Цифровой ваттметр — обзор и доработка с расширением возможностей

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

Информация о заказе

Торговая площадкаAliexpress
Стоимость на момент покупки15$ (539 рублей)
Способ доставкиChina Post Air Mail
С момента оплаты до отправки товара3,64 дня
С момента отправки до прибытия в город16,6 дней
Название товараEuro Plug Power Energy Meter Power Electricity Usage Monitor
СсылкиТовар Продавец

Инструкция по управлению ваттметром P06S

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.


Нужно вставить ваттметр в розетку, а в само устройство – ту технику, параметры которой нужно установить. Ваттметры применяют при тестировании и ремонте электросети или для вычисления, какой прибор слишком много «берёт» энергии.

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: Датчик ардуино для движения робота по черной линии

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.

УстройствоИзмеренная мощность (средняя)Заявлено
Зарядное устройство для смартфона на 2А11 Вт?
Зарядное устройство для планшета на 2,4 А13,5 Вт?
ЭЛТ-телевизор 29′2,5 Вт в режиме Stand-by 74 Вт при работе?
Системный блок (I5-3570K, GTX670, HDD+SSD)+монитор94 Вт (без нагрузки) 298 Вт (под нагрузкой) 5 Вт (в режиме сна)?
Лазерный принтерВыключен — 0,5 Вт В режиме ожидания — 3 Вт При нагреве печки — 625 Вт При печати — 248 ВтОжидание — 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 ВтОжидание — до 0,2 Вт При работе — 23 Вт
Фен noname580,5 Вт?
Тепловентилятор1886 Вт2000 Вт
Пылесос1021,5 Вт1500 Вт
Сплит-система868 Вт980 Вт
Стиральная машина INDESIT WI84XВ среднем — 200-400 Вт Максимум — 2042 ВтДо 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.

«Умная» розетка


Электронная розетка с таймером
Первые образцы так называемых «умных» или смарт розеток появились у хозяев личных загородных хозяйств, вынужденных контролировать состояние задействованного в доме оборудования. Современные умные измерители, основной функцией которых является учет расхода электричества, позволяют:

  • 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.

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.

Режим настройки

Установка цен на электроэнергию. Продержав нажатой кнопку длительностью более 3 секунд (на третьей строке ЖК-дисплея системы по умолчанию, напр 0.00 стоимость/кВтч), отображаемое содержимое начинает мигать, что означает, что устройство вошло в режим настройки. Затем нажмите функциональную кнопку, чтобы изменить выбор, и кнопками вверх/вниз установите, что вы хотите. После установки всех данных, нажмите возврат — произойдёт сохранение параметров.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Для любых предложений по сайту: [email protected]