Управляемый по Wi-Fi smart-переключатель Sonoff Pow с функцией измерения потребляемой мощности

Sonoff Pow – это smart-включатель/выключатель с функцией измерения потребляемой мощности.
По работе часто сталкиваюсь с измерителями мощности. Есть аппаратура, с помощью которой можно проверить правильность и точность измерений. Раз есть функция измерения, значит необходимо проверить, что же он и как точно измеряет.

Вот таким пришёл:

Никакой инструкции не было. Только то, что написано на корпусе.


Переводили они конечно зря. Лучше б на английском оставили.
Модуль исполнен в том же корпусе, что TH16. Даже отверстие под датчики сбоку оставили. Хотя для этого блока оно ни к чему.

Никакой инструкции не было (уже писал). Но в магазине есть страничка помощи wiki:
ewelink.coolkit.cc/?p=188 руководство пользователя.
www.itead.cc/wiki/Sonoff_Pow страница вики. Там и схема есть:
www.itead.cc/wiki/images/5/52/Sonoff_POW_Schematic.pdf
Размером небольшой.

Взвесил, 79г.

Начинаю разбор.
Сюда подключаются сетевые провода 220В.

Контакторы пружинные, очень тугие. Но, по мне, с винтом надёжнее.

Корпус держится на защёлках.


Открутил 4 самореза.

Wi-Fi узел построен на ESP8266 (кто бы сомневался). Для асов целое поле для деятельности. Главное, чтоб голова работала. Остальное уже всё сделано. Не надо городить отдельное питание модуля, искать коробочку тоже не надо. Всё в сборе и работает.

Узел питания с гальванической развязкой от сети. Даже пропилы в плате сделали.

Плата промыта. Следов флюса нет. По входу стоит предохранитель.

и варистор 10D471K от перенапряжения (расшифровка — диаметр 10 мм, напряжение 470 Вольт).

А вот и шунт.

И место для подключения программатора (USB/TTL конвертера).

Всё собираю в исходное.
Пора переходить к делу.
Собираю тренировочную схему. Модуль Sonoff Pow подключаю к сети. Подключение не для всех очевидное. Поэтому смотрим картинку на странице магазина.

По такой схеме у нас работает мало приборов. Поэтому на «лишние» провода я поставил красный крестик.
На выход подключаю обыкновенную лампочку для контроля.

Осталось всё это дело связать со смартфоном.
Smart-переключатель поддерживает удалённое управление по Wi-Fi, работает в собственном сервисе, расположенном в облаке Amazon AWS global server :(
Пришло время привязать его к управляющему приложению eWeLink. Для этого его (приложение) необходимо сначала скачать :) Устанавливаем, регистрируемся…
Учётная запись создана.
Сначала подключаю Sonoff Pow. Запускаю приложение и следую инструкциям.
Чтобы добавить устройство нажимаю на плюсик (на смартфоне). Далее нажимаю на беленькую кнопочку (на Sonoff Pow)и удерживаю около 5 секунд. Синий светодиод должен равномерно замигать.

Приложение просит ввести пароль от Wi-Fi. Затем выполняется поиск устройств.
Необходимо будет ввести имя нового устройства.
Последовательность картинок смотрите на фото (слева направо, сверху вниз).

Теперь Sonoff «привязан» к моему аккаунту.
После привязки картинка на смартфоне выглядит так (различные варианты).

Можно включать и выключать нагрузку, нажимая на кнопочку. Три картинки: офлайн (не подключен к 220В), выключен, и включен. Лампочка 60-Ваттная. Во включенном состоянии измерил 63Вт (мощность зависит от напряжения в сети).
Для того, чтобы включить переключатель, нужно нажать кнопку (в виде розетки) на вашем виртуальном пульте из любой точки мира, где есть интернет и Wi-Fi.
Если нажать на виртуальном пульте в районе имени устройства, то попадаём в расширенные установки. В данном случае два фото пульта (нагрузка выключена, нагрузка включена).

При подключении к сети 220В на модуле загорается синий светодиод. В «привязанном» состоянии горит постоянно. При включении нагрузки дополнительно загорается красный светодиод.

Переключать устройство можно не только с виртуального пульта, но и беленькой кнопочкой на самом блоке. При этом текущее состояние отражается и на пульте.
В верхней крышке под светодиоды отверстий нет, но их всё равно видно.

Можно управлять переключателем по таймеру. Их два варианта.
Можно отследить (засечь) потребление электроэнергии за определённый промежуток времени, а также проглядеть историю потребления за месяц.



Отмечу один нюанс работы этих переключателей. Без интернета никакого управления вы не получите!
Всё, что касается работы устройства, вроде как, разобрал. Осталось проверить, насколько можно доверять этому показометру.
Стационарная установка для поверки счётчиков стоит в лаборатории, а там нет Wi-Fi. Пришлось воспользоваться переносными. Тоже вариант не из дешёвых. Доверять можно.
Энергоформа 3.3 позволяет задавать переменное напряжение и ток с различными углами между ними (любой угол от -179 до 180 градусов/любая ёмкостная или индуктивная нагрузка). Энергоформа 3.3 не является образцовым прибором. Для контроля за выдаваемыми электрическими параметрами служит другой прибор.
Энергомонитор 3.3 в качестве образцового счётчика. Позволяет измерять мощность как активную так и реактивную, ток, напряжение, коэффициент мощности, углы непосредственно в градусах…


Точность показаний ваттметров складывается из трёх составляющих:
1. Точность измерений напряжения.
2. Точность измерений силы тока.
3. Точность определения коэффициента мощности.
Попробуйте мне возразить.
Что такое ток и напряжение все знают ещё со школы. А вот то, что мощность бывает полная, активная и реактивная, знают не все. Сам не знал, пока не пришлось столкнуться по работе. В школе этому уделяется мало внимания.
S=I*U -полная мощность.
Для подсчёта активной мощности, необходимо учитывать ещё одну величину:
P= I*U*cosφ –активная мощность,
где cosφ – коэффициент мощности, а φ – угол между током и напряжением.
Реактивная мощность нас не интересует в принципе. Редкий девайс её отражает.
Особо не заморачивался, проверил в нескольких точках. Был бы полноценный измерительный прибор, можно было бы по полной проверить. А так…, просто посмотрю.
Сначала подал полностью активную нагрузку (220В, 1А, cos(φ)=1 (коэффициент мощности).

Образцовый счётчик измерил 219,96Вт. Показометр -219Вт. В принципе неплохо. Но десятые доли не показывает. Не показывает напряжение, не показывает ток, коэффициент мощности тоже не показывает. Все эти величины по любому измеряются. Без них активную мощность не посчитать. Почему не вывели на экран, не знаю. Мне бы было интересно.
Продолжаю.
Усложнил условия. Двинул фазу на 45 градусов. В быту чисто активная нагрузка встречается не так часто. Чаще смешанная. Чисто активная – это чайники, утюги, лампы накаливания. Для измерения мощности любой другой лампочки (кроме накаливания) необходимо знать сдвиг фаз между током и напряжением. Просто измерить ток и напряжение не получиться. Поэтому и двигал:)
220В, 1А, φ ≈45˚, cos(φ)=0,71 (коэффициент мощности).

Образцовый счётчик показал 157,69Вт, показометр — 158Вт.
Тоже вроде как неплохо.
Развернул фазу в противоположную сторону.
220В, 1А, φ ≈-45˚, cos(φ)=0,69

Образцовый счётчик показал 153,58Вт, показометр — 153Вт.
И здесь хорошо.
На малой мощности тоже измеряет вполне сносно.
220В, 0,1А, φ ≈45˚, cos(φ)=0,69.

На полноценный измеритель конечно не дотягивает. Но ведь измеряет! :)
Пора подводить итог.
Smart-переключатель поддерживает удалённое управление по Wi-Fi, но только через облако:( Необходимо его привязывать к управляющему приложению eWeLink. А если какой-нибудь добрый дядя Ляо захочет управлять вашим умным домом? Для тех, кто ему не доверяет, придётся создать свой MQTT сервер, и включать/выключать нагрузку по своему желанию и правилам. Для тех, кто владеет навыками программирования, это не сложно. Для тех, кто спокойно относится к подобной проблеме – просто подключайте и пользуйтесь.
По поводу конкретно этого девайса. Он может измерять мощность, вполне достойно. Но десятые доли не показывает. Не показывает напряжение, не показывает ток, коэффициент мощности тоже не показывает. Все эти величины по любому измеряются. Без них активную мощность не посчитать. Почему не вывели на экран? Многим было бы интересно.
Вот, в общем то и всё. Постарался раскрыть все стороны этой темы. Что не ясно, спрашивайте
Надеюсь, хоть кому-то помог. Возможно, кто-то захочет помочь мне. Я буду очень благодарен.
Удачи всем!