Цифровой ваттметр в розетку инструкция по применению

   Ваттметр (измеритель мощности электрического тока) кажется элементарным прибором, но на самом деле он должен выполнить непростую математическую задачу.
   Ведь это только в школьном учебнике физики для получения мощности просто надо перемножить ток на напряжение!
   А по жизни ток может иметь гораздо более сложную форму, чем синус или постоянный ток; причем фаза тока и напряжения могут не совпадать, и всё это надо как-то учесть.
   Современные цифро-аналоговые процессоры (можно назвать микроконтроллерами) позволяют эту задачу решить прямым вычислительным способом: взять величину тока и напряжения за каждый дискрет времени, перемножить их и просуммировать за некоторый интервал времени; в результате чего получить мощность и ещё кучу разнообразных параметров.
   В этом обзоре будет рассмотрена одна из многочисленных разновидностей такого рода приборов:

(изображение с Алиэкспресс)

 Несколько слов, поясняющих, почему точное значение мощности нельзя получить, просто взяв и перемножив ток на напряжение.

  Такой способ — вполне корректен для «идеального» синуса, у которого ток точно совпадает по фазе с напряжением; но в наших розетках нет идеального синуса и нет точного совпадения по фазе тока и напряжения!

   Вот пример осциллограммы напряжения в розетке:

   Иными словами, такая форма напряжения может создать некоторую погрешность метода, причём в данном случае даже затруднительно предсказать знак погрешности.

   А ещё в добавок может быть сдвиг фазы между током и напряжением, разный для разных гармоник сигнала, если в нагрузке присутствует реактивная составляющая.

    И вот здесь на помощь приходят цифровые ваттметры, которые могут всё замерить и посчитать, «как надо»! Причём, смогут замерить не только основной параметр (мощность), но и сопутствующие: ток, напряжение, коэффициент мощности (он же — знаменитый «косинус фи»). И, дополнительно — расход энергии и даже денег.

Внешний вид, конструкция и схемотехника ваттметра

    Внешний вид ваттметра представлен на следующих фото:

   Ваттметр вставляется прямо в розетку, а в него вставляется питаемое устройство, чью мощность потребления надо измерить. Пользование таким ваттметром удобно и практично!

   Собственно, за это такие приборы и называют в народе «ваттметрами в розетку». Звучит немного жаргонно, но суть отражает верно.

   Экран ваттметра — буквенно-цифровой жидкокристаллический, без подсветки.

   Обновление экрана происходит примерно раз в 2 секунды. Это — время накопления и усреднения мощности. Производитель мог бы легко реализовать и более быстрое обновление, но это привело бы к «мельтешению» показаний.

   На задней стороне прибора находится шильдик с его параметрами:

   Всё здесь ясно и понятно, за исключением третьей строки: «Wide voltage range: 230V —-250V».

   Ну какой же он «Wide»?! Это не «Wide», а убожество какое-то! Неужели он при стандартном напряжении 220 Вольт не сможет работать?!

   Как оказалось, сможет. А вопрос о нижней границе работоспособности прибора будет происследован в обзоре отдельно.

   Половинки ваттметра скреплены тремя шурупами и тремя защёлками. Удерживают прибор в собранном виде они очень прочно, но и разборка каких-то больших технологических сложностей не представляет.

   Раскрываем прибор:

   Электронная часть прибора состоит из двух плат.

   Плата на левой половине отвечает за индикацию, а плата на правой половине — за измерения и вычисления.

   С той её стороны, которая обращена к нам, видно несколько важных элементов схемы.

   Зелёненький «бочонок» слева вверху платы — это никель-металлогидридный аккумулятор из 3-х элементов ёмкостью 20 мАч на напряжение 3.6 В. Сразу надо сказать, что он — не для работы прибора, а только для подпитки с целью сохранения параметров при отключении от питающей сети.

   То есть, прибор с ним включится (по нажатию кнопки), но ничего замерить не сможет (если подать на него какое-то небольшое напряжение).

   Под ним — пара электролитов (фильтрация питания), а далее под ними — большой желтый «сухой» конденсатор.

   Посмотрим на него в другом ракурсе:

   Номинал желтого конденсатора — 0.68 мкФ, он работает реактивным гасителем лишнего напряжения для системы питания самого ваттметра.

   Последовательно с ним подключен резистор 33 Ом (справа от конденсатора); он служит для предотвращения резких бросков тока в момент включения ваттметра в розетку.

   А слева от конденсатора — шунт в виде скобы из толстой проволоки. Он нужен для замера протекающего в нагрузку тока.

   Ещё на этой стороне платы находится кварц, необходимый для тактового генератора аналого-цифрового процессора, расположенного на обратной стороне платы. Вот ей сейчас и займёмся.

   Главная микросхема на плате (U3) — специализированный цифро-аналоговый процессор BL6523GX, спроектированный для измерения мощности.

   Его структурная схема (взята из datasheet):

   Рассматривать эту схему не будем, чтобы не утяжелять обзор.

   Ещё одна микросхема (U2), поменьше, — это ATMHK220 24CO2N. Она работает в качестве флеш-памяти с последовательной передачей данных.

   Последняя, самая маленькая микросхема (U3, 78L05) — стабилизатор питания 5 В.

Режимы ваттметра

   Посмотрим на органы управления ваттметра:

   На передней панели имеются 5 кнопок: 4 большие кнопки и одна полускрытая кнопка — RESET.

    Кнопкой RESET рекомендую пользоваться при каждом включении прибора в розетку, иначе он может показывать белиберду. После нажатия RESET прибор работает стабильно, проблем нет.

   Из остальных кнопок самая главная — это FUNCTION. С помощью этой кнопки пользователь определяет, какую информацию он желает посмотреть.

   При нажатии на эту кнопку последовательно переключаются по кругу следующие режимы отображения:

• Время работы (с ненулевой мощностью) + мощность + стоимость (если была установлена цена за КВт*час);
• Время работы + суммарное потребление энергии (накопление);
• Время работы + напряжение в сети;
• Время работы + потребляемый ток + коэффициент мощности (косинус фи);
• Время работы + минимальная потребляемая мощность за время работы;
• Время работы + максимальная потребляемая мощность за время работы;
• Стоимость за КВт*час (просмотр и установка).

  Остальные три кнопки как раз используются для установки цены за КВт*час.

   Как выглядит экран ваттметра в режимах показа напряжения и тока, можно посмотреть на следующих фото (режим мощности был показан выше):

   Теперь перейдём к оценке «профпригодности» ваттметра — его тестированию.

Тестирование ваттметра

   Первым делом проверяем точность измерения прибором напряжения и тока. Для этого проводилось сравнение показаний с мультиметром DT9205A:

   Если взять за основу показания мультиметра, то ваттметр слегка занижает показания по напряжению (на 0.7%). Учитывая ограниченную точность обоих приборов, можно считать, что расхождений нет.

   По току расхождение составило чуть больше: 1.5% с тем же знаком (ваттметр показал меньше).

   Соответственно, при измерении мощности эти две погрешности сложатся, и погрешность измерения мощности должна будет составить 2.2%. Но эта цифра — только ориентировочная (с учетом возможной погрешности мультиметра).

   Конечно, по-хорошему надо бы проверять тестируемый ваттметр не с помощью вольтметра и амперметра, а с помощью образцового ваттметра, сертифицированного Ростестом. Но извиняйте: чего нет, того нет.

   Теперь подсовываем прибору простую активную нагрузку — лампу накаливания 25 Вт:

   Эх,  как же он приятен — тёплый ламповый свет! Но речь в данном случае о том, что номинальная мощность лампы подтвердилась с высокой точностью.

Теперь — небольшая таблица с пробными замерами различной аппаратуры, которая покажет, в том числе, как «дурят нашего брата»:

Тестируемая аппаратура	Номинальная мощность	Измеренная мощность	Измеренный коэффициент мощности
Паяльник	25 Вт	27.3 Вт	0.97
Светодиодная лампа «Старт»	10 Вт	8.3 Вт	0.59
Светодиодная лампа «Старт»	15 Вт	11.8 Вт	0.59
Микроволновка в простое	—	1.8 Вт	0.44
Микроволновка (в режиме 800 Вт)	1200 Вт	1274 Вт	0.91
Зарядка смартфона	10 Вт	11.1 Вт	0.54
Системный блок компьютера (выключен)	—	2.7 Вт	0.35
Системный блок компьютера (включен, в простое)	—	45 — 67 Вт	0.54
Системный блок компьютера (нагрузочный тест OCCT-Linpack)	—	95 — 98 Вт	0.75
Системный блок компьютера (нагрузочный тест OCCT-Большой набор)	—	105 — 111 Вт	0.76

   Немного обсудим полученные результаты.

   Микроволновка показала результат заметно выше указанной на ней самой номинальной мощности. Учитывая высокий КПД магнетрона, можно предположить, что и на нагрев продуктов пошло не заданные 800 Вт, а значительно больше.

   Это — пример обмана в пользу потребителя, но одновременно потребителю надо задуматься и о достаточной «прочности» электропроводки.

   Интересной была попытка замерить мощность микроволновки в режиме «320 Вт». Микроволновка периодически то включалась на полную мощность (1274 Вт), то периодически снижала мощность почти до нуля, чтобы в среднем получилось 320 Вт.

   Со светодиодными лампами обман получился уже в обратную сторону, т.е. лампам мощности недодали.

   В тесте компьютера надо иметь в виду, что это был не игровой компьютер, а компьютер офисного типа. Игровой компьютер будет потреблять значительно больше, особенно в моменты наиболее жарких баталий.

   В общем, ваттметр помог совершить много интересных открытий касательно имеющейся в доме аппаратуры.

   Последний вопрос в тестировании ваттметра — нижний предел его работоспособности по напряжению.

   Для выяснения этого вопроса был использован трансформатор ТПП-282-127/220-50 с множеством отводов от первичной обмотки (своего рода замена ЛАТР-у).

   Эксперименты с подключением к разным отводам трансформатора показали, что ваттметр работоспособен при напряжении 112 Вольт и выше (по показаниям самого ваттметра). При более низких напряжениях прибор включался, но ничего не измерял (показывал нулевые ток, напряжение и мощность).

   Таким образом, ваттметр будет работоспособным даже при значительных колебаниях напряжения в питающей сети.

Итоги и выводы

   Протестированный «ваттметр в розетку» показал точность, вполне достаточную для бытовых применений (без претензий на что-то более высокое). И это — главное.

   Естественно, у него есть множество недостатков, простительных за его цену.

   У него нет возможности передать данные в компьютер или смартфон; нет и возможности запротоколировать график потребления мощности по времени.

   Мне лично ещё не понравилось, что у него нет возможности вывести на экран одновременно мощность, напряжение и потребляемый ток. Чтобы их увидеть, надо поочерёдно переключаться между экранами.

   И, конечно, отсутствие подсветки экрана — тоже не украшение.

   Но, с учётом цены, право же, всё это — мелочи.

   Купить ваттметр можно на Алиэкспресс по этой ссылке.

   Кроме протестированного варианта ваттметра в таком же корпусе выпускается ваттметр на основе другого процессора. Он не тестировался, но, вероятно, должен показать аналогичные характеристики.

   Всем спасибо за внимание!

Более слабая версия (20 A / 4,4 кВт) оснащена измерительным шунтом с сопротивлением 3 мОм, а более сильная (100 A / 22 кВт) имеет внешний трансформатор тока с коэффициентом 2000:1 (или 50 A / 25 мА). Сам трансформатор, по словам производителя, приспособлен для измерения тока с интенсивностью не превышающей 150 А.

Технические характеристики измерителя

• Модель: P06S-20 6 в 1 LCD AC Power Meter
• Значение измеряемой частоты: 50~60 Гц
• Диапазон измерения мощности: 0.01 ~ 5000 Вт
• Диапазон измерения электроэнергии (5 цифр): 0.01 кВт·ч ~ 99999 кВт·ч
• Диапазон измерения тока: 0.0 ~ 20 А
• Коэффициент мощности: диапазон: 0~1 PF, Формат отображения: PF0.00 ~ 1.00
• Номинальная мощность: 4400 Вт
• Максимальная мощность: 5000 Вт
• Энергопотребление: < 1 Вт
• Разрешение: 1 В, 0.01 A, 0.01 Вт, 0.01 кВт·ч
• Максимальный ток: 20 Ампер
• Рабочее напряжение: 110 ~ 250 В
• Погрешность напряжения: ±1%
• Погрешность контроля тока: ±2%
• Погрешность мощности: ±2%
• Размер: 8.5 x 4.7 x 2.8 см

Информация о заказе

Торговая площадка	Aliexpress
Стоимость на момент покупки	15$ (539 рублей)
Способ доставки	China Post Air Mail
С момента оплаты до отправки товара	3,64 дня
С момента отправки до прибытия в город	16,6 дней
Название товара	Euro Plug Power Energy Meter Power Electricity Usage Monitor
Ссылки	Товар Продавец

Далее инструкция по одной управляющей кнопке:

1. Нажать кнопку, чтобы включить или выключить подсветку.
2. Удерживать в течение 3-х секунд, чтобы выставить порог сигнализации мощности. 2.1. попадем на настройку сигнализации мощности (заводская по умолчанию установлена на 4.4 кВт). 2.2. Начнет моргать 1-я цифра самого высокого разряда; однократное нажатие добавит единицу; удерживайте кнопку в течение 2-х секунд для перемещения на следующую цифру (разряд); максимальное значение, которое можно установить, 99.9 кВт. 2.3. Если не нажимать кнопку 5 секунд, произойдет выход из настроек с сохранением текущих данных.
3. Удерживайте кнопку 5 секунд — система выполнит сброс в настройки по-умолчанию: очистится счетчик электроэнергии, и сигнализация мощности сбросится до заводской установки.

При превышении порога сигнализации мощности устройство начинает мигать подсветкой.

Потребляемая мощность измерителя составляет менее 1 Вт. Измеритель оснащен одной кнопкой, с помощью которой можем включать или выключать подсветку, устанавливать аварийный сигнал перегрузки и сбрасывать счетчик энергии. Выбор функции осуществляется путем изменения времени удерживания кнопки. Стоит отметить, что прибор сохраняет свою индикацию даже после отключения питания.

В коробке, помимо измерителя и трансформатора (для мощной модели), находится скромное руководство по эксплуатации, напечатанное на одном листе. С одной стороны английская версия, с другой – китайская.

Оба измерителя основаны на одной и той же печатной плате, отличаясь только конфигурацией резисторов. В версии 20 А стоят два резистора по 6 мОм – они соединены параллельно в типоразмере 2512, образуя измерительный шунт, а в версии 100 А (оснащенный трансформатором) резистор 1 Ом типоразмера 0603.

При максимальном токе 20 А, на шунте падение 60 мВ, что даст 0,6 Вт на резистор (резисторы такого размера могут рассеивать 1 Вт).

В версии с трансформатором, при максимальном токе 100 А через шунт будет протекать ток 50 мА, что будет соответствовать падению напряжения 50 мВ и мощности 2,5 мВт, с которой резистор с размером 0603 должен легко справиться.

Основой схемы является специализированный микроконтроллер HT5019. Это чип для построения однофазных измерителей мощности на основе ядра M0 с флэш-памятью объемом 128 КБ. Второй интегральной микросхемой присутствующей на плате, является драйвер LCD (32×4) VK1621B. Бестрансформаторный источник питания, состоящий из конденсатора и резистора, отвечает за питание электроники. Тут нет приличной защиты этого источника питания (не считая резистора).

Разновидности

Основной критерий – род тока – постоянный или переменный. Универсальные бытовые приборы, позволяют работать с любыми потребителями.

Чем измерительные устройства отличаются друг от друга:

• точностью – большинство аппаратов достаточно точны, но информацию о классе (о проценте погрешности) можно узнать в паспорте изделия;
• диапазоны измерений – на потребители какой мощности рассчитаны измерительные устройства. Простые ват стиральную машинку или крупный станок;
• дополнительные функции – подсветка экрана, возможность дистанционного управления и программирования, наличие встроенной памяти.

Если необходимо производить замеры на улице, то следует выяснить, при какой температуре воздуха допускается работа ваттметра.

Для чего необходим в бытовых условиях

Использовать ваттметр потребуется, чтобы оптимизировать затраты на электроэнергию. Особенно это важно для крупных квартир и загородных домов. Большое количество потребителей не позволит точно определить, какие из них слишком прожорливы и требуют замены.

Интеллектуальные ваттметры, обладающие дополнительными функциями, позволят не только производить замеры, но и управлять конкретным прибором. Например, электрическим котлом. Это можно делать дистанционно или путём программирования измерительного устройства.

Мнение эксперта

Торсунов Павел Максимович

Для более полной диагностики необходимо производить измерения в течение длительного времени – хотя бы нескольких часов, поскольку ряд потребителей в разное время «забирают» разное количество энергии.

Схема подключения P06S-100 и P06S-20

По схеме вход сети 220 В подключается к выводам 3 и 4, а выход, то есть нагрузка – к выводам 1 и 4.

Полезное: Автомобильный датчик парковки заднего хода

Подключить оба модуля очень просто – они оснащены прочным винтовым соединением, две клеммы которого (обозначенные как L и N) используются для подключения источника питания. В версии 20 A приемник энергии подключен между клеммой L и клеммой «1» (шунт на N-проводе). В случае исполнения с трансформатором (подключенным к клеммам «1» и «2») важно направление монтажа трансформатора на кабеле – на нем есть стрелка, которая должна указывать в направлении «ноль» (L -> N).

Кнопка, представляющая собой микровыключатель, выступающий через отверстие в корпусе, немного примитивна. Другой проблемой является отсутствие знака CE, ведь без этого знака товар не может быть допущен к торговле в ЕС. Трудно сказать относится ли это к данному экземпляру, но версия на 20 А имеет явно худший дисплей – у нее очень малые углы обзора, а при включении подсветки он становится практически неразборчивым. В версии P06S-100 дисплей имеет отличную читаемость, как без подсветки, так и с подсветкой:

Устройство не имеет сертификатов, а производитель в некоторых моделях даже не указывает точность измерений. Вот параметры:

• Разрешение дисплея: напряжение: 1 В, мощность: 0,01 Вт (до 100 Вт), ток: 0,01 А (до 10 А),
• Коэффициент мощности: 0,01 (1%),
• Измеряемая энергия: 0,01 кВт / ч (до 1000 Вт).
• Частота обновления данных: 1 Гц

Значения в скобках являются пределом самого низкого диапазона измерения, более высокие значения могут быть измерены, но с уменьшенным разрешением.

Измерение мощности

Специального сертифицированного оборудования для проверки точности измерений этого китайского ваттметра у меня нет, поэтому буду сравнивать мощность приборов с заявленной производителем.

Энергосберегающая лампа 11 Вт

На удивление, правильно: 11 Вт, на лампе указано 11 Вт.

Энергосберегающая лампа 13 Вт

Всё точно, показывает 13 Вт, на лампе указано 13 Вт.

Лампа накаливания 60 Вт

В связи с тем, что напряжение в сети было не 220 Вольт, а чуть выше, мощность лампы накаливания соответственно отличается от номинальной.

Микроволновая печать 1150 Вт

Установил максимальную мощность. Ваттметр показывал от 1043,5 до 1058,5 Вт.

Приведу таблицу с результатами измерений мощности других устройств.

Устройство	Измеренная мощность (средняя)	Заявлено
Зарядное устройство для смартфона на 2А	11 Вт	?
Зарядное устройство для планшета на 2,4 А	13,5 Вт	?
ЭЛТ-телевизор 29′	2,5 Вт в режиме Stand-by 74 Вт при работе	?
Системный блок (I5-3570K, GTX670, HDD+SSD)+монитор	94 Вт (без нагрузки) 298 Вт (под нагрузкой) 5 Вт (в режиме сна)	?
Лазерный принтер	Выключен — 0,5 Вт В режиме ожидания — 3 Вт При нагреве печки — 625 Вт При печати — 248 Вт	Ожидание — 2,8 Вт Печать — до 270 Вт
ЖК-монитор 24′	Режим ожидания — 0,5 Вт Яркость 100% — 24,5 Вт Яркость 50% — 18 Вт Яркость 10% — 13 Вт	Ожидание — до 0,2 Вт При работе — 23 Вт
Фен noname	580,5 Вт	?
Тепловентилятор	1886 Вт	2000 Вт
Пылесос	1021,5 Вт	1500 Вт
Сплит-система	868 Вт	980 Вт
Стиральная машина INDESIT WI84X	В среднем — 200-400 Вт Максимум — 2042 Вт	До 1850 Вт

Стоимость одного часа эксплуатации моего ПК в обычном режиме (браузер, медиа) обходится примерно в 34 копейки. При нагрузке стоимость возрастает до 1 рубля. Один час работы ЭЛТ-телевизора 28 копеек. Один раз зарядить планшет с ёмкостью аккумулятора ~11000 мА/ч — 21 копейка. Разогреть обед в микроволновке всего 7 копеек. Час работы сплит-системы 3 рубля, одна стирка — 2,6 руб.

Тестирование цифрового ваттметра

Следующим тестом стал лабораторный источник питания мощностью 0,5 кВт, нагруженный активной нагрузкой 150 Вт.

Как видите, устройства немного отличаются по показаниям, но в принципе такие расхождения допустимы.

Наконец, еще пару измерений коэффициента мощности с волнами тока и напряжения:

Лампа: PF = 0,99; = 8 °

Трансформаторный паяльник: PF = 0,90; = 346 °

Как видите, похоже коэффициент мощности рассчитан правильно.

Способы применения счетчика электроэнергии и особенности эксплуатации

1. Измеритель вставляется в розетку.
2. К сети через него подключается тестируемый прибор.
3. После сброса начальных настроек на экране появится учитываемая счетчиком информация.

В процессе эксплуатации цифрового прибора необходимо внимательно следить за исправностью розетки, от качества соединений которой зависит работоспособность счетчика электроэнергии.

После пропадания электричества в сети изделие придется переустанавливать вновь, поскольку счет показаний прервется. В некоторых моделях эти значения сохраняются во внутренней памяти устройства. При желании их можно будет вызвать на индикатор набором на кнопочном поле соответствующей комбинации (смотрите инструкцию).

Измерительный блок на базе P06S-100

А вот простой самодельный измерительный блок на основе модуля P06S. Некоторое время назад заказали измерительный модуль P06S-100. Он полежал немного в тумбочке, пока не захотелось проверить, сколько тока и мощности потребляет 3D-принтер. А заодно и другая бытовая электроника.

Все было собрано в корпусе из пластикового вентиляционного канала. Из деталей использовались:

• модуль P06S-100,
• вентиляционный канал,
• автоматический выключатель Legrand B6,
• 2 разъема с заземлением,
• 2 переключателя с подсветкой,
• 2 линии подключения,
• компьютерная розетка с катушками и конденсаторами,
• предохранитель.

Были сделаны внутренние соединения 2,5 мм2 кабелем, который остался после монтажа электрической сети.

В конце сделаны розетки и подключен предохранитель автомат на 6 А. По ценам в местном магазине электротоваров это обошлось в 2000 рублей.

Также есть тут розетка с лампочкой для проверки приборов. Устройство работает правильно, причём независимо от того, как оно подключено к нулю и фазе: L и N.

Напряжение помех в сети будет накапливаться на измерительном резисторе, и для измерительной схемы оно всегда будет иметь одинаковое значение, независимо от того, находится ли оно на шине L или на N.

Подводя итог можно сказать, что оба ваттметра работают правильно и подходят для долгосрочного мониторинга потребления электроэнергии устройством. Однако следует учитывать, что устройство не было проверено ни одной авторитетной лабораторией и практически не имеет функций безопасности. Да, между клеммами L и N имеется изолирующий слот, а варистор VDR 10D471K подключен параллельно к этим клеммам. Однако нет предохранителя, который сгорел бы после активации варистора.

Но несмотря на эти недостатки, успешно используем такой счетчик, встроенный в электрический щиток, уже 4 года, для контроля энергопотребления внешних потребителей на приусадебном участке. Распределительное устройство расположено на стене здания, а многофункциональный цифровой ваттметр пережил вторую зиму и работает без нареканий. Просто вы должны помнить, что это не точный лабораторный инструмент, и его показания следует рассматривать как приблизительные.

Выводы

Понятное дело, что этот ваттметр не является точным сертифицированным устройством, как и большинство других за такие деньги, но для бытовых нужд его хватает: можно оценить мощность домашних электроприборов, стоимость эксплуатации за определенное время, измерить параметры сети и многое другое. Существует много аналогичных ваттметров, они отличаются внешним видом и функциональностью. Вместо батареек может использоваться встроенный аккумулятор примерно на 20 мА/ч. 15$ это средняя стоимость для подобных устройств. Хотя в некоторых российских интернет-магазинах их продают за 1000-1400 рублей За время эксплуатации проблем замечено не было. Никаких глюков, зависаний и «левых» показаний.

Плюсы

1. Показания похожи на реальные, для бытовых измерений достаточно
2. Качественный корпус
3. Возможность задать два тарифа

Минусы

1. Дисплей постоянно работает при вставленных батарейках, нет автоотключения
2. Отсутствует подсветка дисплея

Для желающих вернуть 7% от стоимости товара на Aliexpress

Кто будет покупать на Aliexpress могу предложить сэкономить с сервисом кэшбэка, например проверенный лично мной epn.bz. Вы получите 7% от стоимости товара, правда есть тонкости: нужно переходить по спец.ссылке, не пользоваться скидкой из мобильного приложения Ali и т.п. Если будут вопросы пишите в комментариях или через обратную связь.

Необходимые компоненты

1. Плата Arduino Nano (купить на AliExpress).
2. Операционный усилитель LM358 (купить на AliExpress).
3. Регулятор напряжения LM7805 (купить на AliExpress).
4. ЖК дисплей 16х2 (купить на AliExpress).
5. Шунтирующий резистор 0.22 ohm 2Watt (купить на AliExpress).
6. Подстроечный потенциометр 10 кОм (Trimmer pot) (купить на AliExpress).
7. Резисторы 10 кОм, 20 кОм, 2,2 кОм, 1 кОм (купить на AliExpress).
8. Конденсаторы 0,1 мкФ (купить на AliExpress).
9. Тестируемая нагрузка.
10. Перфорированная или макетная плата.

«Умная» розетка

• Программировать время включения и выключения бытовых приборов.
• Автоматически запускать важные процессы еще до возвращения хозяина с работы, экономя на расходе электроэнергии.
• Отключать оставленные по недосмотру включенными приборы, а также защищать дом от проникновения посторонних лиц.

Эти устройства используются в тех областях, где востребована защита от забывчивости и принятие необходимых мер в отсутствие хозяина. Для этого в них предусмотрена опция, позволяющая управлять домашним оборудованием через смартфон с установленным на нем специальным приложением.

Еще один вариант удаленного управления предполагает отправку коротких СМС сообщений на определенный номер. После посылки соответствующей команды автоматически включаются музыкальный центр или подобная ему техника, создающая впечатление присутствия в доме хозяина. Современные модели бытовых ваттметров представляют собой дальнейшее развитие принципа умной розетки, поскольку обладают всеми ее признаками.

Один из параметров, который характеризует состояние электрической сети – это ее мощность. Она отражает величину работы, выполняемую электрическим током в единицу времени. Мощность устройств, включаемых в электрическую цепь, должна быть в рамках мощности сети. Иначе возможны неприятные сюрпризы – от выхода из строя оборудования до короткого замыкания и пожара.
Измеряют мощность электрического тока специальным прибором – ваттметром. И если в цепи постоянного тока она рассчитывается простым умножением силы тока на напряжение (достаточно наличия вольтметра и амперметра), то в сети переменного тока без измерительного оборудования не обойтись. Также им контролируют режим работы электрического оборудования и учитывают расход энергии.

Что это такое

На сегодняшний день экономия электроэнергии является крайне актуальным вопросом. Осуществляется выпуск большого количества приспособлений, где используются новейшие технологии, которые дают возможность сэкономить электрическую энергию, не потеряв в качестве. Кроме того, прогресс коснулся и измерительных приспособлений.

Ваттметр бытовой — прибор, предназначенный в целях замера мощности, которая потребляется приемником электроэнергии в домашних условиях и не нуждающийся в особой схеме включения. В отличие от электросчетчиков, измеряющих используемую мощность по квартирам (домам), ваттметр способен осуществить измерения мощности в любых точках жилища.

Важно! Рассматриваемое приспособление функционирует также точно, как и электросчетчик. Отличием станет более тонкая разбивка информации по конкретному потребителю.

Основной сферой применения ваттметров являются промышленные отрасли в электроэнергетике, машиностроении, ремонт электроустройств. Кроме того, зачастую подобные устройства используются в бытовых условиях. Они приобретаются специалистами по электронике, компьютерам, радиолюбителями, чтобы рассчитать экономию использования электроэнергии.

Ваттметры используют, чтобы:

• Вычислить мощность устройств.
• Провести тесты электроцепей, определенных ее частей.
• Провести испытания электрических установок, как индикаторов.
• Проверить действие электрического оборудования.
• Провести учет потребляемой энергии.

Бытовые ваттметры в розетке не нуждаются в специальных схемах подключения. Когда электросчетчик показывает общую мощность в жилище, то такие приспособления отражают работу всех розеток отдельно. Их устройство предусматривает вилку для подключения к розетке, гнездо, чтобы включить нагрузку.

Применение Ваттметров

Основная область применения – это электроэнергетическая промышленность и машиностроение, мастерские по ремонту электроприборов. Однако достаточно широко используют и бытовые измерители, которые приобретают любители электроники, компьютеров и просто обыватели – для учета и экономии энергопотребления.

Применяют ваттметры для:

• Определения мощности приборов;
• Тестирования электрических сетей, и их отдельных участков;
• Испытаний электрических установок (как показывающие приборы);
• Контроля работы оборудования;
• Учета расхода электроэнергии.

Технические параметры

В соответствии с указанными техпараметрами, приспособление крайне полезное в домашнем использовании и дает возможность оценить напряжение в электросети, ток, мощность нагрузки и расходование электричества.

Диапазоны замеров:

• рабочее и тестируемое напряжение: 80 ~ 260VAC;
• замеряемый ток: 0-20A;
• рабочая частота (в электросети): 50-60 Гц;
• замеряемая мощность: 0-4500Вт;
• расходование электроэнергии: 0-9999 кВтч (отображается, какое количество электричества за 60 минут затрачивается подсоединенный к такому приспособление электронный прибор);
• рабочие температурные показатели окружающего пространства: 0-50 градусов;
• указанные габариты 8,5 на 5 на 2,5 см будут соответствовать реальным параметрам.

Важно! Кроме мощности, такое устройство способно измерять напряжение, электроток, частоту. Другие возможности ваттметров будут зависеть от компании-производителя.

Типы ваттметров

Измерению мощности предшествует измерение силы тока и напряжения исследуемого участка цепи.

В зависимости способов измерения, преобразования данных и показа итоговой информации, ваттметры делятся на аналоговые и цифровые.

Аналоговые ваттметры бывают показывающие и самопишущие и отражают активную мощность участка цепи. Табло показывающего прибора имеет полукруглую шкалу и поворачивающуюся стрелку. Деления шкалы отградуированы в соответствии с определенными величинами мощности, измеряемой в ваттах (Вт).

Цифровые ваттметры измеряют как активную, так и реактивную мощность. Кроме того, на дисплей прибора могут выводиться (кроме показания мощности) также и сила тока, напряжение, и расход энергии по времени. Данные измерений можно вывести удаленно на компьютер оператора.

Видео о ваттметре из Китая:

Преимущества и недостатки ваттметра

К преимуществам относят:

• опцию применения в цепях постоянного и переменного токов;
• опцию градуировки на постоянном токе;
• достаточную стабильность показаний;
• высокую точность.

К недостаткам следует отнести:

• воздействие наружных электромагнитных полей и механического воздействия;
• значительную мощность потребления.

Изучив все достоинства и недостатки устройства, возможно осуществить правильный выбор приспособления.

Получение результата иным путем

Показания ваттметра, не единственный способ получить значения текущего расхода линии. Для вычисления характеристики достаточно пользоваться классическим мультиметром. Для чего, вначале тестер подключают параллельно цепи нагрузки, выясняют текущий вольтаж. Затем размещают его последовательно к ней и замеряют силу тока. Подставив полученные значения в ранее описанные формулы, рассчитывают нужное количество ватт:

Pватт = Vвольт × Aампер

Правда, в отношении результативных данных, есть один нюанс. Для цепей постоянного движения тока результат будет соответствовать реальной активной нагрузке. Для переменных — полной мощности, включая реактивную, которая обычно не нужна. Чтобы получить приблизительно реальные ватты потребления, нужно результат из предыдущего примера, для сетей переменного тока 220 В, умножить на cos 120°. То есть, формула примет вид:

Полученная величина будет приблизительно соответствовать активной мощности цепи потребления. Вместо многофункционального прибора, вполне доступно использование для измерений первоначальных характеристик линии, отдельного вольтметра и амперметра.

Виды

Изначально требуется замерять напряжение, после силу тока, а тогда, отталкиваясь от показателей, мощность. С учетом предназначения различаются следующие разновидности ваттметров:

• Измеритель мощности. Применяют, чтобы вычислить количество ватт в оптическом либо радиодиапазоне.
• Киловаттметр. Используют в процессе проведения замеров больших параметров (примерно 100Кв).
• Милливаттметр. Чтобы измерять малые показатели (менее единицы).
• Варметр. Он показывает реактивную мощность электроцепи.
• Ваттварметр. Дает возможность узнать сведения об активной и реактивной мощности в электроцепи переменного тока.

Вам это будет интересно Самодельный паяльный фен

По типу измерения, преобразования показателей и получению информации рассматриваемые приспособления делятся на цифровые и бытовые.

Цифровой

Основой функционирования цифрового ваттметра становятся общие измерения. В этих целях на входе устанавливают: последовательно нагрузке — индикатор тока, параллельно — индикатор напряжения. Они выполняются на основе термисторов, спецтрансформаторов, термопар и прочих.

Мгновенные показатели замеряемых величин при помощи цифрового преобразователя будут переданы на интегрированный процессор. Тут будут произведены требуемые замеры и выданы в качестве итоговых данных на монитор и подсоединенные наружные приспособления.

Бытовой

Самыми популярными и точными бытовыми ваттметрами считаются устройства электродинамической системы.

Принцип функционирования предполагает взаимосвязь 2 катушек. Одна неподвижна и обладает толстой обмоткой с малым количеством витков. Другая будет подвижной, намотка изготовлена из тонкого провода. Обладает большим количеством витков, потому сопротивление будет высоким.

Подключается параллельно нагрузке и оснащается вспомогательным сопротивлением (чтобы исключить короткое замыкание).

Во время подсоединения устройства к электросети, в них формируются электромагнитные поля. В процессе взаимодействия создается вращение, отклоняющее подвижную катушку с подключенной стрелкой на конкретный угол.

Что измеряет

Часто возникает вопрос, какую мощность будет показывать ваттметр. Посредством рассматриваемого приспособления возможно осуществить замер используемой мощности фактически всех устройств в жилище. При измерении требуется учитывать номинальную мощность приспособления, где происходят замеры, чтобы не нанести вред ваттметру. Это даст возможность сэкономить электрическую энергию при помощи выключения либо снижения времени работы бытовой техники. Теперь будет известно, какое количество электроэнергии потребляет, к примеру, телевизор и он чаще отключается от сети. Кроме того, возможно провести измерения пиковых нагрузок потребителей электроэнергии и коэффициент мощности электросети.

Помимо этого, есть возможность установить тарифы на электричество для получения цены используемой электроэнергии за определенный период. Достаточно комфортно, когда пользователю необходима экономия, поскольку прибор показывает сколько будет стоить использование конкретного приспособления.

Как подключить

От правильности подключения ваттметра в конкретной части электроцепи зависит точность полученной информации. Надлежащая схема подключения ваттметра будет выглядеть таким образом: неподвижную катушку ваттметра последовательно соединяют с нагрузкой либо потребителями электричества.

Подвижная катушка подключается с вспомогательным сопротивлением, а после весь участок параллельно подключают к нагрузке. Подвижный участок рассматриваемого приспособления обладает определенным углом поворота.

Так как в схеме применяется добавочное сопротивление, электроцепь приспособления обладает фактически постоянным сопротивлением. Мощность определяется непосредственно по такому показателю.

В таком устройстве равномерным образом наносится шкала измерений, которая изготовлена в 1-стороннем варианте, когда положение делений продолжается от 0 вправо. Когда электрический ток изменит собственное направление, подобное ведет к изменениям в направлении поворота и вращению активной катушки. Когда подсоединение рассматриваемого приспособления произведено неверно и направление тока другое, электроприбор не будет работать.

Вам это будет интересно Как использовать мультиметр DT-182

Из-за этих факторов нельзя путать зажимы, используемые для подсоединения. Последовательная обмотка обладает зажимом, который подключает к источнику питания. Параллельную электроцепь называют генераторной, обладает собственной клеммой для подключения фрагмента к проводу, который связан с последовательной катушкой.

Важно! При надлежащем подсоединении, токи в катушке ваттметра от генераторного направляются к негенераторному зажиму.

Правила использования

Известно несколько разных ваттметров, большая часть приспособлений призвана проводить аналогичные замеры. Однако необходимо отыскать устройство, подключаемое к розетке на стене, (наиболее простой метод точного определения, какое количество электроэнергии использует конкретный прибор). Возможно пользоваться аналоговыми и цифровыми ваттметрами. Приобретение цифровых устройств даст возможность потребителям получить точную информацию, в тот момент как аналоговые приборы потребуют от пользователей самых простых расчетов для установления потребления ватт.

Цифровой прибор подключают к электросети. Необходимо удостовериться, что приспособление будет отображать показатель «0» и очистится от последних замеров. Далее подключают какой-либо домашний прибор к ваттметру для получения показаний мощности. Когда ваттметр цифровой, приспособлению, обычно, необходимо только 5 секунд для вычисления показаний. Такие приспособления будут отображать число ватт, используемых устройством в течение 60 минут.

Когда счетчик является аналоговым, необходимо посмотреть на крутящиеся диски в нем. Используется секундомер для определения количества времени, которое необходимо для полного разворота дисков. Далее берутся данные киловатт, показываемые ваттметром, умножается на 3600 и разделяется на число секунд, на протяжении которых устройство вращается. Это будет коэффициентом применения мощности в течение 60 минут. Повторяется данная процедура на любых приборах для оценки электрической быттехники в жилище.

Лица, желающие получить более точные данные об общем энергопотреблении в собственном жилище, могут вызвать электриков (они устанавливают производительный ваттметр). Подобное устройство предоставит подробные данные о цене и применении электроэнергии во всем доме, к примеру, какие части жилища используют наибольшее количество электричества. Такие счетчики предназначаются для помощи владельцам домов. Благодаря им удается сократить собственные траты на электрическую энергию, не проводя индивидуальные тесты на всех бытовых приборах по отдельности.

Сведения, которые получены при помощи ваттметра, дают возможность существенно сэкономить средства. Тратя адекватную сумму на покупку рассматриваемого приспособления, пользователь получает полные сведения об эффективности функционирования домашней техники.

Способы применения счетчика электроэнергии и особенности эксплуатации

1. Измеритель вставляется в розетку.
2. К сети через него подключается тестируемый прибор.
3. После сброса начальных настроек на экране появится учитываемая счетчиком информация.

В процессе эксплуатации цифрового прибора необходимо внимательно следить за исправностью розетки, от качества соединений которой зависит работоспособность счетчика электроэнергии.

После пропадания электричества в сети изделие придется переустанавливать вновь, поскольку счет показаний прервется. В некоторых моделях эти значения сохраняются во внутренней памяти устройства. При желании их можно будет вызвать на индикатор набором на кнопочном поле соответствующей комбинации (смотрите инструкцию).

Конструкция

Перед приобретением изделия, необходимо исследовать устройство и понять принцип действия ваттметра. Бытовой ваттметр включает в себя:

• ДТ, ДН — индикаторы тока и напряжения;
• АЦП— цифровой преобразователь, при помощи аналогового сигнала происходит преобразование в цифровой;
• микроконтроллер — происходит обрабатывание полученных от индикаторов сигналов по определенному алгоритму, после чего отправляются сведения на монитор;
• монитор — на нем будет отображаться полученная информация;
• СВ — средство, которое осуществляет ввод данных и дает возможность человеку задавать параметры в целях получения необходимой информации;
• I — ток, который протекает через ваттметр;
• Uвх — входное напряжение;
• Uвых — напряжение выхода ваттметра.

Лучшие модели

На рынке существует большое количество таких измерительных приборов от европейских и отечественных производителей. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Необходимо детально исследовать наиболее популярные модели.

Вам это будет интересно Особенности инструментов для обжима

ROBITON PM-1

Устройство, которое помогает контролировать расходование электрической энергии из электросети 1 потребителем. В нем совмещается в 1 корпусе вилка, розетка, электроблок и монитор, считывающий полученные данные.

Дает возможность вычислять мощность единичной, подсоединенной через устройство, нагрузки. Ваттметр определяет число используемой энергии за конкретный временной период и рассчитывает цену использованного электричества.

Плюсы:

• компактные размеры, простота, адекватная цена;
• возможность работы с любыми бытовыми устройства;
• возможность определения числа энергии, которая потребляется нагревателем.

Минусы:

• плохо продумано обнуление;
• работает лишь в тепле.

HiDANCE 3680W AC Power Meter

Компактное бытовое электронное приспособление с расширенным функционалом. Дает возможность определять силу напряжения переменного тока. Рассчитывается потребляемая мощность и ее коэффициент.

Присутствует функция определения цены используемой энергии. Устройство комфортно во время тестирования быттехники, электроприборов и нагревателей любого типа в целях расчета экономической эффективности.

Плюсы:

• яркий дизайн, аккуратная сборка цифрового прибора;
• высокоточные измерения, наглядно отображается результат;
• большое количество режимов.

Минусы:

• необходимо снова вводить стоимость после обнуления информации;
• приваренные штыри увилки.

Espada TSL 1500WB

Легкий для освоения и использования ваттметр, который тестирует быттехнику по уровню потребленной энергии. Крайне комфортен, чтобы проверять потребление электроэнергии в процессе выбора обогревателя. Устройство в кратчайший период времени показывает реальную мощность, траты и цену электроэнергии.

Помогает рассчитывать теплоэффективность и траты на протяжении отопительного сезона. Предусматривается опция введения информации при 2-хтарифном счётчике. Изделие сигнализирует о нештатной ситуации либо превышении силы тока, мощности.

Плюсы:

• высокоточное изделие, скорость измерений;
• подсвечивается монитор, большие цифры;
• расчёт цены электричества.

Минусы:

• непостоянная подсветка;
• трудно менять источник питания.

TP-Link HS110

Прибор контролирует и осуществляет замеры на дистанции посредством сети с помощью смартфона либо иного электроприбора. Предусматривается опция автоподключения либо выключения потребителей энергии.

Мониторинг на дистанции потребления электроэнергии дает возможность выбирать надлежащий режим функционирования быттехники либо отопительных систем. Ваттметр помогает выставлять требуемую мощность.

Плюсы:

• опция контроля на расстоянии;
• компактные размеры, функционирует с любой бытовой техникой;
• адекватная стоимость.

Минусы:

• восприимчивость к качеству сети.

Энергомер или как измерить эффективность розетки

В современном мире любой вид энергии любит учет, будь то потребление пищи или простая лампочка накаливания (если еще остались такие). На упаковках с едой пишут состав и примерное содержание энергии в килокалориях, а на любом электроприборе принято указывать его потребление. И если с простой осветительной лампой все более менее понятно, то посчитать например потребление электрического водонагревателя или скажем пылесоса уже сложнее. Да и как быть с приборами которые работают в спящем режиме, с одной стороны он практически не «едят», а с другой все же что-то да потребляют. Вот как раз для таких замеров и потребуется хитрый прибор под названием «Энергомер».

Ну чтож, проверим как он работает. Вставляем в розетку, и пока прибор включается и происходит загрузка программы в микроконтроллер, на экране можно видеть все возможные символы. Включение происходит не долго, но и не моментально, где-то секунду или две.

Дальше энергомер сразу показывает напряжение в розетке а так же частоту переменного тока в ней.

Для удобства в энергомере есть часы с отображением дня недели, настройка которых происходит по нажатию на кнопку «SET», по началу конечно с непревычки жмешь на неё часто и сразу попадаешь на редактирование времени. Я бы сделал вход в режим редактирования с небольшой задержкой, для устранения этого неудобства, ну да ладно, прибор звезд с неба не хватает

Переходим к непосредственно замерам.

Первым подопытным будет осветительная лампа. Мы недавно переехали в свою квартиру и я сразу везде ставил светодиодные лампы, фактически у нас нет ни одной лампы в стандартных цоколях. Самая распространенная – с цоколем G10 и тому подобные. К счастью у меня нашелся микрософит для съемок в софтбоксе и в нем старая галогеновая лампа на 50 Вт. Вот на нем и будем экспериментировать.

Для начала посмотрим потребление с галогеновой лампой:

Как видно, потребляет она 46,5 Вт⋅ч что близко к заявленному номиналу в 50 Вт⋅ч, соответсвенно в моем случае она «кушает» 16 копеек в час днем (тариф 3,35 р за кВт⋅ч днем).

Следом меняем лампочку на диодную:

При схожей, на взгляд, светоотдаче (к сожалению замерить не чем) потребление у LED лампы уже 5,9 Вт.ч что так же близко к заявленным производителем показателям и «прожорливость» такой лампы уже чуть меньше 2-х копеек в час.

И вот тут уже интересный факт. У меня дома всего 39 ламп, 24 из них диммируемые и если предположить что я включу их все на полную яркость то совокупное потребление электроэнергии составит 230 Вт⋅ч что эквивалентно двум лампам накаливания по 100 Вт и еще одной, например в туалете на 30 Вт, хотя не помню были ли лампы на 30 Вт… Тоесть в принципе все включенные лампы будут «есть» 77 копеек в час и если оставить их включенными круглосуточно то за месяц они смогут уменьшить мой бюджет всего на 573 рубля. Это может послужить в принципе доводом, например в споре с теми кто постоянно выключает за вами свет мотивируя это целями экономии. Ну да ладно, слава богу меня по поводу лампочек никто не «теребит»

Хорошо, с энергоэффективностью лампочек разобрались, теперь можно сравнить и технику поинтереснее. Для начала замерим Apple MacBook Pro 13″, это не самое последнее поколение, но для теста пдойдет

Ноут был почти разряжен, каюсь, не запомнил сколько точно был процент заряда батареи, но максимальная мощность потребления зарядного устройства составила 64,5 Вт⋅ч. И вот тут выявилась интересная особенность – блок питания не «шарашит» сразу на полную, а начинает отдавать энергию постепенно, в момент подключения первая цифра которая была зафиксирована прибором, была меньше десяти и потом начала подниматься. Поднималась ступенями, не знаю прибор ли с задержкой мерил или блок питания так отдавал энергию, но признак наличия минимальных «мозгов» у блока питания присутствует.

Для контраста давайте сравним со старым ноутбуком ASUS. По работоспособности это как старые Жигули и летающая тарелка и в сравнении по производительности ASUS намного проигрывает MacBook’у. Одно время включения, запуска нужной программы и открытия в ней файла может отличаться на порядок, что же у них с энергоэффективностью?

Слева на фотографии указано потребление блока питания в выключенном состоянии, в принципе батареи в ноутбуке давно уже вышли в тираж и зарядить его никогда не удастся на 100%, получается выключенный ноутбук, но с включенным в сеть блоком питания будет потреблять 36 Вт⋅ч. А если старичка включить, то потребление начинает скакать от 70 до 100 Вт⋅ч, в зависимости от нагрузки. В принципе при максимальной загрузке разница почти в 2 раза, что существенно в процентном соотношении, но не так существенно по потреблению в цифрах. Но вот по эффективности работы он проигрывает уже побольше и работать за ним можно лишь, выполняя несложные работы, иначе нервы себе дороже

Другой древний но интересный девайс это, как тогда их называли, Ultra Mobile Portable Computer от SONY выпуска что-то около 2007-го года. У него 1 гигабайт оперативной памяти и 1,33 GHz процессор, кажется какой-то Celerone плюсом ему то, что я заменил HDD на SSD.

При любых раскладах блок питания потребляет в районе 20-30 Вт⋅ч, я думаю тут хорошую роль играет аккумулятор, так как он до сих пор еще живой и демпфирует скачки нагрузки.

Ну и для более яркого примера, я замерил свой домашний-рабочий iMac 2009-го года выпуска.

И тут уже интересней. Потребляет он достаточно заметно. Практически в 4 раза больше своего меньшего яблочного собрата, ну оно и понятно, с таким экраном-то. Тут целых 27 дюймов. А вот сюрприз был в том, что в спящем режиме. Вернее даже не в спящем а выключенном, он ест аж целых 5 Вт⋅ч. Есть повод выключать его теперь, а то раньше он был всегда включен в сеть =)

В принципе современная электронника «ест» не так много электричества и все зависит от того какая вычислительная нагрузка ложится на это устройство в данный момент, плюс многое зависит от блока питания и его поведения, выдает ли оно постоянно одну мощность или подстраивается под своего потребителя, хотя с современными импульсными блоками питания это не так актуально как, например с древними трансформаторами.

Кстати к слову об умных зарядных устройствах. Многим известный iMax B6 ведет себя практически так же как и зарядник от Apple, он так же плавно повышает отдаваемую мощность, ну и затем естественно постепенно её снижает по мере зарядки аккумулятора.

Тут самый мощный из имеющихся у меня LiPo аккумуляторов: 2S 30C 5200mAh и в пике потребляемой мощности при зарядке в режиме 5 Ампер, зарядное устройство потребляло не более 60 Вт⋅ч.

С техникой более менее разобрались, пора переходить к тяжелой артиллерии.

Для начала проверим потребление у чайника.

Чайник у нас тоже с минимальными мозгами. У него есть микроконтроллер который нагревает воду в зависимости от выбранной программы. В спящем режиме он потребляет очень мало, всего 0,02 Вт⋅ч а при активации программы уже 0,5 Вт⋅ч.

А вот при активации нагревательного элемента он уже «ест» на полную – 1,9к Вт⋅ч.

Нагрев до нужной температуры происходит за счет периодических включений/выключений. Причем мне кажется что кипячение до 100 градусов происходит через проход сначала первых двух а потом уже до финала, до кипятка. Чайник сначала греет на полную, потом выключает нагрев (в этот момент он потребляет всего 8 Вт⋅ч) а потом снова включает нагрев и так до нужной температуры.

Ну и с утюгом и пылесосом все предельно ясно. «Едят» столько, сколько и заявлено. Утюг максимум 4 кВт⋅ч, а пылесос максимум 1,2 кВт⋅ч.

В итоге прибор достаточно интересный и может пригодиться там, где нужно определить потребляемую мощность прибора или проходящий через розетку ток. Я не делал замеры силы тока, так как мне было больше интересно с экономической точки зрения. И вот тут уже можно с легкостью отвечать на вопросы сколько тратится денег на то или иное действие. Например мне интересно посчитать чистую стоимость печати на 3D принтере а так же сколько стоит искупаться в ванной при нагреве воды водонагревателем. Выгодно ли воду греть при помощи электричества дома или горячее водоснабжение дешевле? Я к сожалению не могу пока провести эти тесты, это будет лишь позже. Принтер мне еще не приехал из далекого Китайского магазина, а водонагреватель неправильно подключили нерадивые ремонтники. Но в будущем я обязательно получу ответы на эти вопросы.

От себя хочу сказать спасибо Даджету за предоставленный на тест прибор и пожелать ребятам успехов в гик-отрасли

PS. Если кого заинтересовал прибор, то вот ссылка на него: Энергомер от Даджет’а.

Измерители мощности и других параметров электроэнергии сети есть в двух моделях (почти одинаковы по виду и схеме). Это P06S-20 на 20 Ампер и P06S-100 на 100 Ампер. Они выглядят совершенно одинаково, с той лишь разницей, что трансформатор подключен к более мощной версии. Размеры модуля составляют 85 x 47 мм (часть утоплена в корпус), глубина: 24 мм, лицевая панель имеет размеры 90 x 55 мм, а дисплей – 55 x 30 мм. Цена примерно 1000 рублей.

Более слабая версия (20 A / 4,4 кВт) оснащена измерительным шунтом с сопротивлением 3 мОм, а более сильная (100 A / 22 кВт) имеет внешний трансформатор тока с коэффициентом 2000:1 (или 50 A / 25 мА). Сам трансформатор, по словам производителя, приспособлен для измерения тока с интенсивностью не превышающей 150 А.

Технические характеристики измерителя

• Модель: P06S-20 6 в 1 LCD AC Power Meter
• Значение измеряемой частоты: 50~60 Гц
• Диапазон измерения мощности: 0.01 ~ 5000 Вт
• Диапазон измерения электроэнергии (5 цифр): 0.01 кВт·ч ~ 99999 кВт·ч
• Диапазон измерения тока: 0.0 ~ 20 А
• Коэффициент мощности: диапазон: 0~1 PF, Формат отображения: PF0.00 ~ 1.00
• Номинальная мощность: 4400 Вт
• Максимальная мощность: 5000 Вт
• Энергопотребление: < 1 Вт
• Разрешение: 1 В, 0.01 A, 0.01 Вт, 0.01 кВт·ч
• Максимальный ток: 20 Ампер
• Рабочее напряжение: 110 ~ 250 В
• Погрешность напряжения: ±1%
• Погрешность контроля тока: ±2%
• Погрешность мощности: ±2%
• Размер: 8.5 x 4.7 x 2.8 см

Необходимые компоненты

1. Плата Arduino Nano (купить на AliExpress).
2. Операционный усилитель LM358 (купить на AliExpress).
3. Регулятор напряжения LM7805 (купить на AliExpress).
4. ЖК дисплей 16х2 (купить на AliExpress).
5. Шунтирующий резистор 0.22 ohm 2Watt (купить на AliExpress).
6. Подстроечный потенциометр 10 кОм (Trimmer pot) (купить на AliExpress).
7. Резисторы 10 кОм, 20 кОм, 2,2 кОм, 1 кОм (купить на AliExpress).
8. Конденсаторы 0,1 мкФ (купить на AliExpress).
9. Тестируемая нагрузка.
10. Перфорированная или макетная плата.

Далее инструкция по одной управляющей кнопке:

1. Нажать кнопку, чтобы включить или выключить подсветку.
2. Удерживать в течение 3-х секунд, чтобы выставить порог сигнализации мощности. 2.1. попадем на настройку сигнализации мощности (заводская по умолчанию установлена на 4.4 кВт). 2.2. Начнет моргать 1-я цифра самого высокого разряда; однократное нажатие добавит единицу; удерживайте кнопку в течение 2-х секунд для перемещения на следующую цифру (разряд); максимальное значение, которое можно установить, 99.9 кВт. 2.3. Если не нажимать кнопку 5 секунд, произойдет выход из настроек с сохранением текущих данных.
3. Удерживайте кнопку 5 секунд — система выполнит сброс в настройки по-умолчанию: очистится счетчик электроэнергии, и сигнализация мощности сбросится до заводской установки.

При превышении порога сигнализации мощности устройство начинает мигать подсветкой.

Потребляемая мощность измерителя составляет менее 1 Вт. Измеритель оснащен одной кнопкой, с помощью которой можем включать или выключать подсветку, устанавливать аварийный сигнал перегрузки и сбрасывать счетчик энергии. Выбор функции осуществляется путем изменения времени удерживания кнопки. Стоит отметить, что прибор сохраняет свою индикацию даже после отключения питания.

В коробке, помимо измерителя и трансформатора (для мощной модели), находится скромное руководство по эксплуатации, напечатанное на одном листе. С одной стороны английская версия, с другой – китайская.

Оба измерителя основаны на одной и той же печатной плате, отличаясь только конфигурацией резисторов. В версии 20 А стоят два резистора по 6 мОм – они соединены параллельно в типоразмере 2512, образуя измерительный шунт, а в версии 100 А (оснащенный трансформатором) резистор 1 Ом типоразмера 0603.

При максимальном токе 20 А, на шунте падение 60 мВ, что даст 0,6 Вт на резистор (резисторы такого размера могут рассеивать 1 Вт).

В версии с трансформатором, при максимальном токе 100 А через шунт будет протекать ток 50 мА, что будет соответствовать падению напряжения 50 мВ и мощности 2,5 мВт, с которой резистор с размером 0603 должен легко справиться.

Основой схемы является специализированный микроконтроллер HT5019. Это чип для построения однофазных измерителей мощности на основе ядра M0 с флэш-памятью объемом 128 КБ. Второй интегральной микросхемой присутствующей на плате, является драйвер LCD (32×4) VK1621B. Бестрансформаторный источник питания, состоящий из конденсатора и резистора, отвечает за питание электроники. Тут нет приличной защиты этого источника питания (не считая резистора).

Способы применения счетчика электроэнергии и особенности эксплуатации

1. Измеритель вставляется в розетку.
2. К сети через него подключается тестируемый прибор.
3. После сброса начальных настроек на экране появится учитываемая счетчиком информация.

В процессе эксплуатации цифрового прибора необходимо внимательно следить за исправностью розетки, от качества соединений которой зависит работоспособность счетчика электроэнергии.

После пропадания электричества в сети изделие придется переустанавливать вновь, поскольку счет показаний прервется. В некоторых моделях эти значения сохраняются во внутренней памяти устройства. При желании их можно будет вызвать на индикатор набором на кнопочном поле соответствующей комбинации (смотрите инструкцию).

Схема подключения P06S-100 и P06S-20

По схеме вход сети 220 В подключается к выводам 3 и 4, а выход, то есть нагрузка – к выводам 1 и 4.

Полезное: Автомобильный датчик парковки заднего хода

Подключить оба модуля очень просто – они оснащены прочным винтовым соединением, две клеммы которого (обозначенные как L и N) используются для подключения источника питания. В версии 20 A приемник энергии подключен между клеммой L и клеммой «1» (шунт на N-проводе). В случае исполнения с трансформатором (подключенным к клеммам «1» и «2») важно направление монтажа трансформатора на кабеле – на нем есть стрелка, которая должна указывать в направлении «ноль» (L -> N).

Кнопка, представляющая собой микровыключатель, выступающий через отверстие в корпусе, немного примитивна. Другой проблемой является отсутствие знака CE, ведь без этого знака товар не может быть допущен к торговле в ЕС. Трудно сказать относится ли это к данному экземпляру, но версия на 20 А имеет явно худший дисплей – у нее очень малые углы обзора, а при включении подсветки он становится практически неразборчивым. В версии P06S-100 дисплей имеет отличную читаемость, как без подсветки, так и с подсветкой:

Устройство не имеет сертификатов, а производитель в некоторых моделях даже не указывает точность измерений. Вот параметры:

• Разрешение дисплея: напряжение: 1 В, мощность: 0,01 Вт (до 100 Вт), ток: 0,01 А (до 10 А),
• Коэффициент мощности: 0,01 (1%),
• Измеряемая энергия: 0,01 кВт / ч (до 1000 Вт).
• Частота обновления данных: 1 Гц

Значения в скобках являются пределом самого низкого диапазона измерения, более высокие значения могут быть измерены, но с уменьшенным разрешением.

«Умная» розетка

• Программировать время включения и выключения бытовых приборов.
• Автоматически запускать важные процессы еще до возвращения хозяина с работы, экономя на расходе электроэнергии.
• Отключать оставленные по недосмотру включенными приборы, а также защищать дом от проникновения посторонних лиц.

Эти устройства используются в тех областях, где востребована защита от забывчивости и принятие необходимых мер в отсутствие хозяина. Для этого в них предусмотрена опция, позволяющая управлять домашним оборудованием через смартфон с установленным на нем специальным приложением.

Еще один вариант удаленного управления предполагает отправку коротких СМС сообщений на определенный номер. После посылки соответствующей команды автоматически включаются музыкальный центр или подобная ему техника, создающая впечатление присутствия в доме хозяина. Современные модели бытовых ваттметров представляют собой дальнейшее развитие принципа умной розетки, поскольку обладают всеми ее признаками.

Тестирование цифрового ваттметра

Следующим тестом стал лабораторный источник питания мощностью 0,5 кВт, нагруженный активной нагрузкой 150 Вт.

Как видите, устройства немного отличаются по показаниям, но в принципе такие расхождения допустимы.

Наконец, еще пару измерений коэффициента мощности с волнами тока и напряжения:

Лампа: PF = 0,99; = 8 °

Трансформаторный паяльник: PF = 0,90; = 346 °

Как видите, похоже коэффициент мощности рассчитан правильно.

Измерительный блок на базе P06S-100

А вот простой самодельный измерительный блок на основе модуля P06S. Некоторое время назад заказали измерительный модуль P06S-100. Он полежал немного в тумбочке, пока не захотелось проверить, сколько тока и мощности потребляет 3D-принтер. А заодно и другая бытовая электроника.

Все было собрано в корпусе из пластикового вентиляционного канала. Из деталей использовались:

• модуль P06S-100,
• вентиляционный канал,
• автоматический выключатель Legrand B6,
• 2 разъема с заземлением,
• 2 переключателя с подсветкой,
• 2 линии подключения,
• компьютерная розетка с катушками и конденсаторами,
• предохранитель.

Были сделаны внутренние соединения 2,5 мм2 кабелем, который остался после монтажа электрической сети.

В конце сделаны розетки и подключен предохранитель автомат на 6 А. По ценам в местном магазине электротоваров это обошлось в 2000 рублей.

Также есть тут розетка с лампочкой для проверки приборов. Устройство работает правильно, причём независимо от того, как оно подключено к нулю и фазе: L и N.

Напряжение помех в сети будет накапливаться на измерительном резисторе, и для измерительной схемы оно всегда будет иметь одинаковое значение, независимо от того, находится ли оно на шине L или на N.

Подводя итог можно сказать, что оба ваттметра работают правильно и подходят для долгосрочного мониторинга потребления электроэнергии устройством. Однако следует учитывать, что устройство не было проверено ни одной авторитетной лабораторией и практически не имеет функций безопасности. Да, между клеммами L и N имеется изолирующий слот, а варистор VDR 10D471K подключен параллельно к этим клеммам. Однако нет предохранителя, который сгорел бы после активации варистора.

Но несмотря на эти недостатки, успешно используем такой счетчик, встроенный в электрический щиток, уже 4 года, для контроля энергопотребления внешних потребителей на приусадебном участке. Распределительное устройство расположено на стене здания, а многофункциональный цифровой ваттметр пережил вторую зиму и работает без нареканий. Просто вы должны помнить, что это не точный лабораторный инструмент, и его показания следует рассматривать как приблизительные.