Умное WiFi реле на DIN рейку с показометром. Недообзор

Давно было желание установить в мастерской вольтметр/амперметр/ваттметр для оценки потребления подключенного оборудования.

А тут случайно увидел сабж, и решил приобрести, посмотреть, что за штука.

Многофункциональный измеритель с силовым реле на DIN рейку, с программируемыми защитами, WiFi, приложением на смартфон, сценариями и прочими прелестями цивилизации.

Естественно, будут и внутренности устройства. Измерений времени срабатывания защит в мс и тестирования на предельных величинах не будет, поэтому недообзор.

Введение

Какие функции заявлены?

1. Защита от пониженного напряжения 80-210 В (регулируется, по умолчанию: 175 В)
2. Защита от повышенного напряжения 120-300 В (регулируется, по умолчанию: 275 В)
3. Защита от перегрузки по току 1-63A (регулируется, по умолчанию: 63A)
4. Время повторного подключения (задержка по времени): 10-90 с (по умолчанию: 30 с)
5. Защита от тока утечки: 10-99 мА
6. Диапазон отображения мощности: 0-99999.9 кВт/ч
7. Вольтметр
8. Амперметр
9. Ваттметр
10. Таймер

Примечание: Если защитное устройство сработает три раза из-за защиты от тока утечки, устройство больше не будет автоматически подключаться снова, пока пользователь не проверит, где произошел сбой питания, и не устранит его, чтобы убедиться в безопасности людей!

Замечательно, просто чудесно. Особенно, если утечка тока идет через этого самого пользователя.

Устройство имеет функцию памяти, при отключении питания устройство запоминает значения подсчитанных кВтч, установленных порогов перенапряжения, пониженного напряжения и перегрузки по току.

Внешний вид

Поставляется устройство в простой картонной коробке, с наклейкой, соответствующей товару.

Внутри находится само устройство и инструкция. 

Ширина устройства 36 мм, 2 модуля (вообще-то 4. В общем, как двухполюсный автомат). 

Инструкция

С цветными картинками

На лицевой стороне расположены LCD экран и 4 кнопки управления.

Во время работы на экране отображаются напряжение, ток, счетчик потребления электроэнергии, ток утечки. При отключенном реле — подсчитанные кВт/ч и обозначение Off или таймер обратного отсчета после аварийного отключения.

Углы обзора так себе. Экран лучше всего читается снизу, и если электрический щиток выше уровня глаз, читалось бы хорошо, если не одно но — рамка экрана закрывает часть нижней строки.

Под прямым углом контрастность ниже, 

сбоку читается терпимо. Экран имеет фоновую подсветку, которая автоматически отключается.

Устройство входит в экосистему Tuya, для работы можно использовать официальное приложение Smart Life или что-то из кучи клонов.

С добавлением устройства проблем нет, все измеряемые параметры можно посмотреть в приложении и использовать в сценариях.

Стоит отметить, что качество перевода оставляет желать лучшего.

Разборка

Разборка довольно проста — извлекаем фиксатор и выкручиваем 2 винта с нижней стороны корпуса. Внутри видим бутерброд из 2 плат на PLS гребенках. Качество монтажа нормальное.

Верхняя плата с экраном и кнопками.

Здесь расположились 32-битный микроконтроллер ARM Cortex-M0+ CMS32L051, I2C EEPROM память 24C64 и драйвер экрана TM1621B.

На нижней плате — WiFi модуль Tuya CB3S (ali) и силовая часть. Реле имеет маркировку BC-802 (никакой внятной информации по нему не нашел) на заявленные 63А.

К клеммам идет медная шина, приваренная контактной сваркой. Провода, идущие к шунту, обжаты клеммами, которые к выводам шунта также приварены.

Судя по обозначениям, к плате провода должны присоединяться разъемами JST XH2.54, но производитель решил их припаять. 

Ток измеряется шунтом, трансформатор служит для измерения дифференциального тока. Измеренный ток нагрузки еще можно использовать в автоматизациях, но ток утечки — это только про безопасность. Заменить подобным устройством УЗМ+диффавтомат? Великолепный план, надежный, как швейцарские часы. 

На входе варистор 07D561 на 560 В и конденсатор всего на 400 В. Предохранителя нет (во многих фирменных аналогах тоже нет).

У устройства верхний настраиваемый порог защиты заявлен в 300 В.

По хорошему, подобные устройства должны перекрывать 400 В (на случай отгорания нуля в трехфазной сети — редко, но бывает), но при этом из сабжа уже должен пойти волшебный дым.

Довольно большое реле вместе с приваренными шинами, клеммами и трансформатором тока крепится к плате только на двух выводах катушки.

Наработка реле на отказ неизвестна, продолжительность жизни реле при коммутации заметной нагрузки остается под вопросом. Долговременно ампер 40 реле выдержит (имхо), больше — маловероятно. Зазор между контактами около 0.5 мм (в том же УЗМ-51М 0.8 мм), диаметр пятаков около 3.5 мм (в УЗМ-51М 6 мм! ). Внутренности реле:

Реле бистабильное, обмотка 12 В управляется сменой полярности. Силовые выводы реле медные.

Интересное наблюдение: даже при отключении всех защит, в случае пропадания электропитания устройство успевает отключить реле. Очевидно, этот момент учтен в прошивке, что является несомненным плюсом (неизвестно, почему пропало электропитание, но устройство все же отключило потребителей, и задержка включения затем будет отрабатывать адекватно).

Подвижные элементы клемм и винты магнитятся, неподвижный контакт — нет. Клеммы без защитных шторок — это минус.

Тестирование

У вольтметра погрешность 1-2 В, у амперметра около 5 %. Для показометра терпимо. 

Потребляет устройство мало, даже с включенным реле.

Устройство начинает работать от 50 В, стартует от 30, но перезагружается при попытке включения реле.

По верхнему/нижнему порогам напряжения отключается, вот только время реакции заявлено 0.5 с, что довольно много.

Проверим защиту от токов утечки.

Не было под рукой подходящего мощного резистора, взял 1/4 Вт 1К.

Надо же, работает. Но за 2 Вт резисторами все же пришлось сходить. После срабатывания защиты устройство отключается и начинается обратный отсчет таймера, а по истечении — включается вновь. 

За количество допустимых срабатываний отвечает пункт настроек «Допустимое время повторного закрытия». Очень хороший перевод, с первого раза понятно, за что отвечает.

Пункт «Включение повторного закрытия» активирует триггер, то есть после N+1 сработки (установлены в предыдущем пункте), реле останется отключенным. В противном случае нагрузка будет переподключаться бесконечно.

Следующий пункт настроек определяет время восстановления (после срабатывания любой защиты), хотя бы тут все понятно.

Откапываем 2 Вт резисторы, они хотя бы будут не одноразовые. Резистор 4.7 К 2 Вт:

Установим ток срабатывания 10 мА, время восстановления поменьше, берем резистор 10 К — расчетный ток 24 мА.

Работает.

Есть защита и от перегрева, скорее всего за счет встроенного датчика температуры в один из микроконтроллеров, врет в пределах 5 градусов.

Заключение

Achtung! Сабж не в состоянии полноценно заменить нормальное УЗО + автоматический выключатель или диффавтомат.

Еще раз, чтобы читателям, далеким от темы, было понятно. Данное устройство — показометр с WiFi, приложением, сценариями и прочими свистульками, и только потом защитное устройство (для нормальных защитных устройств строго нормированы параметры). Сабж лучше, чем ничего, но не стоит ради него отказываться от специализированной защитной автоматики.

Правильная защита от пониженного/повышенного напряжения, перегрузки, короткого замыкания и токов утечки выглядит примерно так (с вариациями в зависимости от производителя):

Я настоятельно рекомендую не использовать подобные устройства в качестве единственного/основного защитного устройства. Если перед ним есть нормальная защита — пожалуйста, можно пользоваться как умным реле и счетчиком электроэнергии. 

По показометру — у экрана углы обзора не особо хорошие, информация читается, но можно было и лучше. Приложение переведено плохо. 

Но при этом устройство работает, это правда:

Устройство имеет функцию задержки включения с настраиваемым временем до 99 с. Задержка включается после срабатывания защит и просто после подачи питания, что полезно для холодильников и еще некоторых устройств (хотя верхний порог времени стоило сделать побольше).

Защита от пониженного напряжения не так критична к быстродействию, тут придраться не к чему. Защита от повышенного напряжения — у меня есть сомнения в работоспособности устройства на верхнем заявленном пороге напряжения, и в случае аварии на линии устройство может выйти из строя (устройство протестировано мной только до 280 В — работает как заявлено), да и заявленное быстродействие 0.5 с — довольно медленно.

Защита от тока утечки — работает как заявлено, я срабатывал устройство несколько десятков раз, тут особо не придраться, разве что миллиамперметр привирает. 

Пруф покупки