażenie, że coś nie tak jest z ich mocowaniem:


Ostatecznie udało się otworzyć bez większych ofiar (płytka w rogu ma tylko wylewkę masy, swoją drogą cała masa łącznie z GND od modułu WiFi jest podłączona do sieci...):



Przekaźniki tylko odcinają przewód fazowy. Wylewka masy łączy stronę pierwotną i wtórną, widać na zdjęciu że masa sięga aż do masy kondensatora filtrującego 400V 4.7uF będącego tuż za mostkiem prostowniczym.

Na wejściu mamy bezpiecznik SMTT2A250V. Te 2A to zdecydowanie totalna przesada i nie wiem czemu taki tam jest, choć może to ja źle odczytuję oznaczenie:

Dalej jest warystor JK-ET 07D471K, ochrona przeciwko przepięciami:


Kondensator klasy X2 (X2 safety class capacitor), przeciwko EMI. JURCC X2-104 MPX/MKP:

Produkowany w Chinach, producent udostępnia jego noty katalogowe, choć są dość słabo tłumaczone na angielski:

(ten "capacity step down" na schemacie od producenta powinien nazywać się raczej "capacitive dropper" i nie odzwierciedla tego co jest w omawianym tu urządzeniu, w omawianym urządzeniu jest zasilacz impulsowy flyback)

Mostek prostowniczy MB10S. Dwa kondensatory elektrolityczne na 400V 4.7uF a między nimi dławik (filtr typu PI). Dalej układ zasilacza impulsowego na HX5923.



Na stronie producenta udało znaleźć mi się kilka stron z noty katalogowej HX5923 (udostępnia je jako obrazy, nie ma pliku pdf dostępnego). HX5923 to kontroler przetwornicy flyback z wbudowanym tranzystorem MOFSET pracujący w trybie PSR (Primary Side Regulation, regulacja napięcia poprzez sprzężenie zwrotne poprzez uzwojenie pomocnicze po stronie pierwotnej, bez transoptora itp).

Role pinów HX5923:

Budowa wewnętrzna
(też ważne by zdawać sobie sprawę, że np. między pinami 5/6 - Drain, oraz pinem 4 - CS, Current Sense, jest w HX5923 po prostu tranzystor MOSFET):

Charakterystyki:


Opis działania:


Mimo wszystko ta przetwornica nie zapewnia separacji galwanicznej bo producent zamiast oddzielić "masę" niskiego napięcia od tej "wysokiego" to połączył je razem (zamiast dać między nimi Y-class kondensator).
Po stronie uzwojenia wtórnego jest pojedyncza dioda Schottky SS14:


Zasilacz daje około 5V, na 5V są też przekaźniki. Dalej jest regulator LDO AMS1117 3.3 by uzyskać 3.3V dla modułu z WiFi:

Moduł WiFi to WB3S (niestety nie bazuje on na ESP8266):

WB3S steruje przekaźnikami poprzez tranzystory. Tranzystory te załączają 5V na cewkę przekaźnika, oczywiście równolegle do niej jest dioda ochronna, tak 4 razy:

Użyto tutaj J3Y, czyli raczej S8050.

Z kolei w roli 'freewheeling diode' jest dioda oznaczona T4, czyli pewnie 1N4148W:

Dodatkowo widać, że diody LED oznaczające stan przekaźników są na tych samych pinach WB3S co same tranzystory sterujące przekaźnikami.
Same przekaźniki to:
SHS-32F
32F-5V-HS-G
Ich napięcie zasilania zdradza nam ile V jest przed AMS1117.

Pora narysować schemat.

Schemat Tuya SmartLife 4CH
Oznaczenia elementów są zgodne z oznaczeniami na płytce (np. konwencja EC1, EC2 dla kondensatorów elektrolitycznych).
Wartości rezystorów są podane w kodzie SMD.
Sekcja zasilania:

Kilka uwag co do schematu:
- F1, bezpiecznik, jest na za duży prąd, powinien być inny (ale takiego dał producent)
- RV - warystor, ochrona przeciwko przepięciom
- X1, kondensator przeciwzakłóceniowy (przeciwko emisji zakłóceń do sieci)
- EC1, L1, EC2 - filtr pi
- R1, R2 - rezystory o dość dużej rezystancji, po podłączeniu zasilania powoli ładują C3 by przetwornica mogła wystartować
- R7, D3 - jak już przetwornica pracuje to uzwojenie to zapewnia ładowanie C3 by przetwornica mogła dalej pracować
- C1, R3, R4, D1 - gasik (ang. snubber) równolegle do uzwojenia pierwotnego. Dziwi mnie tu ta dioda M7, 1N4007, najwyraźniej producent uznał, że nie trzeba szybkiej
- R8 i R9 stanowią dzielnik napięcia do sprzężenia zwrotnego od kontrolera przetwornicy (na pin FB - Feedback)
- R10 to tzw. bocznik (ang. shunt), służy do pomiaru prądu płynącego z uzwojenia pierwotnego, jest rezystorem o małej rezystancji (podłączony do pinu CS - Current Sense)
Po więcej informacji odsyłam do zamieszczonej noty katalogowej HX5923.
Sekcja moduł WiFi + przyciski:

Raczej wszystko jasne, jedynie warto podkreślić, że przyciski mają rezystory pull-up pewnie programowalne w samym WB3S a debouncing zrealizowany jest programowo.
Sekcja przekaźniki:


Aktualizacja - OpenBeken i Home Assistant[2022 rok]
[Aktualizacja - 2022.07.13]
Urządzenie oczywiście jest już od dawna wspierane przez mój OpenBeken. Wgrywania wsadu dokonałem przez bkWriter 1.60, zgodnie z:
Ogrodowy podwójny przekaźnik Tuya CCWFIO232PK - BK7231T - programowanie

Tak wygląda główny panel:

Oto konfiguracja pinów:


Oto konfiguracja startup (kanały pamiętają swój stan sprzed utraty zasilania):

Przekaźnik współpracuje też z Home Assistant - oto konfiguracja Yaml (starszy format, ale łatwo przerobić na nowszy):




Podsumowanie
W ten oto sposób mamy tu kolejny produkt od Tuya który nie jest zrealizowany na ESP (nie ma modułu TYWE3S, TYWE2S, itp). Niestety ciężko będzie mu wgrać własne firmware (np. Tasmota), trzeba by odlutować moduł WB3S i zastąpić go np. modułem ESP12F, który ma zgodne z nim wyprowadzenia (i pewnie dodać kilka rezystorów).
Oprócz tego mam zastrzeżenia co do zdecydowanie za dużej wartości bezpiecznika, którego producent dał tam pewnie dlatego, że tylko takie mógł dostać tanio i/lub miał na magazynie.
Warto też pamiętać, że ten zasilacz impulsowy ze środka tego sterownika ma połączone masy po obu stronach, więc nie należy próbować podłączać się z programatorem do niego gdy jest zasilany z sieci. Przy obecnym tam układzie producent mógł zapewnić separacje, ale tego nie zrobił.
I oczywiście ten produkt tylko odcina fazę (przy założeniu że podłączymy poprawnie), nie odcina obu przewodów...
Zostaje kwestia ceny. Na stronie na której kupowałem wersja pojedyncza jest za około 9$, natomiast poczwórna za 15$. Zdecydowanie opłaca się kupić poczwórną, i to nic dziwnego - bo w poczwórnej moduł WiFi siedzi tylko jeden, a kupując cztery osobne płacimy w zasadzie za 4 moduły WiFi.
Za produkt (już po wprowadzeniu VAT) zapłaciłem około 60 zł, z kolei widziałem go na polskich stronach po około 100 zł.
Czy ktoś z Was korzysta z tego typu kilkukanałowych przekaźników, a może znacie jakiś produkt tego typu ale na ESP?
PS: Choć dla mnie WB3S tutaj to raczej plus, zamierzam się zająć jego programowaniem, więc wylutuję sobie moduł i mi się przyda, a na jego miejsce dam ESP12F.
(jakby ktoś chciał poczytać notę katalogową WB3S to zamieszczałem ją już w poprzednich tematach z serii, np. tutaj)[/i]