Ваттметр, счетчик электроэнергии, управляемое по WiFi реле DDS238-2 с током до 65А

Люблю я всякие интересные электрические штуковины и вот заказал парочку разных чтобы попробовать, сравнить с другими и вам рассказать. Сегодня обзор первого из них, управляемого по WiFi реле.



В заголовке данное устройство я назвал счетчиком электроэнергии, но сразу сделаю оговорку, поставить на учет такой счетчик вы не сможете, потому счетчик он только функционально, а данные можно использовать лишь для собственных нужд.
Кроме того после обзора EM-129 мне иногда писали, почему так дорого, вон есть куча недорогих китайских решений, тоже измеряют, тоже реле имеют и вот как раз сегодня и будем сравнивать, чем же они отличаются.

Как я понял, бывает минимум четыре модификации данного реле:
1. Без удаленного управления
2. Управление через RS485
3. Zigbee
4. WiFi

В обзоре четвертый вариант и как я выяснил, имеются еще отличия, например при работе через Zigbee задержки существенно больше чем у реле с WiFi.

Упаковано реле в небольшую коробочку, на вид вроде доехало без повреждений.


Комплект предельно прост, реле и инструкция к нему.


Инструкция на английском, но меня в ней интересовало по сути только одно, технические характеристики, ну и возможно список выводимых данных, но во втором случае я разобрался и сам.


Реле имеет привычное исполнение для установки на рейку, ширина два стандартных модуля.


1. Спереди небольшое окошко индикатора, читаемость на мой взгляд не очень хорошая, ниже кнопка выполняющая функции:
переключение режимов отображения
включение/выключение выхода
перезагрузка
перевод устройства в режим подключения WiFi.

Ниже три светодиоды, активность выхода, подключение WiFi, активность импульсного выхода.
2. Доступ к винтам закрыт крышками которые как и положено имеют место для установки пломбы, правда остается легкий доступ к самим клеммам, но справедливости ради, ЕМ-129 не имеет даже крышек.
3, 4. Кроме силовых клемм имеется клемник импульсного выхода выдающий 1600имп на кВтч.
5. Сбоку есть схема подключения и я скажу что подключение очень неудобное. Обычно у подобных устройств (не счетчиков, а вообще) вход сверху, выход снизу, здесь же вход слева, выход справа, при этом вверху ноль, внизу фаза. При этом клеммы 1 и 2 расположены… снизу, а 3 и 4 соответственно сверху, просто дичь какая-то.
6. Фиксатор для установки на рейку, держит.


Ладно, переходим к внутряшке, для доступа к которой надо выкрутить пару саморезов и разъединить половинки корпуса, кстати а вот здесь защиты от несанкционированного доступа нет, ну кроме бумажной наклейки.
Верхняя плата съемная, вообще конструкция понравилась и на моя взгляд довольно продумана, у того же Новатека она немного проигрывает.


Внутри поляризованное реле с заявленным током 80А при том что декларируется 65А, напряжение обмоток 9 вольт. Вообще подобные реле я часто встречаю в отечественных и импортных реле защиты от перенапряжений, правда с немного другой конфигурацией силовых контактов, но это скорее всего заказывается под определенное ТЗ.


А вот этот момент крайне интересный, один из силовых выводов реле одновременно является датчиком тока, по сути токоизмерительным шунтом, на этом участке металл даже зачищен.
И здесь я снял бы шляпу (если бы носил её) перед китайскими разработчиками, у ЕМ-129 решение примерно похоже, но там участок заметно длиннее (т.е. напряжение скорее всего повыше), а минимум он может измерять от примерно 50Вт. Здесь производитель декларирует минимум 20мА или около 4Вт, но реально я измерял мощность и 3Вт.
Разработчики из Новатек, думаю вам есть чему поучиться.


Чтобы вынуть реле из корпуса надо выкрутить еще пару саморезов. К конструкции клемм претензий у меня не возникло, хотя в процессе тестов затягивал я их с весьма приличным усилием.
Также не могу сказать ничего плохого про контактную группу реле, субъективно самое обычное реле, отличие от виденных ранее в том, что здесь реле с одной обмоткой, переключение режимов производится подачей напряжения разной полярности. Следовательно отличается механика, но контактная группа внешне такая же.


Силовая плата вид сверху, здесь находятся стабилизаторы питания, причем питание модуля производится не через конденсатор, а применен DC-DC преобразователь, впрочем у ЕМ-129 тоже стоит DC-DC.


Но у ЕМ-129 имеется ионистор для питания встроенных часов, здесь ионистора нет, как собственно и часов.
Основной ШИМ контроллер PN8016, ничего необычного, типовой ШИМ со встроенным 800 вольт транзистором.


1. Нижняя сторона платы, видна пара входных конденсаторов 4.7мкФ 450 вольт и один выходной.
2. Для защиты поставили резистор в качестве предохранителя и варистор на 680 вольт.
3, 4. Плата управления

Пару слов о защитах, в реле по входу стоят конденсатора на 450 вольт, но включены они параллельно, потому максимальное входное напряжение около 320 вольт, у ЕМ-129 я подавал на вход до 450 вольт.
При этом здесь поставили варистор на 680 вольт, т.е. работать фактически он начнет при входном 480 вольт и реально нужен лишь для защиты от помех и очень коротких выбросов напряжения.
У ЕМ-129 варистор подобран так что начнет работать еще до того как сможет умереть от перенапряжения ШИМ.


Для доступа к контроллеру со стертой маркировкой пришлось выпаять WiFi модуль, кстати на его может быть установлен модуль Zigbee b кстати насколько я могу судить, датчик тока подключен напрямую к микроконтроллеру без применения ОУ.


Подключаем устройство к сети и пробуем, на что оно способно.
Изначально WiFi не настроен и светодиод моргает, но удивил меня светодиод индикации активности реле.
Около светодиода индикации активности выхода стоит значок со знаком восклицания, а сам светодиод имеет красный цвет, но черт побери, какому идиоту пришла в голову идея сделать индикацию не наличия, а отсутствия напряжения после реле?


Т.е. когда у вас на выходе есть напряжение, то светодиод выключен, а когда его там нет, то светит красным… клиника.
Здесь и далее будет мелькать приложение для работы с реле, более подробно о нем я расскажу ближе к концу обзора.


На дисплей можно вывести много разных параметров, приведу их в том порядке, в каком они идут после подачи питания.
Сначала выводится значение количества импульсов на 1кВтч, здесь отображается «С 1600», но я так и не понял смысла этого, потому как эта информация есть и на корпусе реле. После отображения этого параметра реле переходит в обычный режим работы и по нажатию на кнопку можно переключать 9 режимов отображения:
1. Общий счетчик электроэнергии, диапазон 000000.0-999999.9кВтч, ходят слухи что его можно обнулить длительным удержанием кнопки, максимум чего добился я, так это того, что отвязал устройство от WiFi
2. Счетчик потребленной энергии, диапазон 000000-999999кВтч
3. Счетчик отданной энергии, диапазон от -000000 до -999999кВтч
4. Ток в цепи нагрузки, дискретность отображения 0.01А
5. Входное напряжение, дискретность отображения 0.1В
6. Активная мощность в цепи нагрузки, дискретность отображения 0.1Вт
7. Реактивная мощность в цепи нагрузки, дискретность отображения 0.1Вар
8. Коэффициент мощности, дискретность отображения 0.01
9. Частота тока в сети, дискретность отображения 0.01Гц


Немножко тестов.
Для начала проверил как ведет себя устройство при низком входном напряжении.
Заявлен диапазон от 100 вольт, реально устройство продолжало работать до примерно 50 вольт на входе, пытается работать при 21-25 вольт, но есть небольшой «нюанс».
Как видно на экране смартфона, при снижении напряжения питания до нуля отключилось устройство при примерно 50 вольт входного, через некоторое время ПО перестало видеть устройство и сообщило о потере связи.
При напряжении около 35-36 вольт устройство смогло нормально включиться, отобразить состояние и даже корректно измерять напряжение, но вот связь восстанавливать не захотело, не помогло и поднятие напряжения выше 100 вольт. Я подождал с минуту, потом выключил/включил питание (115 вольт) и после старта устройство в течение нескольких секунд подключилось к WiFi.

В принципе ситуация с плавным увеличением напряжения редкая, но тем не менее теоретически возможная.


Далее прогнал по диапазону от 50 до 260 вольт и могу отметить хорошую точность измерения напряжения, даже в худшем виде разница была около 0.3 вольта.
Выше чем 260 вольт не подавал потому как не видел в этом смысла, 320 вольт устройство вполне себе выдержит, кратковременно выдержит и больше, но это будет уже нештатной ситуацией, а производитель вообще декларирует диапазон 100-270 вольт (в другом месте указано 100-300 вольт).


Оценка точности измерения тока.
В качестве нагрузки использовалось пара типов ламп накаливания (15 и 125Вт) и пара утюгов (400 и 2000Вт).
Показания на смартфоне запаздывают примерно на пару секунд потому есть небольшие отличия, да и на экране самого устройства также есть небольшая задержка, мультиметр все таки работает заметно быстрее, потому это добавляет небольшую погрешность. Погрешность увеличивалась потому, что по мере прогрева «нагрузки» ток немного плыл в сторону уменьшения, соответственно на экране мультиметра он успевал «убежать» дальше чем на экране ваттметра.
В общем слева на экране смартфона ток в приложении, по центру ток на экране устройства, здесь задержка меньше, ну и справа значение более близкое к реальному.

Ну что тут скажешь, по моему весьма неплохо, а на малых токах даже отлично и это при условии что используется ну очень низкоомный шунт, при токе 2-10А приборчик немного завышал результат, но буквально на 20-30мА, что при таком токе составляет 0.5-1%.


Попутно измерил падение напряжения на устройстве.
Измерения проходили прямо на клеммах, но учитывая конструкцию реле можно сказать что по сути измерял на нём.
При токе 1.83А падение 2.345мВ, расчетное сопротивление 1,29мОм
При токе 9.14А падение 12.694мВ, расчетное сопротивление 1,39мОм.

Как реальную величину можно принять большее сопротивление, пусть 1.4мОм, соответственно можно примерно рассчитать выделяемую мощность при разных токах.
10А = 0.14Вт
20А = 0.56Вт
30А = 1.26Вт
40А = 2.24Вт
50А = 3.5Вт
60А = 5.04Вт

На мой взгляд длительный ток лучше ограничить на значении в 40А, но вполне допустимо поднимать его и до заявленных 60-65А, просто ограничивать по времени.


Для дальнейшего теста пришлось использовать токоизмерительные клещи потому как мультиметр не может измерять настолько большой ток. Конечно в таком виде погрешность измерения выше, но альтернативные варианты городить было бы сложнее.


Видно что при измерении клещами результаты отличаются больше, например при токе в 6.38А ваттметр показал ток 6.26А, хотя при прямом подключении мультиметра разница была явно меньше.
Примерно такая же разница сохраняется и при токах 20, 40 и 64А, где ваттметр отобразил соответственно:
Клещи — ваттметр
20.67А — 20.24А
40.18А — 39.05А
64.5А — 62.99А

Также напомню что результат в приложении выводится с небольшой задержкой, а ток не стабилизирован, разница в этом варианте достигала 2.5%.


Далее я решил не ограничиваться током в 64А и немного поднял его, сначала до 72, а спустя примерно пять минут и до более чем 80А.


Как оказалось, нагрев даже через пять минут при токе в 72А был относительно небольшой, больше всего грелись провода.
1. Вид сверху
2. Вид правой стенки корпуса реле.
3. Общий вид «стенда».


Как было заявлено, реле имеет два счетчика, полученной и отданной энергии.
1-3. Изначально было подключено в обычном варианте и показания общего счетчика и счетчика полученной электроэнергии совпадали, счетчик отданной показывал ноль. Напоминаю что общий счетчик имеет минимальную дискрету 0.1кВтч, остальные 1кВтч.
4-6. После переключения фазировки на обратную общие показания продолжили увеличиваться, счетчик полученной не изменился, зато начал считать счетчик отданной.
7-9. Погонял еще некоторое время, все работает корректно, общий считает общее, остальные каждый свое.


Так выглядит дисплей в условиях работы близких к реальным, ток. мощность и коэффициент мощности.


А вот эту особенность я заметил совершенно случайно, когда разбирал фотки для подготовки обзора.
Здесь показаны измерения при обратной фазировке и уже потом я обратил внимание что здесь ток отображается куда как более точно, на двух последовательных фото заметна «болтанка» показаний ваттметра всего ±0.2А.


О приложении.
Выше вы его могли частично наблюдать в процессе тестирования, расскажу чуть подробнее.

Собственно предлагается два приложения, Tuya Smart и Smart Life, но у меня создалось ощущение что это по сути одно и то же приложение, по крайней мере интерфейс и окно просмотра параметров ваттметра вообще идентичны.

Устанавливаем любое из приложений и подключаем ваттметр, сначала показалось что сложно, но потом выяснилось что все предельно просто. Подаем питание на ваттметр, нажимаем и держим кнопку пока светодиод не начнет часто моргать.
В приложении выбираем подключение нового устройства,
потом в окне выбираем WiFi розетку,
далее отобразится название вашей точки доступа (к ней уже должен быть подключен смартфон, только 2.4ГГц),
вводим пароль к АР, тычем несколько раз «далее»,
в конце выбираем «быстро мигает» и через десяток секунд ваттметр подключится к WiFi а затем отобразится в приложении.


Интерфейс реле довольно прост, есть главное окно с кнопкой включить/выключить, снизу несколько дополнительных кнопок:
1. Дублирует большую кнопку, а если находитесь в другом меню, то возвращает к главному экрану. Отклик быстрый, около 0.5сек.
2. Таймер, настраиваем время включения или выключения реле.
3. Обратный отсчет, можно задать через какое время реле отключит/включит нагрузку или изменит состояние выхода на противоположное.
4. Меню отображения счетчиков и измерений.


Интерфейс отображения данных измерителей реализован весьма криво, вверху большие цифры это счетчик кВтч за сутки, каждый день соответственно он обнуляется, ниже мелкие циферки это:
1. ток в цепи нагрузки в мА
2. мощность потребляемая нагрузкой, формат 0.1Вт
3. напряжение на входе, формат отображения 0.1В
4. общий счетчик потребления, формат отображения 0.01кВтч

и вот здесь сходу замечания:
1. Везде формат вывода в полных величинах, т.е. вольт, ватт, кВтч, а ток измеряется в мА, сбивает с толку, корректнее было бы тогда и ток выводить в формате 0.001А
2. Места на экране просто валом, к чему эти мелкие цифры, их с микроскопом смотреть?
3. Ваттметр выводит еще кучу измерений, а также два дополнительных счетчика, и где они?
В общем здесь еще работать и работать.

Зато сделал скриншот где пропускал через реле ток почти в 90А, как же часто моргал светодиод импульсного выхода :)

Можно вывести график потребления, удобно.

Из описания на странице магазина —

Обратите внимание, что этот Wi-Fi-счетчик энергии TUYA будет обновлять данные о кВт / ч при отключении от Wi-Fi, автоматический выключатель другого типа не будет увеличение кВтч когда отключаемся с Wi-Fi.

ИМХО, какой-то бред, реально бывают счетчики которые не считают без WiFi? :)


Настроек для устройства весьма мало, кстати насколько я узнал, у Zigbee версии есть отдельная вкладка «настройки», здесь её почему-то нет, хотел обновить прошивку, пишет что так стоит последняя.


По сути всё относящееся непосредственно к устройству на этом и заканчивается, все остальное это программные возможности приложения.
Например можно создать сценарий где привязать некое событие к изменению статуса устройства, например:
1. Включение/выключение выхода
2. К отработке таймера
3. При увеличении/снижении тока относительно установленного порога
4. То же самое для напряжения
5. То же самое для мощности
6. То же самое для счетчика кВтч, но здесь скорее только на превышение, например как задать чему-то или кому-то лимит на потребленное электричество.

В одном из обзоров подобного устройства с Zigbee писали что время отклика около 30 секунд, у обозреваемого оно заметно меньше и составляет около 5-6 секунд. Но все равно даже так не получится его использовать как полноценную защиту от перенапряжений из-за большой задержки, ведь все обрабатывается в приложении, а не в ваттметре.

А вот как лимит мощности вполне нормально, там как раз такая задержка помогает от ложных срабатываний, собственно с таким режимом работы я и экспериментировал, потому и узнал время отклика.
Причем есть ощущение что это искусственная задержка потому как даже если считать около 2 сек на передачу данных и примерно 0.5сек на команду управления, то все равно выходит быстрее чем 5 сек.


Также приложение позволяет привязать действие например к попаданию телефона в определенную зону, например что-то включить когда вы (ваш телефон) подходите к дому и выключить когда уходите. Есть возможность голосового управления и много чего еще, но опять же, это приложение, собственно к ваттметру оно особого отношения уже не имеет.


Выводы.
В общем и целом реле понравилось, хотя не обошлось и без замечаний, но по больше части они относятся к приложению, а не к самому реле. Замечаний касающихся непосредственно реле меньше и они включают:
1. Инверсная индикация наличия напряжения на выходе
2. Малый запас по входному напряжению, декларируется до 270/300 вольт, реально выдержит до 320.
3. Совсем мелкий дисплейчик, которому не помогает даже окно по типу линзы.
4. Возможность «подвисания» WiFi при плавном поднятии входного напряжения от нуля.

В остальном весьма неплохо, особенно понравилась довольно неплохая точность измерения, а также возможность корректной работы с очень маломощными нагрузками. Кроме того реле нормально коммутирует заявленные 65А, кратковременно держит до 80-90А, но я бы рекомендовал длительно не превышать ток в 40А.

А вот если сравнивать данное реле с гораздо более дорогим отечественным EM-129, то не все так радужно. по сути обозреваемый ваттметр может «похвастаться» только возможностью измерения маломощных нагрузок и довольно продуманной конструкцией, а в остальном:
1. Термозащиты нет
2. Встроенного логгера нет, собственно потому нет и батарейки/ионистора
3. Программно/аппаратной защиты от повышенного/пониженного напряжения нет.
4. Встроенных защит вообще нет.
5. Работа через китайское облако (насколько я понял), соответственно задержки могут быть больше, ЕМ-129 допускает работу даже без интернета (внутри локальной сети)
6. Гарантии по сути нет
7. Нет даже регулировки яркости индикаторов :(

В общем и целом на фоне EM-129 смотрится очень блекло, пожалуй что как-то его реабилитирует, так это относительно неплохая схемотехника и сборка, поддержка Tuya и т.п. ну и конечно цена, все таки разница в 3-4 раза это существенно.

Магазин дал купон BGc9950b с которым до 28 февраля будет цена $28.99, хотя конечно доллар скидки как-то негусто :(

На этом вроде всё, конечно можно было подробнее остановиться на возможностях интеграции с другими системами, но мне гораздо более интересно было посмотреть аппаратную составляющую.