Антикризисный ваттметр. Рукожопства пост или 20A Power Monitor Module AC Meter Panel.

История эта началась в начале декабря, когда магазин Banggood начал акцию с носками. Набрав поинтов я обменял их на несколько купонов 5 от 10. При том, что доллар дорожает — это довольно неплохо. И захотелось мне сэкономить. Думаю, всем известен ваттметр, вставляющийся в розетку. Но стоит он не очень дёшево. И решил я поискать такой же, только с перламутровыми пуговицами подешевле. А что при этом придётся поработать руками – так это только хорошо. Что из этого вышло – вы можете узнать из обзора.

29 декабря 2015 года был сделан заказ. Обошелся он мне в $5.08:



До 10 долларов корзина была добита другим нужным мне недорогим товаром. Кстати, кому нужен подобный ваттметр не до 20 ампер, а до 100А, могут купить его там же: banggood.com/100A-Power-Monitor-Module-AC-Meter-Panel-p-983057.html за $10.56, при этом, если у вас есть поинты или купон – он обойдется всего в $5.56, да и корзину не надо ничем добивать будет. Но мне, для чисто домашнего использования вполне хватит 20А.

Магазин очень оперативно, уже 30 декабря, отправил мне товар и уже 19 января я держал в руках вот такой пакет:



Внутри находилась картонная коробочка без опознавательных знаков:



А уже в коробочке лежал паспорт на ваттметр на китайском и английском языках, который не понадобился и сам ваттметр с экраном, заклеенным пелёночкой:



Вот его габариты с сайта магазина. Они полностью соответствуют реальным:



Поискав дома что-нибудь для корпуса, и не найдя ничего, я понял, что потратится все же придется и на следующий день отправился в магазин электрики, где приобрел коробку и розетку. Потратив на это 130 честно заработанных рублей. По курсу на 20 января – это составило $1.66:



Больше ничего докупать не пришлось. Провода и всё остальное были взяты со старых запасов.

Для начала, давайте рассмотрим ваттметр поподробнее. Рядом с экраном находится единственная
многофункциональная кнопка. О её работе я расскажу ближе к концу обзора:



Посмотрим технические характеристики с сайта магазина:

Specification:
1. Working voltage: 80 ~ 260VAC
2. Test voltage: 80 ~ 260VAC
2. Rated power: 20A / 4500W
3. Working Frequency: 45-65Hz
4. Measurement accuracy: 1.0

Класс точности заявлен 1.0, что соответствует погрешности ± 1%. А вот ток в 20А, я думаю, будет перебором для данного устройства. В таком случае лучше использовать ваттметр на 100А, ссылку на который я дал в начале обзора.

Сзади – нарисована схема подключения:



Отщёлкиваем четыре защелки и вот – потроха:



Приподнимаем балластный конденсатор. Покрупнее:



Выполнено довольно аккуратно. Видим два установленных кварца и три микросхемы. Самая большая — HT1621B, Контроллер для LCD дисплея 32 х 4 с управлением памятью. Средняя по размеру – это сердце данного устройства: RN8208G – однофазный мультифункциональный измерительный процессор. Погрешность измерения активной электрической энергии составляет менее 0,1%. К сожалению, я нашел только даташиты со структурной схемой процессора на китайском языке:



И, самая маленькая микросхема – это память.



И никаких подстроечных элементов. Всё определяется исключительно прошивкой. Слева вверху можно увидеть место для разъёма ST-LINK, для прошивки.

Пришло время сверить часы, вернее, подключить ваттметр к сети и сравнить напряжение:



Отличный результат. Всё светится. Можно начинать заниматься рукожопством. Берём распределительную коробку и вырезаем в её крышке дремелем 2 отверстия. Одно под прибор, второе под розетку:



Получилось воистину рукожопно! Планировалось сделать все более аккуратно, но жизнь распорядилась иначе. Вернее, не жизнь, а коробка. При резке – пластик стал плавится и потёк. Чего я никак не мог ожидать от электроустановочного изделия. Поэтому данную коробку я никак не могу рекомендовать к использованию по её прямому назначению. Такого быть не должно. А вот пластик розетки – при резке повёл себя достойно. Никакого плавления и уж тем более – текучести. Но закончим лирические отступления. В принципе, ничего этого видно снаружи не будет.

Монтируем ваттметр и розетку в коробке. Соединяем всё проводами:



И собираем коробку. Итог:



Включаем:



Для проверки вставляем в розетку зарядку от телефона:



Подключаем к зарядке телефон:



И опять сделаю лирическое отступление. Про активную и реактивную мощность. А так же про коэффициент мощности.

Бытовые счетчики электроэнергии не учитывают реактивную мощность, а подсчитывают только активную. Поэтому применять формулу подсчета полной мощности, как это делается в установках с постоянным током для сети с переменным током: S = I * U – будет неправильно. Более-менее точно по ней можно только подсчитать мощность устройств потребляющих только активную энергию: лампы накаливания и обогреватели. У них, применяемый в формуле расчёта мощности переменного тока – коэффициент мощности (cosφ) равен или почти равен 1.

Вот эта формула подсчета активной мощности: P = I *U * cosφ = S * cosφ

В остальных устройствах где присутствует индуктивность, например, электромоторы и емкости – это бытовая техника, энергосберегающие и светодиодные лампы и так далее – мы никогда не получим cosφ равным единице из-за увеличения угла между током и напряжением. Активная энергия при этом уменьшается, а реактивная возрастает. Конечно, можно подсчитать и реактивную мощность: Q = I * U * sinφ, только зачем? В домашних условиях, повторюсь, она нас не интересует.

Поэтому в прошивке ваттметров обычно учитывают коэффициент мощности.

Начнем с активной нагрузки. Подключим к ваттметру светильник с запрещённой ныне лампой накаливания в 100Вт:



Имеем напряжение 222В, силу тока 0,44А и мощность 97,6Вт:



Посчитаем. P=0.44*222*1=97.68Вт. Всё верно.

Теперь подключим к ваттметру светильник с лампой накаливания 60Вт:



Имеем 222В, 0,26А и 57,6Вт:



Считаем: P=0.26*222*1=57.72. В принципе, верно.

Попробуем подключить к ваттметру потребителя не только с активной, но и с реактивной нагрузкой. Светильник с галогенной лампой:



Имеем 222В, 0,28А, 57,1Вт:



Примем cosφ за X.

Считаем: P=0.28*222*X=57.1

P=62.16*X=57.1

X=57.1/62.16=0.918…
Проверяем: P=62.16*0.918=57.06 Выходит, что в данном случае ваттметр посчитал, что коэффициент мощности данной нагрузки составляет 0,918. Так ли это на самом деле – сказать сложно.

Проверим другую смешанную нагрузку. Светильник с люминесцентной лампой:



223В, 0,07А, 11,3Вт:



Примем cosφ за X.

Считаем: P=0.07*223*X=11,3

P=15,61*X=11,3

X=11,3/15,61=0,724…

Проверяем: P=15,61*0.724=11,3 ваттметр посчитал, что коэффициент мощности данной нагрузки составляет 0,724.
Ну и напоследок измерим что-нибудь помощнее. И поактивнее. Например, электрический чайник. Нагреватели потребляют в основном только активную энергию.

217В, 8,14А, 1768Вт:



Считаем: P=8,14*217*1=1766,38. Вполне… Учитывая, что коэффициент мощности 1 – это идеальная, но не всегда достижимая величина.

Ну, и в завершении обзора я опишу действие кнопки на ваттметре, как и обещал в начале.

Кнопка утоплена в корпус и её нужно чем-то нажимать, пальцем не получится.

Кратковременное нажатие кнопки выключает/включает подсветку экрана.

Нажать и 5 секунд удерживать кнопку. Цифра мощности начнет мигать:



Это режим программирования превышения максимальной мощности. По умолчанию установлена в 4,5кВт. Можно установить любое другое значение от нуля до 4,5. Когда цифра мигает – кратковременное нажатие на кнопку изменяет её значение. Если не трогать кнопку 3 секунды, то начнет мигать другая цифра. Выставляется аналогично. После установки порога – нажать кнопку на 5 секунд для сохранения. При превышении установленной вами нагрузки – ваттметр будет сигнализировать об этом миганием подсветки. Звукового сигнала в ваттметре нет.

Ваттметр имеет энергонезависимую память. Соответственно настройка не сбросится после отключения ваттметра от сети. Как не сбросится и показание Ватт часов.

Для сброса Вт*ч нужно нажать и длительно удерживать кнопку до появления на экране надписи «SET CLr». После чего отпустить кнопку. Показания Вт*ч начнёт мигать. Кратковременное нажатие на кнопку сбросит показания. После чего нужно нажать кнопку на 5 секунд или выключить и включить ваттметр.

Ну вот о ваттметре и всё. Чем же отличается данный ваттметр от ваттметра вставляемого в розетку? У ваттметра для розетки присутствуют еще 2 функции, которые мне не нужны. Это счетчик времени, в течении которого электроприбор работал. Здесь его нет. Но есть Вт*ч. То есть, можно посмотреть сколько энергии в час потратил электроприбор.

И у ваттметра для розетки есть функция подсчета стоимости потраченной электроэнергии. Сосчитать это, если нужно, я в состоянии и сам. Электроэнергия у нас стоит: день – 3.87р., ночь – 1.73р.

Нужны вам эти функции или нет – решать не мне.

Обозреваемому ваттметру, за счет его встраиваемости можно найти и другие применения, а не только то, что описал я.

Всем максимума энергии!