Контроллер трехфазного АВР ПЭФ-321АВР от Новатек-Электро

Сегодня у меня на столе АВР или полностью — Автомат Ввода Резерва, в упрощенном понимании это устройство позволяющее автоматизировать процесс перехода с основной линии на резервную при возникновении неполадок в основной. А так как устройство микроконтроллерное, то возможностей и особенностей конечно больше, о чем и пойдет речь в обзоре.



Как обычно, в заголовке указана ссылка на украинский сайт, для россиян соответственно ссылка на российскую версию.
На данный момент цена 5700грн или около 200 долларов, но не так давно была акция, когда продавали за 5130 грн (185 долларов), потому при покупке имеет смысл поторговаться.
В России он стоит 14800р, в Беларуси 489р.

На самом деле АВР может быть простым устройством в примитивном случае его функцию может выполнять даже специальный переключатель. Также есть простейшие схемы с парой контакторов, а для тех, кто не хочет собирать сам и не готов потратить много денег, китайцы наладили выпуск недорогих механических АВР.


С некоторыми оговорками в качестве однофазного АВР я применял переключатель фаз ПЭФ-301, у него три входа с приоритетом и контролем напряжения по верхнему и нижнему значению. Оговорки касаются того, что если подходить к задаче правильно, то в случае питания от двух разных подстанций надо разрывать и нулевой проводник, а также контролировать независимо напряжения на этих вводах.

Пытался объяснить простыми словами, но что-то не получается, потому перейду к предмету обзора и буду пояснять уже в процессе.

И так, привычная для Новатека аккуратная коробочка, где указано название устройства и адрес производителя.


Внутри контроллер АВР, USB кабель и довольно объемная инструкция.


В инструкции, кроме технических характеристик, описания режимов работы и настроек есть описание команд управления по протоколу MODBUS. Как и на многие свои устройства, производитель согласно паспорту дает гарантию в 10 лет.
Кабель в комплекте самый обычный, USB-microUSB.


Полную версию инструкции можно скачать по ссылке, я как обычно буду приводить фрагменты из неё и для начала технические характеристики.


Перейдем к контроллеру.


Корпус довольно большой, ширина 9 модулей, судя по всему использован тот же корпус, что у показанного ранее регистратора РПМ-416, ну что же, унификация это полезно.
Снизу наклейка с серийным номером и подпружиненный фксатор.


Габаритные размеры устройства.


Снизу имеется 25 клемм на которые выведены выходные сигналы и контакты реле, также сюда выведены и контакты для подключения через интерфейс RS485.
1-3. управление вводом 1 (переключающие контакты)
4-6. управление вводом 2 (переключающие контакты)
7-11. не задействованы;
12,13. состояние напряжения на вводе 1;
14,15. состояние напряжения на вводе 2;
16,17. состояние напряжения по обоим вводам;
18,19. состояние работы генератора;
20-22. управление генератором (переключающие контакты)
23-25. RS-485

Интересно что контакты 12-19 на корпусе устройства только пронумерованы и никак не отмечены пиктограммами, что в некоторых ситуациях может быть очень неудобно (в случае проблем быстро ищем инструкцию от устройства, которая как всегда лежит в дальнем ящике).

Как и в других устройствах новатека, применены качественные клемм «лифтового» типа.


Описание режимов вывода информации на клеммы 12-19, здесь удобно подключать к примеру какие нибудь индикаторы.


Сверху 15 клемм, измерение входного напряжения, выходного после контакторов и подключение аккумулятора.
26-28. фазы 1-3 ввода 1
29. нейтраль ввода 1
30-32. фазы 1-3 ввода 2 или подключения генератора
33. нейтраль ввода 2 для питания изделия или подключения генератора;
34-36. фазы 1-3 измерения напряжения на нагрузке
37. не задействован;
38. внешняя кнопка для включения устройства от аккумулятора;
39. «+» питания от аккумулятора 12 V;
40. «-» питания от аккумулятора 12 V.


Полная схема включения и здесь я должен обратить внимание на то, что устройство предполагает использование для коммутации контакторов с пятью группами контактов, четырех силовых на замыкание и одного вспомогательного, на размыкание.
А обратить внимание я решил потому, что когда попытался найти в продаже такие контакторы, то оказалось, что в готовом виде купить их довольно проблематично и проблема именно в четвертом замыкающем силовом контакте.
Повторюсь, отключать нейтраль необходимо если у вас используются две разные нейтрали, в случае с общей нейтралью вполне возможно использовать контакторы на 4 группы (3+1).
Нормально замкнутый контакт контактора является в данном случае аварийным и нужен для блокировки второго другого контактора в случае залипания реле АВР.


На передней панели находятся два индикатора, по одному для каждого ввода, кучка светодиодов, три кнопки управления и USB разъем для подключения к компьютеру.


Назначение органов управления и индикации.


Перед тестами и описанием особенностей работы посмотрим что внутри этой коробочки. Крышка снимается очень просто, по бокам две защелки, чем я и воспользовался.


Конструктивно устройство состоит из пяти плат, соединенных между собой при помощи разъемов.


Компоновка очень плотная, причем не следует забывать, что на плате присутствует не только высокое напряжение, а еще и два независимых входа, а также цепи измерения, потому требуется выдерживать безопасные зазоры.


Часть вертикально установленных компонентов изолированы при помощи термоусадки.


Верхняя плата прикручена пластиковыми винтами через дистанционные стойки и электрически соединена с тремя вертикально установленными платами.


Вертикальные платы имеют довольно сложную конфигурацию, также обусловленную плотным монтажом.


На верхней плате находится микроконтроллер, отвечающий за всё управление, индикаторы, кнопки управления, реле отключения аккумулятора и несколько стабилизаторов питания.
В качестве управляющего микроконтроллера применена Atmega32A.


Две платы отвечают за измерение параметров сети и передают данные к управляющему микроконтроллеру.


Боковая мелкая плата не вынимается, выпаивать не стал.


Устройство в полностью разобранном виде.


На нижней плате находятся входные делители напряжения, источники питания, куча варисторов, реле управления контакторами и генератором.


Источников питания два, питаются каждый от своего ввода, основные выходы соединены параллельно, получается полностью независимое питание.
Входных конденсаторов по паре на каждый источник, 10мкФ 400 вольт, включены последовательно, т.е. получается 5мкФ 800 вольт.
Построены на базе контроллеров TNY266P, но так как устройство рассчитано на более высокое входное напряжение, то перед ними поставили ограничители напряжения. У каждого источника три выхода, 12 вольт для питания электроники самого устройства, 24 вольта для заряда аккумулятора и отдельный, гальванически отвязанный от них, для питания измерительного модуля соответствующего канала.


1. По цепи аккумулятора есть предохранитель на 1А, рядом с ним (с нижней стороны) находится простейший стабилизатор тока на 60мА, напряжение ограничивается только блоком питания…
2. На плате куча варисторов на напряжение 460 вольт (Vrms), также рядом видны резисторы в термоусадке, на всякий случай проверил, что термоусадкой изолировано не только снаружи, а и защищен внутренний вертикальный вывод резистора.
3. Есть также шесть Х-конденсаторов, по три на каждый ввод и опять резисторы в термоусадке. X-конденсаторы совместно с резисторами 75 и 150Ом образуют RCR фильтр, защищающий входы внутренних ИИП.
4. Компоновка местами настолько плотная, что некоторые компоненты стоят по диагонали.


Как я писал, одна из дополнительных плат запаяна в нижнюю, и на мой взгляд это снижает удобство ремонта, тем более что на этой плате размещены чипы для связи с «внешним миром», которые как известно иногда горят.
1. Слева трансивер 485 интерфейса и какая-то простая логика.
2. Справа конвертер UART-USB на базе CH340G.

Гальваническая развязка присутствует, но не на участке «микроконтроллер — чип конвертера», а между измерительной частью и центральным микроконтроллером, хотя при такой плотной компоновке безопаснее иметь её между микроконтроллером и чипом конвертера.


1. Вспомогательные сигналы выводятся при помощи пары оптореле PVT412 с MOSFET выходом (напряжение до 400 вольт AC/DC) и пары оптосимисторов MOC3063, коммутация только переменного тока, есть контроль перехода через ноль.
2. На выходы к контакторам работает пара реле PE014012 производства TE Connectivity, такие же реле стоят в цепи аккумулятора и выхода на запуск генератора. Контакты реле управления контакторами и генератором просто выведены на выходные клеммы и не имеют связи с другими цепями, что удобно.


Снизу компонентов также хватает, но размещены они более свободно.


Любопытно что в описании указано что клеммы 7-11 не задействованы, но на плате они используются, причем судя по всему это низковольтные дискретные входы, так как имеется защита из резистора и супрессора (предположительно) около клемм и RCR фильтр около микроконтроллера.


Присутствует много защитных зазоров, как около клеммников, так и под резисторами делителей и Y-конденсаторов.


Но вот качество пайки SMD компонентов… явно хромает, у меня создалось ощущение, что сначала установили выводные компоненты, потом запаяли их в печи, а уже затем SMD паяли вручную, хотя чаще делается наоборот. Нет, пайка крепкая, припоя не жалели, но выглядит как-то не совсем аккуратно.


Принципиальную схему я не чертил, но набросал некую блок-схему для понимания общего принципа работы этого устройства.
Слева входы 1 и 2, справа «выход», а точнее клеммы, куда подается напряжение после контакторов, т.е. нагрузка.
Устройство содержит два независимых ИИП и две также независимые платы измерения, которые питаются от отдельных обмоток трансформаторов, не связанных с питанием узла контроля и управления. Данные от измерительных модулей передаются на контроллер через гальваническую оптронную развязку, тем самым обеспечивая полную изоляцию цепей измерения, связанных с высоковольтными цепями и цепи контроля.


Описание работы и немного тестов.

Для начала подключил один вход, при этом все входы для подключения фаз были соединены вместе.
Конечно контроллер сразу обругал меня нехорошими словами, периодически отображая входное напряжение, где по первому каналу было соответственно что-то около 220-230, а по второму ноль.
Потребление от сети в таком варианте порядка 2-2.5Вт, но это без подключенного аккумулятора, заряд которого потребует еще примерно 1Вт, что влазит в заявленные 4Вт потребления.

При старте на индикаторы выводится надпись Sta, затем текущее фазное напряжение первой фазы первого и второго входа соответственно. Кнопками влево/вправо можно выбрать отображение фазного (фото 4) или линейного напряжения по каждой фазе по обоим входами синхронно, также можно вывести данные о частоте (фото 5), по обоим входам.
Есть и второй вариант вывода информации, включается в меню, когда на индикаторы автоматически с интервалом в 5 секунд попеременно выводятся фазные или линейные напряжения, при этом кнопками можно принудительно вызвать отображение всех значений, но через 15 секунд устройство вернется в автоматический режим.

Светодиодные индикаторы вверху отображают:
L1-L3, светит зеленым когда напряжение подано.
I — светит синим когда выход активирован
Пиктограмма с треугольником — светит красным когда авария входа (например напряжение за пределами уставки) или есть предупреждение об ошибке.


Описание режимов отображения, предыдущее состояние не запоминается, при подаче питания всегда переходит в первый режим, далее режим выбирается кнопками по кольцу.


Управление устройство возможно как из ПО, так и с передней панели. Конечно во втором варианте это заметно менее удобно, но вполне реально, при этом некоторые сокращения интуитивно понятны.
1-2. Для входа в меню надо нажать и держать кнопку ОК несколько секунд, после чего устройство запросит пароль, по умолчанию 123.
3. Первым пунктом меню идет выбор режима работы входов. На левом индикаторе отображается параметр, на правом, его значение.
4. Затем предлагается сменить пароль, но в большинстве случаем это особо и не нужно.
5-8. В некоторых случаях сокращения слабо понятны, сказывается простота семисегментного индикатора.
9-16. Но например настройки порогов, защита от пониженного/повышенного напряжения читаются понятно. Выбирается номер входа и минимальное или максимальное напряжение, в данном случае соответственно показаны варианты для настройки фазного и линейного напряжений.


Так как пунктов меню реально много, то чтобы не плодить ненужные фото просто прикреплю табличку из инструкции, где указаны все варианты настроек и значения по умолчанию.

Наверное самым непонятным пунктом является параметр — кратность времени АПВ (автоматическое повторное восстановление) с выбором 0-5. Дело в том, что в процессе тестов я несколько раз попадал на «ошибку кратности АПВ» и долго не мог понять что это означает.
Судя по описанию можно подумать, что изменяется именно кратность времени, так как есть задание этого параметра, но оказывается это количество переключений по аварии, и если они были чаще чем время АПВ, то выдается сообщение об ошибке и переключение обратно не производится.
Т.е. если имеем нестабильный вход, то можно сделать так, что устройство сделает несколько попыток переключения на приоритетный, а если проблемы с ним будут продолжаться, то останется на резервном. 0 — отключение этой функции.
Если повторное отключение произошло через время, большее чем уставка АПВ (по умолчанию 60 сек), то счетчик кратности АПВ сбрасывается.
Думаю что для более понятного пояснения лучше убрать слово «времени» в описании кратности АПВ, так как кратность касается количества попыток, а не времени.



В качестве демонстрации: установлена кратность 3, регулировал первый ввод (он выбран как приоритетный), срабатывает защита от перенапряжения, нормализовал напряжение до того как переключит на второй ввод (для ускорения процесса), на третий раз реле принудительно переключило на второй ввод и оставило в этом состоянии.

Если между срабатываниями пройдет время больше, чем установка времени АПВ, то счетчик сбросится и принудительного перехода на другой ввод не произойдет.


Сначала хотел купить соответствующие контакторы с катушкой на 230 вольт, но когда начал искать подходящие, то понял что мне гораздо проще использовать обычные реле на три группы контактов.
Все дело в том, что для теста нейтраль коммутировать мне не надо, также как не нужна и перекрестная аварийная защита.

В итоге использованы реле на три переключающие группы с катушками на 12 вольт, а питались они от отдельного блока питания.
После соединения вся эта медуза Горгона была подключена к контроллеру в соответствии со схемой из инструкции.


Для первого теста вход второго канала был подключен к выходу системы, т.е. туда, куда по задумке должна подключаться нагрузка, соответственно на правом индикаторе будет то, что выдается на выход.
Поначалу устройство ругалось на «слипание фаз», так как питание было от одной фазы, пришлось в настройках отключить контроль этой аварии.

В инструкции указано что рабочий диапазон устройства начинается от 100 вольт, в реальности стартовало оно примерно при 35-37 вольт, но напряжение не измеряло. Когда входное напряжение поднялось до 43 вольт, то начало показывать что входное составляет 48 вольт и только когда на входе было что-то порядка 47-50 вольт начало измерять корректно.
Дальнейшее повышение напряжения до 250 вольт показало что есть небольшая погрешность, порядка 1 вольта.

На этом этапе можно сказать что все очень даже неплохо, так как входной диапазон получается шире чем заявлено. Правда этот диапазон может быть немного уже за счет того что к устройство не был подключен аккумулятор, следовательно его не надо было заряжать.


Выше проводилась проверка измерения фазного напряжения, но интересно было проверить работу и с линейным. В данном случае в качестве линейного было подано напряжение два входа фаз.
1-5. Здесь также все работало корректно, хотя ошибка измерения напряжения была порядка 1-2 вольта.
6. При этом устройство вполне закономерно ругалось на «перекос напряжений» и «обрыв фаз».
7-9. Как было ранее сказано, выводить на индикатор можно как фазные, так и линейные напряжение по входам, ниже показаны вариант отображения в случае «обрыва» одной из фаз при отображении первой, второй и третьей фазы.

На фото видно, что во всех ситуациях реле не подключает выход, хотя можно отключить контроль и этих ошибок, что может быть полезно в случаях когда лучше иметь две фазы, чем ни одной.


Не обошлось и без некоторых «странностей», которые не мой взгляд можно причислить к ошибкам.
1, 2. На входе 180 вольт, поднимаем до 190, реле корректно включается отрабатывая защиту от пониженного напряжения.
3, 4. Но вот то, что реле также подключает выход на несколько секунд и при подаче напряжения ниже нижнего предела, мне показалось странным. Т.е. ситуация, реле обесточено, подаем 100 вольт, реле стартует, подключает выход, «видит» что напряжение занижено и отключает выход.



Демонстрация автостарта при низком входном напряжении, видно что на входе даже ниже минимально заявленных 100 вольт, но тем не менее устройство включает контактор, который отключает через несколько секунд по аварии «низкое напряжение».

Понятно что последняя ситуация вряд ли возможна при совсем низких напряжениях, так как обычный контактор просто не включится, но все равно как-то странно. Причем если подать повышенное входное напряжение, то такого включения нет, все корректно.


Для корректной работы системы управления генератором, а точнее, для нормальной отработки его запуска и паузы, требуется подключить аккумулятор, который по задумке производителя будет заряжаться самим контроллером. Когда аккумулятор подключили при отсутствии сети, то принудительное включение устройства выполняется кнопкой между 38 и 39 контактом.

В принципе все так и работает, но есть нюансы.
1. После подключения аккумулятора «на холодную» выяснилось, что устройство все равно потребляет от него небольшой ток, порядка 3мА. Ток небольшой, но как всегда есть некоторые «но».
2. При подаче питания начинается заряда аккумулятора током около 30-35мА. В инструкции заявлено «до 60мА», 30-35 конечно тоже попадают под это, но как-то уж сильно велика разница, впрочем может даже и хорошо, так как есть второе «но».
3. Второй нюанс заключается в том, что ограничивается только ток, напряжение окончания заряда почти равняется напряжению источника питания, т.е. 24-25 вольт. И здесь получаем преимущество малого тока заряда, таким током аккумулятор просто не перезарядить.
4. Пока генератор не запущен, ток потребления устройства 85-90мА, после подачи питания на вход 2 (от генератора) аккумулятор начинает заряжаться, тем же током что и ранее, т.е. 30-35мА.

Теперь о нюансах.
Зарядное выполнено по примитивной схеме, без контроля напряжения на аккумуляторе, причем стабилизатор тока линейный.
Так как стабилизатор тока линейный, то имеем заметное рассеивание тепла на нем даже при токе 35мА, расчетно около 0.4Вт в штатном режиме и до 0.87 в нештатном (в случае внутреннего КЗ аккумулятора).
Потребление устройства маленькое, да и питать надо очень мало, пока не запустится генератор и вполне хватило бы аккумулятора емкостью 100мАч, но большое потребление в выключенном состоянии его быстро разрядит.

Итого, я бы на месте производителя сделал несколько улучшений:
1. Предложил аккумулятор в виде модуля на DIN рейку, в корпусе которого был сам аккумулятор, а также схема защиты и заряда.
2. Сразу закладывал работу не со свинцовыми аккумуляторами, а с LiFePO4, а еще лучше, с ионисторами, тем более что емкость нужна небольшая, ну пусть 200мАч.
3. Возможно пересмотрел бы схему, чтобы после разряда аккумулятора реле полностью отключало бы его от схемы.



За подключение аккумулятора отвечает реле, зарядное судя по всему на базе стабилизатора тока с LM317, есть защита от переполюсовки на отдельном транзисторе, очень похоже на привычную схему с полевым транзистором.

Я как-то давно показывал схему переделки обычного ИИП в простой ИБП, там предлагал вариант защиты от переразряда и переполюсовки с использованием TL431 и реле, у которого обмотка питалась через диод от аккумулятора. Ниже кусок схемы, где справа как раз показан этот узел, на мой взгляд так получается даже проще.


К тепловому режиму устройства претензий не было, больше всего греется при подключенном аккумуляторе, на фото 1 нагрев через час. второе фото, нагрев при отключенном аккумуляторе.


Внутри больше всего греется стабилизатор тока заряда аккумулятора, примерно до 60 градусов и реле, до 52-55 градусов.


О режимах работы, здесь их четыре, попробую продемонстрировать.

Режим 0, равнозначные входы.


При пропадании питания или выходе за установленные пределы устройство переключается на другой вход, если он исправен и остается на нем независимо от того, что происходит на первом входе.
Для демонстрации: на втором входе стабильное напряжение, на первом имитирую превышение, при этом если напряжение нормализовалось раньше чем произошло переключение, то устройство возвращается на первый ввод, но если уже переключилось, то возврат не производится.


Режимы 1 и 2, вводы имеют приоритет.


Здесь можно выбрать приоритет ввода 1 или 2, при этом в штатном режиме нагрузка всегда будет подключена к выбранному вводу, но в случае его аварии переключаться на резервный, а когда авария устранена, то возвращаться обратно.
Если параметры сети на резервном вводе также находятся за пределами установок, то нагрузка будет просто отключена.

Для демонстрации: Приоритетный ввод 1, при превышении на нем напряжения происходит автоматическое переключение на второй, а после нормализации и отсчета выдержки, реле опять переключает на первый.



Режим 3, работа с генератором.


Для корректной работы данный режим требует подключения аккумулятора к АВР, кроме того генератор всегда подключается ко второму вводу.
Пример работы с пропаданием напряжения на вводе, генератор подключается ко второму, в качестве имитации генератора его реле управления подает напряжение на второй ввод. Для сокращения времени пришлось уменьшить паузы на старт и выключение генератора до минимальных 5 секунд.

При аварии первого ввода выдается команда на старт генератора и отсчитывается время паузы для выхода генератора на рабочий режим (5-900сек), после чего к нему подключается нагрузка. Переход обратно производится аналогично, выдерживается обычная пауза возврата, после переключения на первый ввод отсчитывается пауза задержки выключения генератора (5-900сек) и далее генератор отключается.

Отмечу продуманную установку времени, сначала она кратна 5сек (до 60 сек), далее кратна 30 сек (до 90 сек).



При превышении напряжения алгоритм тот же самый, впрочем он будет таким же и при других авариях сети, перекос фаз, пропадание, слипание и т.п., если в настройках включена реакция на эти события.


Режимы 4 и 5, работы только с выбранным входом.
Здесь автоматического переключения не происходит, вы выбираете необходимый вход и АВР будет только отключать выход если параметры сети, подключенной к этому входу, вышли за заданные пределы или параметры.

Пример: Работа только со входом 1, напряжение на нем превышено, реле отключает выход, но не переходит на вход 2, где питание в норме и при нормализации питания на входе 1 подключает нагрузку.


Для более удобного управления и контроля за устройством производитель предлагает программу, которая после установки меня немного обругала, пришлось дать ей права на запись в папку, куда она установилась.


Для подключения можно использовать USB или RS485, при этом фактически они будут работать через конвертеры, в моем случае получилось что COM6 это USB, а COM9 это RS485 через USB конвертер. Также можно выбрать связь через TCP, но насколько я понимаю, через соответствующий адаптер.
Сходу из недостатков, ПО не только не ищет автоматически свои устройства, а и не запоминает последнее подключенное, что несколько раздражает, так как приходится каждый раз заходить в настройки.


То, что я увидел при первом подключении, настройки по умолчанию, а так как подключено был только один ввод, да еще и одна фаза, то соответственно куча ошибок.
Уже когда писал обзор, то обратил внимание, что справа вверху отображается «напряжение на выходных контактах» и зеленый значок первой фазы, но насколько я помню, там ничего подключено не было, возможно какие-то наводки.


Важная часть, настройки. Здесь можно настроить все то, что и с передней панели, но делать это гораздо удобнее, а также есть особенность, можно задавать промежуточные значения параметров. Например с панели устройства можно выставить паузу 5 или 10 секунд, а из ПО любое кратное 1 секунде. Сделано так потому, что с панели приходится задавать перебором, а в ПО есть прямой ввод значений.

Небольшой недостаток, при открытии меню настроек надо подождать несколько секунд пока ПО не загрузит из устройства его текущие настройки и не высветит соответствующее окно.


Настройки те же что и с панели, в качестве полезного дополнения есть подсказки к каждому пункту с указанием диапазона настроек и значением по умолчанию.


В полном виде (насколько это возможно при однофазной сети) окно выглядит достаточно информационным, есть возможность контроля как фазных и линейных напряжений по обоим вводам, так и состояния выхода, напряжения аккумулятора, часты и текущих аварий.
Так как устройство отрабатывает при переключении различные временные задержки, то внизу отображается шкала прогресса отработки выдержки.


Некоторые аварийные режимы можно сбросить, например ту же аварию кратности АПВ.


В процессе тестов заметил, что устройство не определяет частоту сети если входное напряжение ниже 100 вольт, но что любопытно, авария по частоте при этом не отрабатывается.


Пока устройство подключено к ПК, то автоматически пишутся все данные поступающие от него, именно на ошибку записи этого файла ругалась система.
Для просмотра данных используется тот же просмотрщик, что был в ПО регистратора РПМ-416


Списко выводимых параметров большой, но вывести одновременно можно только шесть из них.


Разные параметры отображаются разными цветами.


Но как и у РПМ-416 есть некоторое неудобство, шкал только две, горизонтальная и вертикальная, при этом параметры при отображении по вертикальной шкале выводятся в одной размерности. Но в отличие от РПМ-416, здесь это не так критично, хотя неудобство автомасштабирования без возможности кратного отображения величин (например 50, 100, 150, 200 вместо 51.3, 102.3, 154.7) хотелось бы исправить.

Также на этом скриншоте виден «лес» провалов напряжения около середины графика, на самом деле с напряжением было все нормально, просто в это время работа шла через RS485, после переключения на USB все стало нормально. Предположу что проблемы были из-за дешевого конвертера, позже попробую с другим.



Устройство во время тестов работало стабильно и по сути особо каких либо серьезных нареканий не было если бы не одно большое «но».

Проблема состоит в том, что хоть здесь и должна быть гальваническая развязка цепей измерения и контроля, но в реальности все оказалось гораздо сложнее.

Дело в том, что гальваническая развязка бывает разной, например иногда надо просто не иметь непосредственной связи, чтобы не получить «земляную петлю», так называемачя — функциональная. Но в данном случае развязка должна подразумевать не только отсутствие связи, а и определенный уровень электробезопасности.
Делается это для защиты как от поражения электрическим током, если какие либо части выходят наружу корпуса, так и для безопасной работы, если эти части подключаются к другим устройствам.

Просто напомню, обычно считают пробивное напряжение из расчета 1кВ на 1мм и чтобы обеспечить приемлемый уровень безопасности делают расстояние между «горячей» и «холодной» частями не менее 5мм (иногда и больше), дополняя их защитными прорезями.
Прорези нужны от пробоя по поверхности печатной платы. Кто-то скажет, зачем надо иметь такой уровень безопасности если в розетке 220 вольт? Дело в том, что это все в нормальных условиях, но есть влажность, есть пыль, есть статические разряды, высоковольтные импульсы и т.д. и т.п.

Так вот детальное рассмотрение платы показало весьма печальную картину.

1. На фото видна вертикально установленная плата и проходящая под ней дорожка.
2. Проблема в том, что на дорожке основной платы потенциал сети, а на нижнем полигоне вертикальной платы земля платы контроля, расстояние между ними около 1мм. С другой стороны вертикальной платы, в 2мм от дорожки под напряжением, находится точка питания USB конвертера.
3. Верхняя плата, пара оптронов, налево уходят дорожки к измерительным платам.
4. Но под оптронами расстояние между «холодной» и «горячей» стороной около того же 1мм, не говоря о том, насколько тесно переплетены дорожки выше.


Есть такие же места и на нижней плате, синим отмечена «холодная» сторона, красным цепи непосредственно связанные с входным напряжением, оранжевым с нейтралью сети при корректном подключении. На самом деле подобные места есть еще, я отметил те что видны сразу. Меня вообще удивила странная логика разработчиков, которые перетянули высоковольтные делители напряжения так далеко от измерительных модулей и разместили их около «холодной» части устройства…

Получается, что тест на электробезопасность при помощи пробойной установки данное устройство не пройдет и заявленному классу электробезопасности не соответствует.
На всякий случай скажу, маска в данном случае изолятором не является, в отличие от защитных лаков.


Данная ошибка является классической, для примера вариант, где разработчики другого устройства даже сделали защитные прорези около контактов реле, но забыли что дальше у них также есть узкие места. И у них также есть USB разъем, торчащий наружу, а большой полигон это GND этого разъема.


Подобные вещи могут привести к печальным последствиям, ниже на фото блок питания, который пострадал в ходе подготовки обзора. Правее Y-конденсатора точка подключения провода заземления.


Но на самом деле все было заметно печальнее. Я проводил тесты, все было включено так, как показано на схеме, ЛАТР хоть и был подключен не совсем правильно, но выставлен в такое положение, когда по сути он влияния не оказывает.
Выглядело это так:
На АВР подано питание, я регулировал ЛАТРом напряжение, после нескольких регулировок АВР выдал ошибку «кратности АПВ» и отключил контакторы.
Я решил проверить как работает сброс ошибок, выставил ЛАТР в нейтральное положение, подключил USB кабель к хабу, запустил ПО, подключился к устройству.
Все работало корректно, выбрал «сброс аварий», подтвердил, щелчок контактора, затем почти синхронно гаснет свет и раздается щелчок автомата защиты на эту линию.
Первая мысль конечно — что-то напутал, но ведь до этого все работало нормально.
Перепроверил цепи, все нормально, включил автомат защиты, подал питание на АВР, тишина.
Потом подумал, что неплохо бы включить компьютер (он на той же линии, потому выключился). Но на кнопку питания никакой реакции.
Здесь я понимаю, что явно «что-то пошло не так».

В итоге вышло из строя:
1. USB хаб полностью, но его БП исправен.
2. Bluetooth адаптер, пробило, перегрелся, так как БП хаба остался работать.
3. Часы с VFD дисплеем, которые питались от этого хаба, сгорел микроконтроллер
4. Мини ПК, пробой процессора по линиям данных USB и КЗ по шине 3.3 вольта, при этом три SSD, 16ГБ ОЗУ и USB SSD выжили, также исправен и его БП
5. Блок питания монитора, монитор выжил.
6. Предположительно контроллер 3D принтера, но не проверял так как не пользуюсь, просто он был также подключен к миниПК в ту же пару портов.



Обратился в техподдержку, пообщался с одним из инженеров, объяснив ситуацию и также упомянул про одну странность, которая была еще на начальном этапе.
Когда собрал схему с реле (по сути контакторы), то при включении устройство ругалось на залипание контактора, оказалось, что при выключенных реле на клемме 35 (нагрузка L2) было 220 вольт, на клеммах 34 и 36 было около 50 вольт. Прицепил небольшую нагрузку на эту линию, реле включилось. Хотел сфотографировать странную ситуацию, но когда попробовал включить через пару часов, все работало отлично.

Спросил насчет гальванической развязки, подтвердили что развязка есть и даже если я подключу неправильно фазу/ноль, то ничего не произойдет (есть шанс что мог перепутать).
Предположили проблему с одним из резисторов делителя, который мог лечь на плату, он как раз подключен к той линии, где у меня были фантомные 220 вольт.

Да, в теории шанс есть, но посмотрел фото, которое снималось на самом начальном этапе разборки, т.е. как это было изначально и да, резистор прижат одним из стабилизаторов.


Странность заключается в том, что я когда разбирал, то отогнул его в нормальное положение. Уверенности нет, так как при повторном вскрытии фото не делал, но решил проверить.
1. Так по идее резистор должен стоять.
2. Так он мог стать, если бы его прижало к плате.


И даже если его прижать к плате, то все равно он попадает на «голый» участок платы и расстояние до ближайших токоведущих частей не менее 2мм.
Причем судя по проведенному анализу, предположительно пробой произошел на линии данных или (менее вероятно) по цепи 5 вольт. Но по цепи 5 вольт на плате есть резистор и он остался цел.

Далее выяснил, что чип конвертера умер с КЗ по питанию, после того как отрезал его от цепи питания АВР нормально заработал, причем заработал и RS485, чему даже удивился инженер, так как питание у него общее с USB конвертером.


Вариантов сделать устройство безопасным несколько:
1. Сложный, произвести перетрассировку нижней и верхней плат
2. Простой, сделать отдельную гальваническую развязку цепей USB и RS485.

Лично на мой взгляд второй вариант более приемлем и технически проще реализуем, так как оба интерфейса находятся на одной небольшой плате и можно перетрассировать только её. Единственным потенциально опасным местом останется выход для подключения аккумулятора, но здесь можно попробовать обойтись добавлением защитных прорезей и возможно вставкой изолятора. Кстати, изоляция интерфейсов упростит требования к зазорам и в тех местах, где они сейчас нормальные.

Также отдельно технологу возможно надо подумать насчет стоящего вертикально резистора, чтобы его либо вообще нельзя было загнуть, либо обеспечить ему более надежную изоляцию. Кроме того, предложил разворачивать резисторы на 180 градусов, чтобы вверх торчал не тот контакт, который подключен к фазе, а тот, что подключен к нижнему плечу делителя.
Справедливости ради отмечу, что опасался пробоя между этим выводом и корпусом резистора, но под общей термоусадкой обнаружилась дополнительная изоляция этого вывода.


Гальваническая развязка в таком случае чаще всего делается либо при помощи специального чипа ADUM, либо через пару оптронов.

Варианты с оптронами очень часто встречаются даже в китайских устройствах, хотя там тоже есть нарекания к безопасности, но с другой стороны, там и шанс подключения к высоковольтным цепям заметно ниже.
1. Плата USB преобразователей серии DPS и DPH.
2, 3. С RS485 сложнее. Здесь также можно поставить пару оптронов, как это сделано в нагрузке Sousim, но для трансивера нужно еще и питание, потому ставят мелкий DC-DC с гальванической развязкой.
4. Причем DC-DC должен иметь больше расстояние между контактами вход/выход, например как у B0505S-2W, но даже у них декларируется напряжение только до 1500 вольт, а требуется 2500 вольт.



Вот теперь выводы.
Как бы странно это не выглядело, но по большей части устройство понравилось и тому есть несколько причин.
1. Стабильная работа
2. Неплохой функционал, контроль состояния контакторов.
3. Большое количество настроек и как следствие, большая гибкость регулировок
4. Возможность удаленного управления через специальное ПО
5. Возможность работы по протоколу MODBUS, этот момент не проверен, но в инструкции есть довольно подробное описание, возможно будет проверено позже.
6. Работа в режиме регистратора при подключении к компьютеру

Т.е. если подойти к данному устройству в целом, то реально очень неплохо, даже конструкция понравилась, а также то, что применены качественные реле, варисторы, конденсаторы. Качество пайки бы еще подтянуть немного, но в данном случае это скорее эстетическая сторона вопроса.

Но как было описано в конце обзора, есть приличная ложка дегтя в виде низкой надежности изоляции, которая не важна для самого устройства, но критична при подключении к компьютеру, ну и для человека, так как USB разъем доступен для контакта с телом. И здесь мне было бы интересно узнать мнение других читателей, возможно я где-то неправ и на самом деле все не так плохо, т.е. ответить на два классических вопроса — кто виноват и что делать?
Пока в целях безопасности я бы рекомендовал подключаться с применением USB гальванической развязки, хотя это только увеличит уровень безопасности, но не снимет проблему полностью.

Если коротко, то функционально, работоспособно, даже по своему продуманно и надежно, но при подключении внешних интерфейсов следует их считать связанными с сетью и применять соответствующие меры безопасности.

Устройство на данный момент отправлено производителю для ремонта и анализа описанных проблем, но взамен скорее всего будет выслано другое, потому если есть какие-то вопросы касательно софта или особенностей работы, могу проверить.

На этом пока все, надеюсь что было полезно.