Ваттметр в розетку как пользоваться

Бытовые ваттметры в розетку

Никому не нужно объяснять, что такое утюг или радиоприемник, вентилятор или электрическая газонокосилка. Но прогресс не стоит на месте — и недавно появилось такое перспективное устройство, как ваттметр в розетку. Необходимо точно знать, что оно из себя представляет и где, как может применяться.

Зачем это нужно?

Давно не секрет, что бытовая техника потребляет различное количество электроэнергии. Чтобы сэкономить ее, вовсе не нужно ухудшать свое качество жизни. На помощь приходит бытовой измеритель мощности, позволяющий максимально полноценно определить затраты тока.

Он работает ничуть не менее точно, чем электрический счетчик. Отличие от него состоит, однако, в более тонкой разбивке данных по конкретным потребителям.

Виды и использование

Современные ваттметры призваны уже не только экономить ток. Они одновременно выполняют и роль вольтметров, определяя, есть ли напряжение в сети или нет. Существуют аналоговые и цифровые ваттметры для розеток. Цифровое устройство содержит особое табло, куда сразу выводится необходимая информация. Аналоговая техника выдает предварительные показатели, которые надо будет еще обсчитать дополнительно.

Впрочем, при наличии знаний из базового школьного курса физики проблем с этим возникнуть не должно. Кроме того, аналоговые устройства еще и дешевле цифровых разработок.

По внешнему виду ваттметр похож на переходник для розетки. Его панель имеет кнопки, позволяющие управлять устройством.

Внимание: следует убедиться перед покупкой, что устройство может быть включено напрямую в розетку.

Составными частями измерителя тока являются:

электрические датчики;
измерители напряжения;
аналогово-цифровые преобразователи;
микроконтроллеры;
клавиатура для ввода команд и необходимой информации.

Исходя из описания, видно, что отдельные ваттметры способны самостоятельно умножать измеренный расход тока на установленный тариф. Существуют также устройства, которые при чрезмерно высоком потреблении тока подают различные сигналы. Конкретный порядок действий устанавливает инструкция по применению. Но в большинстве случаев алгоритм приблизительно таков:

подключают цифровой измеритель к сети;
проверяют, чтобы он показывал ноль;
запускают необходимую бытовую технику;
через несколько секунд можно будет записать выведенные на дисплей числа.

Иначе работают со счетчиком на аналоговой элементной базе. Внутри есть крутящиеся диски, показания считывают с секундомером в руках. Когда установлена скорость вращения дисков, измеренный расход тока в киловаттах умножают на 3600 и делят на число секунд, за которое повернулся диск. Полученная цифра и окажется коэффициентом мощности. Как видим, ничего сверхсложного в этой процедуре нет.

Что еще необходимо знать?

Существуют ваттметры с отверстиями под аккумуляторы или батарейки. Это позволяет сохранять ранее измеренные параметры и эффективнее сопоставлять данные. У подавляющего большинства ваттметров такие параметры:

номинальная мощность до 3,6 кВт;
номинальный ток 16А;
допустимый диапазон напряжения от 190 до 270 В;
рабочая частота 50 Гц;
наименьшее измеряемое потребление тока 0,1 Вт;
наибольшая погрешность замера 1%;
наибольшее накопленное энергопотребление, которое сможет отразить прибор 10 тысяч кВт-ч;
потребление энергии самим аппаратом не более 0,5 Вт;
допустимые температуры воздуха от +5 до +40 градусов.

В большинстве случаев ваттметр применяют, чтобы узнать потребление тока электрическим чайником, стиральной машиной, электрообогревателем, плитой или холодильником. К сведению: ваттметр в обиходе еще называют «умной розеткой» или «розеточным счетчиком».

Как показывает практика, эти устройства очень ценны для желающих сэкономить на электричестве. Их интерфейс прост и понятен даже тем, кто совершенно не разбирается в электротехнике.

Очень хорошую репутацию имеет Voltcraft Cost Control 3000 Set.

Помимо измерения суммарного расхода тока этот прибор покажет:

напряжение сети;
текущее потребление тока;
оценку расхода на 23 часа, на 30 суток или на календарный год.

Можно порекомендовать и Voltcraft 4500 Pro RU. Этот ваттметр относится уже не к домашнему, а скорее к профессиональному классу. Можно будет узнать частоту тока и сдвиг фазы тока и напряжения. Даже если электропитание прервется, на дисплее значения останутся. Специально для такой опции предусмотрена литий-ионная АКБ.

Из миниатюрных цифровых приборов можно еще порекомендовать HiDANCE 3680W AC Power Meter. Это устройство отличается особо широкой функциональностью. Без проблем можно выяснить напряжение и силу тока, его расход и коэффициент мощности. Разработчики позаботились о возможности вычислить цену потребленной энергии. Внешний вид аппарата очень хорош, а результаты представляются наглядно; однако при обнулении замеров цену электроэнергии придется задавать заново.

Обзор ваттметра можно посмотреть в следующем видео.

Цифровой ваттметр в розетку со счетчиком энергии: обзор устройства и определение нижнего предела функционирования

Ваттметр (измеритель мощности электрического тока) кажется элементарным прибором, но на самом деле он должен выполнить непростую математическую задачу.
Ведь это только в школьном учебнике физики для получения мощности просто надо перемножить ток на напряжение!
А по жизни ток может иметь гораздо более сложную форму, чем синус или постоянный ток; причем фаза тока и напряжения могут не совпадать, и всё это надо как-то учесть.
Современные цифро-аналоговые процессоры (можно назвать микроконтроллерами) позволяют эту задачу решить прямым вычислительным способом: взять величину тока и напряжения за каждый дискрет времени, перемножить их и просуммировать за некоторый интервал времени; в результате чего получить мощность и ещё кучу разнообразных параметров.
В этом обзоре будет рассмотрена одна из многочисленных разновидностей такого рода приборов:

(изображение с Алиэкспресс)

Несколько слов, поясняющих, почему точное значение мощности нельзя получить, просто взяв и перемножив ток на напряжение.

Такой способ — вполне корректен для «идеального» синуса, у которого ток точно совпадает по фазе с напряжением; но в наших розетках нет идеального синуса и нет точного совпадения по фазе тока и напряжения!

Вот пример осциллограммы напряжения в розетке:

Иными словами, такая форма напряжения может создать некоторую погрешность метода, причём в данном случае даже затруднительно предсказать знак погрешности.

А ещё в добавок может быть сдвиг фазы между током и напряжением, разный для разных гармоник сигнала, если в нагрузке присутствует реактивная составляющая.

И вот здесь на помощь приходят цифровые ваттметры, которые могут всё замерить и посчитать, «как надо»! Причём, смогут замерить не только основной параметр (мощность), но и сопутствующие: ток, напряжение, коэффициент мощности (он же — знаменитый «косинус фи»). И, дополнительно — расход энергии и даже денег. 🙂

Внешний вид, конструкция и схемотехника ваттметра

Внешний вид ваттметра представлен на следующих фото:

Ваттметр вставляется прямо в розетку, а в него вставляется питаемое устройство, чью мощность потребления надо измерить. Пользование таким ваттметром удобно и практично!

Собственно, за это такие приборы и называют в народе «ваттметрами в розетку». Звучит немного жаргонно, но суть отражает верно. 🙂

Экран ваттметра — буквенно-цифровой жидкокристаллический, без подсветки.

Обновление экрана происходит примерно раз в 2 секунды. Это — время накопления и усреднения мощности. Производитель мог бы легко реализовать и более быстрое обновление, но это привело бы к «мельтешению» показаний.

На задней стороне прибора находится шильдик с его параметрами:

Всё здесь ясно и понятно, за исключением третьей строки: «Wide voltage range: 230V —-250V».

Ну какой же он «Wide»?! Это не «Wide», а убожество какое-то! Неужели он при стандартном напряжении 220 Вольт не сможет работать?!

Как оказалось, сможет. А вопрос о нижней границе работоспособности прибора будет происследован в обзоре отдельно.

Половинки ваттметра скреплены тремя шурупами и тремя защёлками. Удерживают прибор в собранном виде они очень прочно, но и разборка каких-то больших технологических сложностей не представляет.

Электронная часть прибора состоит из двух плат.

Плата на левой половине отвечает за индикацию, а плата на правой половине — за измерения и вычисления.

С той её стороны, которая обращена к нам, видно несколько важных элементов схемы.

Зелёненький «бочонок» слева вверху платы — это никель-металлогидридный аккумулятор из 3-х элементов ёмкостью 20 мАч на напряжение 3.6 В. Сразу надо сказать, что он — не для работы прибора, а только для подпитки с целью сохранения параметров при отключении от питающей сети.

То есть, прибор с ним включится (по нажатию кнопки), но ничего замерить не сможет (если подать на него какое-то небольшое напряжение).

Под ним — пара электролитов (фильтрация питания), а далее под ними — большой желтый «сухой» конденсатор.

Посмотрим на него в другом ракурсе:

Номинал желтого конденсатора — 0.68 мкФ, он работает реактивным гасителем лишнего напряжения для системы питания самого ваттметра.

Последовательно с ним подключен резистор 33 Ом (справа от конденсатора); он служит для предотвращения резких бросков тока в момент включения ваттметра в розетку.

А слева от конденсатора — шунт в виде скобы из толстой проволоки. Он нужен для замера протекающего в нагрузку тока.

Ещё на этой стороне платы находится кварц, необходимый для тактового генератора аналого-цифрового процессора, расположенного на обратной стороне платы. Вот ей сейчас и займёмся.

Главная микросхема на плате (U3) — специализированный цифро-аналоговый процессор BL6523GX, спроектированный для измерения мощности.

Его структурная схема (взята из datasheet):

Рассматривать эту схему не будем, чтобы не утяжелять обзор.

Ещё одна микросхема (U2), поменьше, — это ATMHK220 24CO2N. Она работает в качестве флеш-памяти с последовательной передачей данных.

Последняя, самая маленькая микросхема (U3, 78L05) — стабилизатор питания 5 В.

Режимы ваттметра

Посмотрим на органы управления ваттметра:

На передней панели имеются 5 кнопок: 4 большие кнопки и одна полускрытая кнопка — RESET.

Кнопкой RESET рекомендую пользоваться при каждом включении прибора в розетку, иначе он может показывать белиберду. После нажатия RESET прибор работает стабильно, проблем нет.

Из остальных кнопок самая главная — это FUNCTION. С помощью этой кнопки пользователь определяет, какую информацию он желает посмотреть.

При нажатии на эту кнопку последовательно переключаются по кругу следующие режимы отображения:

Время работы (с ненулевой мощностью) + мощность + стоимость (если была установлена цена за КВт*час);
Время работы + суммарное потребление энергии (накопление);
Время работы + напряжение в сети;
Время работы + потребляемый ток + коэффициент мощности (косинус фи);
Время работы + минимальная потребляемая мощность за время работы;
Время работы + максимальная потребляемая мощность за время работы;
Стоимость за КВт*час (просмотр и установка).

Остальные три кнопки как раз используются для установки цены за КВт*час.

Как выглядит экран ваттметра в режимах показа напряжения и тока, можно посмотреть на следующих фото (режим мощности был показан выше):

Теперь перейдём к оценке «профпригодности» ваттметра — его тестированию.

Тестирование ваттметра

Первым делом проверяем точность измерения прибором напряжения и тока. Для этого проводилось сравнение показаний с мультиметром DT9205A:

Если взять за основу показания мультиметра, то ваттметр слегка занижает показания по напряжению (на 0.7%). Учитывая ограниченную точность обоих приборов, можно считать, что расхождений нет.

По току расхождение составило чуть больше: 1.5% с тем же знаком (ваттметр показал меньше).

Соответственно, при измерении мощности эти две погрешности сложатся, и погрешность измерения мощности должна будет составить 2.2%. Но эта цифра — только ориентировочная (с учетом возможной погрешности мультиметра).

Конечно, по-хорошему надо бы проверять тестируемый ваттметр не с помощью вольтметра и амперметра, а с помощью образцового ваттметра, сертифицированного Ростестом. Но извиняйте: чего нет, того нет.

Теперь подсовываем прибору простую активную нагрузку — лампу накаливания 25 Вт:

Эх, как же он приятен — тёплый ламповый свет! Но речь в данном случае о том, что номинальная мощность лампы подтвердилась с высокой точностью.

Теперь — небольшая таблица с пробными замерами различной аппаратуры, которая покажет, в том числе, как «дурят нашего брата»:

Тестируемая аппаратура	Номинальная мощность	Измеренная мощность	Измеренный коэффициент мощности
Паяльник	25 Вт	27.3 Вт	0.97
Светодиодная лампа «Старт»	10 Вт	8.3 Вт	0.59
Светодиодная лампа «Старт»	15 Вт	11.8 Вт	0.59
Микроволновка в простое	—	1.8 Вт	0.44
Микроволновка (в режиме 800 Вт)	1200 Вт	1274 Вт	0.91
Зарядка смартфона	10 Вт	11.1 Вт	0.54
Системный блок компьютера (выключен)	—	2.7 Вт	0.35
Системный блок компьютера (включен, в простое)	—	45 — 67 Вт	0.54
Системный блок компьютера (нагрузочный тест OCCT-Linpack)	—	95 — 98 Вт	0.75
Системный блок компьютера (нагрузочный тест OCCT-Большой набор)	—	105 — 111 Вт	0.76

Немного обсудим полученные результаты.

Микроволновка показала результат заметно выше указанной на ней самой номинальной мощности. Учитывая высокий КПД магнетрона, можно предположить, что и на нагрев продуктов пошло не заданные 800 Вт, а значительно больше.

Это — пример обмана в пользу потребителя, но одновременно потребителю надо задуматься и о достаточной «прочности» электропроводки.

Интересной была попытка замерить мощность микроволновки в режиме «320 Вт». Микроволновка периодически то включалась на полную мощность (1274 Вт), то периодически снижала мощность почти до нуля, чтобы в среднем получилось 320 Вт.

Со светодиодными лампами обман получился уже в обратную сторону, т.е. лампам мощности недодали.

В тесте компьютера надо иметь в виду, что это был не игровой компьютер, а компьютер офисного типа. Игровой компьютер будет потреблять значительно больше, особенно в моменты наиболее жарких баталий.

В общем, ваттметр помог совершить много интересных открытий касательно имеющейся в доме аппаратуры.

Последний вопрос в тестировании ваттметра — нижний предел его работоспособности по напряжению.

Для выяснения этого вопроса был использован трансформатор ТПП-282-127/220-50 с множеством отводов от первичной обмотки (своего рода замена ЛАТР-у).

Эксперименты с подключением к разным отводам трансформатора показали, что ваттметр работоспособен при напряжении 112 Вольт и выше (по показаниям самого ваттметра). При более низких напряжениях прибор включался, но ничего не измерял (показывал нулевые ток, напряжение и мощность).

Таким образом, ваттметр будет работоспособным даже при значительных колебаниях напряжения в питающей сети.

Итоги и выводы

Протестированный «ваттметр в розетку» показал точность, вполне достаточную для бытовых применений (без претензий на что-то более высокое). И это — главное.

Естественно, у него есть множество недостатков, простительных за его цену.

У него нет возможности передать данные в компьютер или смартфон; нет и возможности запротоколировать график потребления мощности по времени.

Мне лично ещё не понравилось, что у него нет возможности вывести на экран одновременно мощность, напряжение и потребляемый ток. Чтобы их увидеть, надо поочерёдно переключаться между экранами.

И, конечно, отсутствие подсветки экрана — тоже не украшение.

Но, с учётом цены, право же, всё это — мелочи. 🙂

Купить ваттметр можно на Алиэкспресс по этой ссылке.

Реклама. ООО «АЛИБАБА.КОМ (РУ)» ИНН 7703380158

Кроме протестированного варианта ваттметра в таком же корпусе выпускается ваттметр на основе другого процессора. Он не тестировался, но, вероятно, должен показать аналогичные характеристики.

Всем спасибо за внимание!

Ваттметр: что это такое и как им пользоваться?

Кроме универсальных цифровых мультиметров, у электриков и мастеров по «слаботочкам» крайне востребованы ваттметры. Назначение ваттметра – измерение текущей мощности, потребляемой тем или иным прибором, а также ведение учёта потреблённого количества электричества.

Что это такое?

Ваттметр – прибор, измеряющий потребляемую мощность. Он часто нужен там, где сечение проводов электрокабеля согласуется с суммарной нагрузкой, выдаваемой имеющимися на объекте потребителями. С помощью ваттметра можно измерить энергопотребление как светильника, так и 1–3 электрочайников либо стиральной машины.

Без замера потребляемой мощности на каждом из бытовых приборов, подключённых к старой электропроводке, новая, не имеющая запаса по мощности, может не выдержать нагрузки. Она воспламенится от перегрева и приведёт к пожару.

Устройство и принцип работы

В зависимости от исполнения измеряющих цепей прибора ваттметры подразделяются на две разновидности.

Аналоговый

Аналоговые сигналы по своей природе непрерывны. Для замера мощности пропускаемого по цепи электрического тока применяют электродинамические измерители. Аналоговый гальванометр работает на основе электромагнитного взаимодействия двух катушек. Одна из них – электродинамический статор – надёжно фиксируется в приборе, прикреплена к его каркасу (нижней части корпуса). Обмотка статорной части намотана толстым (до 1 мм или более в диаметре) обмоточным эмальпроводом. Её сопротивление мало. Она включается последовательно с нагрузкой, без добавочных резисторов.

Роторная или подвижная катушка движется в поле статорной. Она закреплена на оси так, чтобы не создавать перекос в зазоре статора при отклонении в любую из двух сторон. Она намотана тонким эмальпроводом, имеет значительно большее сопротивление (и число витков). Если бы её намотали таким же толстым проводом – действие гальванометра визуально было бы никаким. Она подключается параллельно нагрузке через высокоомный дополнительный резистор. Тот, в свою очередь, предотвращает короткое замыкание на цепи и между витками – и выход из строя гальванометра.

Когда ваттметр подключается к сети – вернее, сеть включается через него – подвижная и неподвижная катушки вырабатывают свои магнитные поля. Взаимодействуя этими полями друг с другом, роторная катушка поворачивается на определённый (расчётный) угол. К оси катушки подвешена стрелка с плоской пружиной. Та возвращает саму стрелку в исходное (нулевое) положение – сразу же после отключения ваттметра от сети. Направление стрелки совпадает с плоскостью подвижной катушки – они обе прикреплены друг к другу.

Конец неуравновешенной стрелки может падать на пластину с нанесённой на неё и отградуированной шкалой, задевать за неё при движении по самой шкале. Чтобы исключить такое подтормаживание стрелки, фирма-приборостроитель балансирует её при помощи металлического волоска (стремени), расположенного у самой оси, вокруг которой поворачивается и сама катушка.

Стремя может быть заменено противовесом на соосном со стрелкой конце её нижней части – либо одно дополняет другое.

Такая конструкция отдалённо напоминает микроскопические весы или каплю в жидкостном уровнемере, находящиеся в точном равновесии, в центре. Сам противовес напаивается из легкоплавкого металла или сплава. Стрелка балансируется по уровню – в лежачем и стоячем положении гальванометра. Если прибор упадёт, балансир порвётся, то такой гальванометр считается испорченным и подлежит переработке.

Важно! Градусы, на которые поворачивается катушка со стрелкой, эквивалентны количеству вольт-ампер, пропускаемых сейчас по цепи. Некоторые модели приборов, подобно электрокардиометру, снабжены не гальванометром, а самописцем – они печатают таблицы значений тока, напряжения и мощности, либо выводят на рулоне бумаги график мощности.

Цифровой

Электродинамический гальванометр в таком ваттметре заменён цифровым устройством, работающим на основе предварительного измерения силы тока и напряжения. Последовательно с нагрузкой к входу прибора подключается датчик тока – аналог простого амперметра. Параллельно – датчик напряжения (аналог обычного стрелочного вольтметра). Элементная база, из которой собираются эти датчики, включает в себя термопары, контрольные трансформаторы тока, термисторы и так далее.

Далее в дело вступает АЦП – микросхема, преобразующая аналоговый сигнал в цифровой. Эти данные передаются на кристалл микропроцессора. Сам процессор определяет величину (ре) активной мощности. Обработанные сведения передаются в оперативную и флеш-память и доступны для считывания внешними устройствами. В более дорогих моделях ваттметров они передаются через COM- или USB-порт – и в любой модели отображаются на дисплее.

Сфера применения

Измерение мощности, потребляемой приборами – общая задача ваттметров. Она решается в сферах промышленности на целом ряде производств, где вырабатывается электроэнергия, строятся машины и механизмы всевозможного назначения, а также обслуживаются и ремонтируются бытовые и промышленные электроприборы и электроустановки. Собрат ваттметра – электромеханический либо полностью электронный счётчик киловатт-часов, установленный у входа в каждый дом, квартиру, офис, магазин или этаж производственного предприятия.

Но ваттметр – более продвинутая версия электросчётчика. Он – один из эффективных инструментов специалиста по ремонту бытовой электроники (вплоть до компьютеров) и радиолюбителя.

Задача такого специалиста – рассчитать, сколько электроэнергии конкретное устройство может сэкономить, ничуть не теряя в функциональности и быстродействии.

Область применения ваттметров:

определение мощности устройств;
тестирования электрических цепей и схем – частично или полностью;
испытание электроустановок;
тестирования устройств и оборудования на наличие неисправностей;
потребительский расчёт и учёт электроэнергии.

В последнем случае ваттметр выполняется в виде удлинителя с несколькими розетками, подключёнными через сам прибор, кнопками управления, а также цифровой шкалой или полноценным ЖК-дисплеем. Это законченное решение – включается в сеть, сразу же готово к работе.

Разновидности и обозначения

По частоте тока, мощность которого измеряется, ваттметры подразделяются на следующие группы:

низкочастотные и постоянного тока;
радиочастотные (потребляемой и поглощаемой мощности);
оптические.

Низкочастотные

Низкочастотные ваттметры применяются в сетях переменного тока и электроустановках постоянного. Так, переменные ваттметры подразделяются на однофазные и трёхфазные. Для определения реактивной мощности в сети используются так называемые варметры. Если вам попался цифровой ваттметр – он считает активную и реактивную мощность. Маркируются такие ваттметры буквой Ц, рядом с которой ставится номер, определяющий класс точности прибора, пределы измеряемой мощности и модель, например, Ц301, Д8002, Д5071.

Радиочастотные по поглощению

Для поглощаемой мощности на радиочастотах используется внушительная подгруппа ваттметров. По видам они разделяются благодаря наличию нескольких типов и разновидностей датчиков, с которых и считываются показания. Для радиочастоты в качестве датчика подойдут термопара, термистор и пиковый обнаружитель, гальваномагнитные и пондеромоторные комплектующие. Однако радиочастотное излучение зачастую отражается, такой ваттметр измеряет поглощённую, а не реально попадающую на датчик мощность.

Ваттметры с термистором включают в себя принимающий конвертер на основе термистора или болометра. К нему подключён измерительный мост. Для разогревания термистора применяется источник обычного переменного тока. Термистор меняет своё сопротивление при нагреве. Температура разогреваемого термистора определяется уровнем мощности сигнала, попадающего на него.

Путём разницы между мощностью переменного тока, нагревающего сам термистор, и падающей радиочастотной мощностью, вычисляется реальная измеряемая мощность.

В процессе измерения рассеиваемая на термисторе мощность радиоизлучения – вместе с мощностью переменного тока – не приводит к значимому изменению сопротивления термистора. Оно стабильно за счёт работы измеряющего моста, реагирующего на изменение подогревающего термистор тока. Вся эта цепь раньше работала за счёт ручных регулировок – сейчас же задачу подстройки взял на себя цифровой модуль, автоматически вмешивающийся в вышеперечисленные параметры. Термисторные ваттметры работают с рассеиваемой на приборе мощностью до нескольких милливатт. Этот предел превышаем за счёт делителей входной мощности, вызывающих при этом ещё большую недостоверность проводимых измерений, пример – М3-22А, M3-28.

У калориметрических ваттметров вместо термистора применяют особый нагрузочный элемент, с которого тепло отдаётся на преобразователь, собранный на термисторе. В качестве посредника выступает рабочее тело – очищенная вода либо жидкость, способная её заменить. Эта жидкость протекает с постоянной скоростью, проходя через входной нагрузочный элемент, конвертер и уносящий излишнее тепло элемент, пример – приборы М313, МК3-68/70.

У термоэлектрических ваттметров используется термопара – одна или несколько – с непосредственным и опосредованным нагреванием. В процессе измерения мощности разогретый стык термопары разогревается ещё больше от мощности сигнала, с которого прибор снимает показания. Схема вырабатывает температурное электрическое напряжение. Это напряжение и является сигналом, идущим на АЦП цифрового ваттметра или на гальванометр аналогового, например, термоэлектрическими являются ваттметры М3-51/56/93.

«Пиковые» ваттметры чувствительны к мощности импульсного сигнала, но замер мощности такого сигнала неточен. Такой прибор легко сделать из переменного вольтметра, подключив к нему нагрузочное устройство с сопротивлением, совпадающим с волновым сопротивлением фидера.

Оконечным узлом является электронносчётное устройство с мощностной шкалой. Примерами ваттметров, содержащих пиковый детектор, являются М3-3А/5А.

Радиочастотные по прохождению

Первоначальным конвертером (преобразователем) в таких приборах является направленный разветвитель – узел, отбирающий из основного канала небольшую часть мощности. Она поступает на вторичный конвертер – например, через детектор огибающей сигнала или термоэлемент. Полученный сигнал передаётся к АЦП или гальванометру. Для частот 150–1620 кГц применение разветвителей осложнено. Вместо них применяют датчики по току и напряжению. Такими деталями выступают трансформаторы по напряжению и току.

Полученные значения умножаются друг на друга по фазной разнице. Пример использования такого устройства – определение мощности, отправляемой передатчиком в антенный кабель. В СВЧ-диапазоне – 300–3000 МГц применяют термисторные, гальваномагнитные и термоэлектрические датчики в стенке волновода. Пример такого прибора – М2-23/32 или NAS.

Лучшие модели

Стоит подробнее рассмотреть самые востребованные модели.

Robiton PM-1– бюджетный прибор для слежки за расходом электричества одним потребителем. Универсальное устройство – можно включить и работать сразу же. Оно отобразит, сколько конкретное бытовое устройство расходовало электричества за определённый период. Оно подходит для электроплит и водонагревателей. Прибор не работает при околонулевой температуре на улице.
HiDANCE 3680W AC Power Meter измеряет ток нагрузки и сетевое напряжение, определяет коэффициент и потребляемую мощность. Это многофункциональное цифровое устройство, предназначенное для расчёта энергоэффективности комнаты. Он высокоточен, работает в нескольких режимах, но требует повторного введения стоимости киловатта энергии после отключения нагрузки.
Espada TSL 1500WB предназначен для проверки нагревательных приборов по эффективности прямо в магазине. Он имеет двухтарифный режим, оповещение о превышении разрешённой по техпаспорту мощности. Он подсвечивает экран в темноте, высокоскоростной и очень точный, но трудно сменить батарейку или аккумулятор.
Мегеон 71016 – китайская модель, непрерывно считывает все показатели, измеряет концентрацию углекислоты в закрытых комнатах и помещениях.
Brennenstuhl PM 231 измеряет, кроме реальной мощности, напряжение, ток и частоту. Он безопасен для детей, но слишком малый шрифт на дисплее.
TP-Link HS110 – удалённая слежка и управление по интернету, позволяет выключить подключённые устройства или ограничить мощность.
Edimax SP 2101W позволяет настроить работу потребителей по расписанию. Это заменитель «умной розетки».
Energenie EGM-PWM – полный удалённый контроль, без «привязки» к ПК.
Киловаттметр Д305 – трёхфазная полупрофессиональная модель, создана для расчёта энергоэффективности цехов и этажей предприятий. Это аналоговый вариант, что замеряет до 40 кВт проходящей мощности.
Д365 замеряет до 120 кВт.
HN-PM1 – бездисплейная модель с модулем Wi-Fi. Ставится на DIN-рейку в щитке.

Измеряет, управляет и защищает. Обзор энергометра и умной розетки в одном устройстве

Понадобился ваттметр, но на глаза попалось более интересное устройство. Помимо функций обычного ваттметра в памяти устройства заложены разные, настраиваемые сценарии включения и выключения нагрузки. А подключив устройство через приложение к смартфону получаем умную розетку с отображением информации на экране смартфона и цветном дисплее счетчика энергии.

Бренд/модель: Atorch S1W	Рабочее/измеряемое напряжение: AC 85-265 В 50/60 Гц
Измеряемый ток: 0-10 A Max 16 A	Максимальная измеряемая мощность: 3680 Вт
Диапазон измерения энергии: 0 ~ 1999 кВт	Коэффициент мощности: 0-1.00 Pf
Измерение частоты: есть	Точность измерений: + 1%
Рабочая температура: -10 °C ~ + 60 °C	Частота Wi-Fi: 2,4 ГГц
Размеры: 1337673 мм	Экран: TFT 2,4 дюймf 320*240 пикселей
Приложение: Smart Life, Tuya Smart	Функции: месяц/день/недели/время, таймеры, защита от перенапряжения/перегрузки по току/по мощности, расчет стоимости потребленной электроэнергии

Судя по упаковке производитель придерживается правила: «Главное внутри». И это так. Коробка сделана из обычного упаковочного картона без всяких принтов и надписей. На стикере сбоку указана версия ваттметра, тип вилки, нанесен QR код для скачивания приложения и приведена краткая инструкция установки приложений для блютуз и WiFi версий устройства. В целом вариантов исполнения пять: WiFi, блютуз, WiFi или блютуз с выносным датчиком температуры и WiFi версия с выносным датчиком температуры и влажности. Вариации приятно удивляют, в моем случае версия WiFi без выносных датчиков.

В комплект входят ваттметр и инструкция на английском и китайском языках.

Инструкция обширная и подробная, и ее стоит изучить так, как ваттметр может работать в автономном режиме с несколькими настраиваемыми алгоритмами и через приложение.

Невзрачность коробки посеяла мысль, что устройство будет таким же неказистым, но нет, все в порядке. Изготовлен ваттметр качественно, пластик не отдает дешевизной, корпус собран без скрипов и люфтов. Сверху расположен цветной экран с диагональю 2,4 дюйма. Все управление осуществляется тремя кнопками под ним. Розетка европейского типа с контактами заземления и шторками от детских пальцев и посторонних предметов.

На задней стенке, соответственно, евровилка, краткие характеристики, наклейка актуализирующая версию ваттметра и решетка биппера для подачи сигнала в разных ситуациях. Пугаться не нужно, звук можно отключить.

Корпус используется один для всех версий прибора и для выносных датчиков сбоку есть окна.

Сразу после включения начинается инициализация программного обеспечения. Картинка появляется на несколько секунд и переключается на следующую с QR кодом для загрузки приложения.

Эти шаги можно пропустить зажав кнопку М, но будем последовательны, установим приложение Tuya Smart. Альтернативное приложение Smart Life. Ваттметру требуется WiFi 2,4 ГГц. Если не переключиться с 5 на 2,4 ГГц, то на экране ваттметра появится соответствующее сообщение. Подключение счетчика к приложению проходит в обычном порядке — приложение обнаруживает счетчик и добавляет его в список устройств.

Взаимодействие пользователя с ваттметром, а теперь умной розеткой, осуществляется через три закладки приложения.

В таблице на домашней, главной странице приложения отображаются состояние розетки ваттметра (вкл/выкл), данные значений напряжения, тока, потребляемой мощности, частоте переменного тока в сети, потребленных кВт*ч, сколько за них придется заплатить. Определяется не важный для кошелька бытового потребителя, но интересный в плане понимания составляющих потребления отдельным электроприбором коэффициент мощности. Так же отображается температура воздуха внутри корпуса ваттметра. Зачем? Видимо, для контроля его нагрева.

Ниже можно посмотреть графики напряжения, тока, мощности и статистики потребления и стоимости.

В нижней строке находятся кнопки включения, выключения, установки простого таймера и таймера с повтором, уведомлением, состоянием розетки ваттметра

Особый интерес представляет закладка «Device interface» в центре домашней страницы. У данного прибора есть восемь сценариев работы. Их можно выбрать в приложении, а можно кнопками на самом ваттметре. Подробнее остановимся на них там.

Для краткости отдельную закладку приложения с графиками пропустим. Если на главной странице их было два и они отображают пару-тройку параметром одновременно, то здесь шесть отдельных графиков напряжения, тока, мощности и т.д. Можно посмотреть любой график за сегодня, вчера, месяц назад и тому подобное.

Много интересного можно найти в меню настроек (третья закладка приложения). Здесь можно установить яркость экрана ваттметра, яркость экрана в режиме ожидания, время переключения в режим ожидания, установить порог отключения по напряжению (минимум 0, максимум 275 Вольт).

Тут же устанавливаются пороги защиты по току и мощности, устанавливается состояние розетки ваттметра — нормально открытое, подключенное или контролируемое кнопками ваттметра. Во втором случае и без приложения розетку можно отключить или включить кнопками, в первом -нет. Есть возможность выбора вида экрана при переходе счетчика в режим ожидания. Дело в том, что режим ожидания тут не похож на режим ожидания, например, телевизора. Прибор не уходит в спячку, погасив экран. Здесь происходят два действия — меняется яркость экрана и вместо экрана с подробными данными выводится лишь показатели величин напряжения, тока, потребляемой мощности и кол-ва кВт*ч.

Можно установить время задержки восстановления после перенапряжения и состояние розетки после отключения напряжения в сети — выключено, включено или запоминание последнего включенного состояния.

Поскольку у нас не просто какой-то ваттметр, а счетчик энергии с расширенными возможностями, и стоимость одного кВт*ч электроэнергии в разное время суток или при превышении какого-то уровня потребления может быть разной, то задать можно три варианта счета стоимости потребленной электроэнергии. Если стоимость кВт*часа остается неизменной, то ее значение можно задать в приложении.

Ну, и отдельными виртуальными кнопками можно обнулить данные ваттметра, сбросить связь с роутером или сбросить ваттметр до заводских настроек. В зависимости от того как будет установлен счетчик в розетку (экраном вверх или вниз) можно развернуть отображение информации на его экране.

Теперь посмотрим, как это все это выглядит на экране ваттметра в автономном режиме без приложения.

Сразу посмотрим для лучшего понимания на экран ждущего режима. Какой бы сценарий из восьми не был выбран, если установлен переход в ждущий режим, то через заданное время ваттметр сменит изображение на экране, но подсчеты про себя все равно вести будет. В ждущем режиме на экране только данные воль-, ампер-, ваттметра и счетчика потребленной энергии.

Для входа в меню настроек нужно на несколько секунд зажать кнопку М на панели счетчика. Всего здесь 17 пунктов. Для перехода по ним кнопку М нажимаем кратко, а кнопками — и + устанавливаем нужные значения.

Теперь рассмотрим предустановленные сценарии и информацию на экранах. В качестве нагрузки будет тепловентилятор. Меняются сценарии (экраны) удержанием кнопок — или +.

Первый сценарий — установка тарифа и подсчет стоимости потребленной электроэнергии.

По умолчанию установлен Прайс-А. В этом случае тариф всегда постоянный и не зависит от объема потребления электроэнергии или ее стоимости в зависимости от времени суток.

На фото видим индикаторы питания и блютуз — питания горит всегда, блютуза медленно моргает. Однако у нас версия WiFi и на экране ваттметра значок блютуз перечеркнут. Там же видим дату, время, день недели, значок WiFi, звукового сигнала и температуру внутри прибора.

В розетку ваттметра включен тепловентилятор в режиме вентиляции без нагрева. Мощность потребления составляет всего 9 Ватт. Однако тут интересен коэффициент мощности. Само по себе понятие коэффициента мощности тема для отдельного, обстоятельного разговора. В целом он колеблется в диапазоне от 0 до 1. И чем ближе к единице, тем лучше. Если в двух словах, то он показывает насколько эффективно электроприбор использует электроэнергию. Так, при активной нагрузке (кипятильник, лампа накаливания, ТЭН нагревательного бака, спираль фена, тепловентилятора ) коэффициент мощности будет равен 1. Там же, где нагрузка реактивная (индуктивности, конденсаторы, обмотки двигателей) коэффициент мощности всегда будет ниже единицы. Для бытового потребителя это маловажно, а вот предприятия за «реактив» платят немало и вынуждены оснащать свои электросети компенсирующими устройствами, подтягивая коэффициент мощности как можно ближе к единице. Производители техники, в том числе бытовой, так же в схемах электроприборов стремятся вводить схемы коррекции коэффициента мощности, но далеко не всегда и далеко не все.

Но вернемся к тарифам. Для Прайса-А мы можем поменять стоимость кВт*часа. Кратким нажатием кнопки М заставляем мигать разряды под надписью Price-A и кнопками — и + устанавливаем нужное значение. Можно подтвердить кратким кликом кнопки М, можно оставить моргать, ваттметр запомнит сам. Для примера, меняем стоимость кВт*часа на 2 условных доллара, рубля, юаня, включаем тепловентилятор на первую ступень мощности нагрева и счетчик считает Ваши деньги за обогрев тепловентилятором под надписью Bill. Обратите внимание, коэффициент мощности при включении нагрева спирали уже равен единице.

Через меню настроек (или приложение) можно выбрать Price-B, когда тариф меняется в зависимости от объема потребления, или Price-C, когда тариф меняется в зависимости от времени суток для каждого из четырех промежутков. Предустановлены промежуткb с 0 часов до 7, с 7 до 11, с 11 до 19, с 19 до 0 часов. Их, как и тарифы, также можно менять.

Второй сценарий или экран — Smart Power off (A) — отключение розетки ваттметра через заданное время, если потребление упадет ниже заданного количества Ватт.

Третий сценарий — Smart Power off (B) — отключение розетки ваттметра через 1 час, если потребление возрастет выше заданного количества Ватт.

Четвертый и пятый экраны — таймеры отключения и включения вплоть до 99 часов 59 минут.

Очень интересный и полезный шестой сценарий — циклический таймер. В умных розетках такую функцию можно встретить не везде, а здесь есть. Использовать можно, например, для включения обогревателя на, скажем, 20 минут. Потом перерыв в течении заданного времени и снова включение. Для поддержания какой-то температуры вполне приемлемо.

Седьмой сценарий — Timing Count Down. Начальное состояние розетки — отключена. Через заданное время включается на установленное время и снова отключается.

И восьмой, последний экран сценариев — Security Protect. Здесь устанавливаем пороги защиты по перенапряжению (мах. 275 Вольт), по току (мах 20 Ампер) и потребляемой мощности (мах 5500 Вт). В момент достижения заданного порога розетка отключается, а на экран выводится сообщение о отключении по причине превышения тока, напряжения или потребляемой мощности. Например, какой-то прибор работал без присмотра и случилось превышение порога. Розетка отключится, а пользователь на экране прочтет по какой причине она отключилась. Если же ваттметр подключен к WiFi, то на телефон еще и уведомление придет.

И в завершении несколько примеров измерения мощности.

Лампа накаливания мощностью 75 Вт. Все честно. Нагрузка резистивная, коэффициент мощности равен единице.

Светодиодные лампы Онлайт мощностью 6 и 11 Вт. В работе два года и далеки от идеала.

Умная светодиодная лампа Philips мощностью 9 Вт на полной яркости. В эксплуатации два года, мощность в порядке.

Утюг. Мощность указана 1600 — 2000 Вт.

Телевизор Samsung QE55Q70T сразу после переключения в режим ожидания и в работе. Удивил так, как потребление не падает сразу до заявленных 0,5 Вт. Сначала 15, а через минуту уже 0,5 Вт.

Кондиционер в режиме ожидания и обогрева.

Что можно сказать, подводя итог? Ваттметр в хозяйстве вещь полезная, всегда можно узнать действительное потребление того или иного электроприбора. Модель Atorch S1W на фоне других счетчиков энергии выделяется особо так, как по сути здесь два устройства в одном — счетчик энергии с цветным экраном и умная розетка. Причем управлять можно как кнопками с панели сабжа без связи через интернет, так и с помощью приложения. Согласитесь, это удобно. Не особо огорчает отсутствие перевода интерфейса на русский язык — меню и функции просты и интуитивно понятны. Предустановленные восемь сценариев работы наверняка найдут свое применение в реальной жизни, но особенно порадовали виды таймеров, включая циклический, и защита от перегрузок.

Реклама: ООО «АЛИБАБА.КОМ (РУ)» ИНН: 7703380158, erid=2SDnjbyrTqJ

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

Об авторе

Люблю разбираться как работают разнообразные устройства, как устроены, выявлять слабые и сильные стороны, сравнивать с другими подобными. Контакты для связи по вопросам сотрудничества: электронная почта — inko1973@rambler.ru Skype: inko1973

А так же другие интересные подборки: