Измерительная розетка Ziglint: Амперметр, Ваттметр, Вольтметр для каждого. + счетчик трат на электроэнергию.

Содержание статьи:

По установленному в квартире электросчетчику энергии сложно определить, какое ее количество потребляется отдельным прибором, подключенным к домашней сети. Знать эту величину пользователям необходимо для того, чтобы навести порядок в системе учета потребителей, эксплуатируемых постоянно. Решить проблему поможет портативный электронный прибор, включаемый прямо в розетку и называемый ваттметром.

Общая информация

Розетка-измеритель мощности Энергомер

Ваттметр или счетчик электроэнергии переходник в розетку представляет собой компактное независимое устройство, предназначенное для измерения мощности, потребляемой конкретной нагрузкой. Помимо этого на табло современных измерителей потребления электроэнергии в розетке отображаются следующие параметры:

• величина действующего напряжения в сети;
• расчетное время работы данного потребителя;
• ориентировочная стоимость расходуемой энергии за определенный промежуток времени.

Счетчик потребления электроэнергии бытовой подключается параллельно нагрузке и поэтому забирает на себя ее часть из электросети.

Величина отбираемой измерительным прибором мощности настолько мала, что не учитывается при подсчете общего расхода энергии.

• приборы учета тока и напряжения;
• аналогово-цифровой преобразователь (АЦП);
• микроконтроллер;
• наборное поле и индикатор, необходимые для ввода-вывода данных.

Все эти составляющие при совместной работе обеспечивают требуемую функциональность прибора для измерения потребленной электрической энергии.

Принцип работы ваттметра

Все произведенные прибором операции выводятся на дисплей

Работа устройства основывается на электронном алгоритме подсчета электроэнергии в ваттах, производимом путем умножения показаний измерителей тока и напряжения. Каждое из них регистрируется отдельным модулем, входящим в состав прибора, а затем полученные величины обрабатываются в АЦП и перемножаются в соответствующем виде.

Представление информации в цифровой форме упрощает все вычислительные операции и позволяет выводить итоги на экран дисплея.

Микроконтроллер, встроенный в портативный счетчик, управляет работой всех частей электронной схемы и обеспечивает выполнение следующих операций:

• измерение величины, расходуемой в единицу времени мощности (в киловаттах);
• вычисление и вывод на индикатор показателя действующего напряжения в сети (в Вольтах);
• индикацию тока в линии нагрузки (в Амперах);
• учет времени непрерывной работы потребителя.

В некоторых «продвинутых» моделях ваттметров предусмотрена приблизительная оценка стоимости электрической энергии, потребленной за определенный временной промежуток. Ее значение также выводится на экран встроенного дисплея.

Внешний вид и характеристики ваттметров

Кнопка P предназначена для установки режимов работы прибора

Внешне прибор для измерения расхода электричества напоминает компактный переходник в розетку, на лицевой панели которого имеется поле с наборными кнопками и электронный дисплей. Для приведения его в рабочее состояние достаточно воткнуть прибор в розетку и выставить текущее время. По завершении этих операций ваттметр переходит в режим автоматического учета потребления электрической энергии.

Технические характеристики электронного прибора можно представить в следующем виде:

• Напряжение питания – 190-270 Вольт.
• Максимальная мощность в нагрузке 3,6 кВт.
• Потребляемый ток – до 16-ти Ампер.
• Дискретность показаний по мощности – 0,1 Ватта.
• Точность измерения (погрешность снятия показаний) – 1 %.
• Максимальная величина учитываемой прибором энергии – до 10000 кВт/час.

Потребление электроэнергии на собственные нужды не превышает 0,5 Ватта, а температурный диапазон, в котором прибор работает удовлетворительно – от плюс 5 до 40 градусов по Цельсию.

Плюсы и минусы измерителей потребления энергии

Измеритель энергии прост в обращении

К достоинствам электронных устройств типа «розетки счетчики электроэнергии» можно отнести:

• доступность для любого пользователя;
• возможность оценить каждый имеющийся в доме бытовой прибор по его энергоемкости;
• простота обращения.

Кроме того, по выводимым на индикатор показаниям пользователь получает полное представление о параметрах действующей электросети.

На основе считанных с электронного табло данных удается оценить затраты на электричество за фиксированный промежуток времени.

• наличие ограничения по максимальной нагрузке (не более 3,6 кВт);
• невозможность применения адаптера в неотапливаемых помещениях.

Большинство образцов электроприборов, подключаемых к домашней сети, укладываются в максимальный показатель по мощности.

Способы применения счетчика электроэнергии и особенности эксплуатации

Мини-устройства отразят работу каждой розетки в отдельности

Согласно инструкции по применению компактного электросчетчика, обращение с ним сводится к следующим простейшим операциям:

1. Измеритель вставляется в розетку.
2. К сети через него подключается тестируемый прибор.
3. После сброса начальных настроек на экране появится учитываемая счетчиком информация.

В процессе эксплуатации цифрового прибора необходимо внимательно следить за исправностью розетки, от качества соединений которой зависит работоспособность счетчика электроэнергии.

После пропадания электричества в сети изделие придется переустанавливать вновь, поскольку счет показаний прервется. В некоторых моделях эти значения сохраняются во внутренней памяти устройства. При желании их можно будет вызвать на индикатор набором на кнопочном поле соответствующей комбинации (смотрите инструкцию).

«Умная» розетка

Электронная розетка с таймером

Первые образцы так называемых «умных» или смарт розеток появились у хозяев личных загородных хозяйств, вынужденных контролировать состояние задействованного в доме оборудования. Современные умные измерители, основной функцией которых является учет расхода электричества, позволяют:

• Программировать время включения и выключения бытовых приборов.
• Автоматически запускать важные процессы еще до возвращения хозяина с работы, экономя на расходе электроэнергии.
• Отключать оставленные по недосмотру включенными приборы, а также защищать дом от проникновения посторонних лиц.

Эти устройства используются в тех областях, где востребована защита от забывчивости и принятие необходимых мер в отсутствие хозяина. Для этого в них предусмотрена опция, позволяющая управлять домашним оборудованием через смартфон с установленным на нем специальным приложением.

Еще один вариант удаленного управления предполагает отправку коротких СМС сообщений на определенный номер. После посылки соответствующей команды автоматически включаются музыкальный центр или подобная ему техника, создающая впечатление присутствия в доме хозяина. Современные модели бытовых ваттметров представляют собой дальнейшее развитие принципа умной розетки, поскольку обладают всеми ее признаками.

Современные интеллектуальные ваттметры

Розетка с встроенным ваттметром

В состав современных интеллектуальных ваттметров, устанавливаемых в розетку, входит электронный модуль, обеспечивающий надежную связь с владельцем дома посредством Интернета. Управление осуществляется на расстоянии через мобильный смартфон или другой девайс. За счет этого функционал умных ваттметров существенно расширился. С их помощью удается дистанционно отключать работающее в доме оборудование при возникновении нештатных или аварийных ситуаций.

Такие приборы широко применяются в исследовательских лабораториях, занимающихся усовершенствованием принципов энергосбережения.

В качестве примера интеллектуальной розетки-ваттметра к рассмотрению предлагается модель TP-Link HS110, пользующаяся большой популярностью у потребителя. Ее работа характеризуется следующим образом:

• управление и снятие показаний по потребленной мощности возможно на расстоянии;
• предусмотрена дистанционная коммутация домашних потребителей электроэнергии;
• удаленный мониторинг энергопотребления позволяет пользователю выбрать оптимальный режим работы отопления, а также поможет выставить нужный уровень потребляемой мощности.

Несмотря на все достоинства умных измерителей энергии, включаемых в розетку, у них имеются и определенные недостатки: высокая стоимость интеллектуальных изделий и зависимость их функциональности от надежности действующего канала связи.

В современном мире любой вид энергии любит учет, будь то потребление пищи или простая лампочка накаливания (если еще остались такие). На упаковках с едой пишут состав и примерное содержание энергии в килокалориях, а на любом электроприборе принято указывать его потребление. И если с простой осветительной лампой все более менее понятно, то посчитать например потребление электрического водонагревателя или скажем пылесоса уже сложнее. Да и как быть с приборами которые работают в спящем режиме, с одной стороны он практически не «едят», а с другой все же что-то да потребляют. Вот как раз для таких замеров и потребуется хитрый прибор под названием «Энергомер». Как заявлено на этикетке прибора он создан для измерения потребляемой мощности электроприборов а так же для простоты расчетов нагрузки на розетку.Внешний вид энергомера крупно

Ну чтож, проверим как он работает. Вставляем в розетку, и пока прибор включается и происходит загрузка программы в микроконтроллер, на экране можно видеть все возможные символы. Включение происходит не долго, но и не моментально, где-то секунду или две. Дальше энергомер сразу показывает напряжение в розетке а так же частоту переменного тока в ней. Для удобства в энергомере есть часы с отображением дня недели, настройка которых происходит по нажатию на кнопку «SET», по началу конечно с непревычки жмешь на неё часто и сразу попадаешь на редактирование времени. Я бы сделал вход в режим редактирования с небольшой задержкой, для устранения этого неудобства, ну да ладно, прибор звезд с неба не хватает 🙂Переходим к непосредственно замерам. Первым подопытным будет осветительная лампа. Мы недавно переехали в свою квартиру и я сразу везде ставил светодиодные лампы, фактически у нас нет ни одной лампы в стандартных цоколях. Самая распространенная – с цоколем G10 и тому подобные. К счастью у меня нашелся микрософит для съемок в софтбоксе и в нем старая галогеновая лампа на 50 Вт. Вот на нем и будем экспериментировать. Для начала посмотрим потребление с галогеновой лампой: Как видно, потребляет она 46,5 Вт⋅ч что близко к заявленному номиналу в 50 Вт⋅ч, соответсвенно в моем случае она «кушает» 16 копеек в час днем (тариф 3,35 р за кВт⋅ч днем). Следом меняем лампочку на диодную: При схожей, на взгляд, светоотдаче (к сожалению замерить не чем) потребление у LED лампы уже 5,9 Вт.ч что так же близко к заявленным производителем показателям и «прожорливость» такой лампы уже чуть меньше 2-х копеек в час. И вот тут уже интересный факт. У меня дома всего 39 ламп, 24 из них диммируемые и если предположить что я включу их все на полную яркость то совокупное потребление электроэнергии составит 230 Вт⋅ч что эквивалентно двум лампам накаливания по 100 Вт и еще одной, например в туалете на 30 Вт, хотя не помню были ли лампы на 30 Вт… Тоесть в принципе все включенные лампы будут «есть» 77 копеек в час и если оставить их включенными круглосуточно то за месяц они смогут уменьшить мой бюджет всего на 573 рубля. Это может послужить в принципе доводом, например в споре с теми кто постоянно выключает за вами свет мотивируя это целями экономии. Ну да ладно, слава богу меня по поводу лампочек никто не «теребит» 🙂 Хорошо, с энергоэффективностью лампочек разобрались, теперь можно сравнить и технику поинтереснее. Для начала замерим Apple MacBook Pro 13″, это не самое последнее поколение, но для теста пдойдет 🙂 Ноут был почти разряжен, каюсь, не запомнил сколько точно был процент заряда батареи, но максимальная мощность потребления зарядного устройства составила 64,5 Вт⋅ч. И вот тут выявилась интересная особенность – блок питания не «шарашит» сразу на полную, а начинает отдавать энергию постепенно, в момент подключения первая цифра которая была зафиксирована прибором, была меньше десяти и потом начала подниматься. Поднималась ступенями, не знаю прибор ли с задержкой мерил или блок питания так отдавал энергию, но признак наличия минимальных «мозгов» у блока питания присутствует. Для контраста давайте сравним со старым ноутбуком ASUS. По работоспособности это как старые Жигули и летающая тарелка и в сравнении по производительности ASUS намного проигрывает MacBook’у. Одно время включения, запуска нужной программы и открытия в ней файла может отличаться на порядок, что же у них с энергоэффективностью? Слева на фотографии указано потребление блока питания в выключенном состоянии, в принципе батареи в ноутбуке давно уже вышли в тираж и зарядить его никогда не удастся на 100%, получается выключенный ноутбук, но с включенным в сеть блоком питания будет потреблять 36 Вт⋅ч. А если старичка включить, то потребление начинает скакать от 70 до 100 Вт⋅ч, в зависимости от нагрузки. В принципе при максимальной загрузке разница почти в 2 раза, что существенно в процентном соотношении, но не так существенно по потреблению в цифрах. Но вот по эффективности работы он проигрывает уже побольше и работать за ним можно лишь, выполняя несложные работы, иначе нервы себе дороже 🙂 Другой древний но интересный девайс это, как тогда их называли, Ultra Mobile Portable Computer от SONY выпуска что-то около 2007-го года. У него 1 гигабайт оперативной памяти и 1,33 GHz процессор, кажется какой-то Celerone плюсом ему то, что я заменил HDD на SSD. При любых раскладах блок питания потребляет в районе 20-30 Вт⋅ч, я думаю тут хорошую роль играет аккумулятор, так как он до сих пор еще живой и демпфирует скачки нагрузки. Ну и для более яркого примера, я замерил свой домашний-рабочий iMac 2009-го года выпуска. И тут уже интересней. Потребляет он достаточно заметно. Практически в 4 раза больше своего меньшего яблочного собрата, ну оно и понятно, с таким экраном-то. Тут целых 27 дюймов. А вот сюрприз был в том, что в спящем режиме. Вернее даже не в спящем а выключенном, он ест аж целых 5 Вт⋅ч. Есть повод выключать его теперь, а то раньше он был всегда включен в сеть =) В принципе современная электронника «ест» не так много электричества и все зависит от того какая вычислительная нагрузка ложится на это устройство в данный момент, плюс многое зависит от блока питания и его поведения, выдает ли оно постоянно одну мощность или подстраивается под своего потребителя, хотя с современными импульсными блоками питания это не так актуально как, например с древними трансформаторами. Кстати к слову об умных зарядных устройствах. Многим известный iMax B6 ведет себя практически так же как и зарядник от Apple, он так же плавно повышает отдаваемую мощность, ну и затем естественно постепенно её снижает по мере зарядки аккумулятора. Тут самый мощный из имеющихся у меня LiPo аккумуляторов: 2S 30C 5200mAh и в пике потребляемой мощности при зарядке в режиме 5 Ампер, зарядное устройство потребляло не более 60 Вт⋅ч. С техникой более менее разобрались, пора переходить к тяжелой артиллерии. Для начала проверим потребление у чайника. Чайник у нас тоже с минимальными мозгами. У него есть микроконтроллер который нагревает воду в зависимости от выбранной программы. В спящем режиме он потребляет очень мало, всего 0,02 Вт⋅ч а при активации программы уже 0,5 Вт⋅ч. А вот при активации нагревательного элемента он уже «ест» на полную – 1,9к Вт⋅ч. Нагрев до нужной температуры происходит за счет периодических включений/выключений. Причем мне кажется что кипячение до 100 градусов происходит через проход сначала первых двух а потом уже до финала, до кипятка. Чайник сначала греет на полную, потом выключает нагрев (в этот момент он потребляет всего 8 Вт⋅ч) а потом снова включает нагрев и так до нужной температуры. Ну и с утюгом и пылесосом все предельно ясно. «Едят» столько, сколько и заявлено. Утюг максимум 4 кВт⋅ч, а пылесос максимум 1,2 кВт⋅ч. В итоге прибор достаточно интересный и может пригодиться там, где нужно определить потребляемую мощность прибора или проходящий через розетку ток. Я не делал замеры силы тока, так как мне было больше интересно с экономической точки зрения. И вот тут уже можно с легкостью отвечать на вопросы сколько тратится денег на то или иное действие. Например мне интересно посчитать чистую стоимость печати на 3D принтере а так же сколько стоит искупаться в ванной при нагреве воды водонагревателем. Выгодно ли воду греть при помощи электричества дома или горячее водоснабжение дешевле? Я к сожалению не могу пока провести эти тесты, это будет лишь позже. Принтер мне еще не приехал из далекого Китайского магазина, а водонагреватель неправильно подключили нерадивые ремонтники. Но в будущем я обязательно получу ответы на эти вопросы. От себя хочу сказать спасибо Даджету за предоставленный на тест прибор и пожелать ребятам успехов в гик-отрасли 🙂 PS. Если кого заинтересовал прибор, то вот ссылка на него: Энергомер от Даджет’а.

Различные электроприборы потребляют неодинаковое количество энергии. Существует масса технологий, позволяющих экономить энергию без утраты качества эксплуатации. Разработаны устройства для измерения энергопотребления, помогающие оценить все затраты. Одно из них — бытовой ваттметр в розетку.

Общая информация

Ваттметр — комбинированное устройство, измеритель мощности в розетках. Его можно назвать прибором учета электричества, но на этом функциональность устройства не заканчивается. Прибор служит и как вольтметр, показывая напряжение постоянного тока в сети.

Есть разные виды ваттметров в розетку:

• цифровые;
• аналоговые.

Первые отражают всю нужную информацию на табло, вторые требуют произведения простых расчетов самостоятельно, зато стоят дешевле. Внешне ваттметр напоминает переходник в розетку. На панели есть кнопки управления и регулировки работы. Важно приобрести прибор, который можно включить непосредственно в гнездо. Если подключать устройство в розетку, оно показывает, сколько ватт потребляют приборы.

Бытовые ваттметры в розетки не требуют особых схем подключения. Если счетчик покажет лишь общую мощность в квартире, то эти мини-устройства отразят работу каждой розетки в отдельности. В их конструкции предусмотрена вилка для присоединения к розетке, гнездо для включения нагрузки.

Устройство состоит из следующих составляющих:

• датчиков тока, напряжения;
• преобразователя аналогово-цифрового;
• микроконтроллера;
• клавиатуры (средства ввода данных).

Качественные ваттметры для розеток, которые показывают, сколько прибор потребляет электроэнергии, могут параллельно измерять напряжение, коэффициент мощности, силу тока, частоту и ряд других показателей. Параметры измерения прибора — длительность работы техники, общее число киловатт, которые может расходовать техника.

Некоторые ваттметры после ввода тарифа даже отразят сумму, которую нужно заплатить за электроэнергию. Существуют ваттметры в розетки с регулятором мощности: при превышении показателя приборы издают сигналы.

Как работает ваттметр

В эксплуатации устройство довольно простое. Его следует включить в розетку, а через него подключить прибор, который нужно проверить. На экране будет отражена необходимая информация.

Порядок эксплуатации цифрового прибора таков:

1. Подсоединить устройство к сети.
2. Удостовериться, что оно показывает «ноль», а предыдущие цифры сброшены.
3. Включить бытовую технику.
4. Через несколько секунд оценить показания — количество ватт/час и другие.

Аналоговый счетчик устроен проще. В нем есть вращающиеся диски, по которым информацию придется вычислять с привлечением секундомера. Включив секундомер, нужно посчитать, за какое время диски развернулись. Далее нужно умножить киловатты по счетчику на 3600 и поделить на вычисленное время в секундах. Так будет получен коэффициент мощности.

Как подсчитать цену киловатт-часа электроэнергии? Нужно перемножить тариф на количество ватт/час, использованных любым бытовым прибором. Это вычисление поможет определить стоимость работы часа данного прибора.

Характеристики ваттметров

Ряд моделей имеет отверстия для расположения аккумуляторов, батареек, которые потребуются, если предусмотрены функции сохранения измеренных параметров и анализ, сопоставление данных.

Обычно технические характеристики устройств следующие:

• номинальная мощность — 3,6 кВт;
• ток — 16А;
• напряжение — 190 – 270 В;
• частота — 50 Гц;
• минимальная измеряемая мощность — 0,1 Вт;
• точность измерения — погрешность до 1 %;
• суммарное отражаемое энергопотребление — до 10000 кВт/ч;
• собственное потребление энергии — меньше 0,5 Вт;
• оптимальная температура окружающей среды — 5 – 40 градусов.

Чаще всего при помощи ваттметров в розетки с индикатором потребляемой мощности оценивают работу чайников, стиральных машин, обогревателей, прочей бытовой техники.

Плюсы и минусы приборов

К недостаткам можно отнести ограничение по максимальной нагрузке в пределах 3,6 кВт, хотя большинство домашних приборов укладываются в этот показатель. Не удастся проверить работу техники при сильном морозе: в неотапливаемом помещении работа прибора будет неправильной.

Достоинств у ваттметров множество:

• возможность оценить работу всех приборов в доме;
• простота в эксплуатации — справится даже новичок;
• отсутствие необходимости в особых схемах включения, в применении переходников;
• получение полной информации о работе техники;
• возможность подсчитать затраты и сэкономить в будущем;
• приемлемая цена, доступность.

Бытовые ваттметры — многофункциональные устройства, которые должны быть в каждом доме. Изделия заменят ряд других приборов для любителей электротехники и помогут контролировать энергопотребление в квартире.

Используемые источники:

• https://strojdvor.ru/elektrosnabzhenie/izmeritel-potrebleniya-elektroenergii-v-rozetku-preimushhestva-i-xarakteristiki/
• https://habr.com/post/381565/
• https://220.guru/electroprovodka/rozetki-vyklyuchateli/vattmetr-v-rozetku.html