{lang: 'ru'}

 

Содержание

  1. Введение
  2. Назначение прибора
  3. Интерфейс прибора
  4. Сравнительное тестирование ваттметров
  5. Вскрытие и Внутренности прибора
  6. Дополнительно

 

Введение

Бытовые Ваттметры – это популярные и полезные инструменты в домашнем хозяйстве.

В отличие от профессиональных стендовых ваттметров, пусть и менее точно, бытовые ваттметры измеряют ещё множество других полезных параметров, кроме собственно мощности, потребляемой участком цепи… Эти устройства также измеряют: сетевое напряжение и частоту (в окрестностях промышленной, 50Гц); для любого бытового устройства подключённого в сеть – позволяют замерить его мощность и потребляемый ток, подсчитать за время работы расход потреблённой электроэнергии (в кВт*ч), и другие специальные функции (например, коэффициент доли эффективной мощности в полной потребляемой мощности, Power Factor).

В отличие от универсальных мультиметров, которые стали популярны почти как микрокалькуляторы и продаются на каждом шагу, ниша применения бытовых ваттметров несколько иная. Они столь просты в управлении, что пользоваться ими может любой человек, даже очень далёкий от техники. Бытовой ваттметр просто включается в розетку, как обычный бытовой прибор, и сразу начинает отображать показания замеров на экранчике. Обычно, на нём используется ещё только одна кнопка, чтобы переключать отображаемые показатели (т.н. «функции»). Таким образом, в отличие от мультиметра, здесь нет щупов (которые нужно знать куда присоединять, чтобы не спалить прибор и не устроить «короткое замыкание»), здесь нет хитрой ручки режимов (в которых разбирается только электрик), а главное – ни один мультиметр не умеет измерять мощность и считать расход электроэнергии!

Самой интересной для пользователей, в итоге, является способность считать расход потреблённой электроэнергии, т.к. это позволяет реально оценить в какие деньги выливается использование любого электроприбора… У каждого в квартире стоит общий электросчётчик, который ежемесячно неумолимо накручивает наш «долг перед государством и коммунальными службами». Люди часто задумываются: а за что же я плачу? И самые предприимчивые из них – заботятся проанализировать и оптимизировать свои расходы. Незаменимым прибором в этих исследованиях является Бытовой Ваттметр.

 

В магазине «ЧП Ворон» есть целый раздел посвящённый измерительным приборам «Ваттметрам». Эти приборы пользуются неизменным спросом, поэтому их быстро раскупают, как только они появляются в наличии. Столь высокий интерес пользователей к бытовому ваттметру обусловлен простотой его использования, функциональностью и достаточной точностью измерений… Тем не менее, эти устройства почему-то редко встречаются в продаже (в отличие от тех же мультиметров) – так что есть хороший повод зайти к нам в магазин.

Ранее уже публиковалась статья посвящённая Ваттметру EL-EPM02FHQ — типичному представителю бытовых ваттметров-счётчиков электроэнергии… Сегодня я расскажу вам о другом представителе этой когорты: «Измерителе затрат электроэнергии COST CONTROL 3000″ – немного отличном по функционалу от предыдущего ваттметра (в чём-то слабее, в чём-то сильнее), но в целом таком же достойном приборе.

 

Назначение прибора

Cost Control 3000: Вид спереди             Cost Control 3000: Вид сзади

Устройство дословно называется «Измеритель затрат электроэнергии COST CONTROL 3000″, что намекает на основное назначение данного прибора: подсчёт денег, которые заплатит потребитель за электроэнергию. Однако подсчётом денег функции прибора не ограничиваются. В целом, это обычный универсальный бытовой ваттметр и счётчик потреблённой электроэнергии, с возможностью подсчёта её стоимости по тарифу.

«Тариф за электроэнергию» можно установить только один, фиксированный (либо потому что у буржуев нет таких сложных тарифных сеток по квотам, как у нас; либо скорее всего, чтобы просто не усложнять управление). «Стоимость электроэнергии» здесь измеряется в евро, т.к. прибор проектировался для сбыта в Европе (хотя, умозрительно, можно читать € как «гривны»).

Также этот прибор измеряет: сетевое напряжение, частоту, потребляемый нагрузкой ток, коэффициент сдвига фаз между синусоидами сетевых тока и напряжения (сдвиг фаз случается из-за реактивной нагрузки – подробнее об этом было написано здесь).

Также этот прибор фиксирует и запоминает пиковые ток и мощность, потребляемые исследуемой нагрузкой – что полезно для исследования переменных нагрузок, для планирования запаса мощности требуемого от проводов или источника/генератора. При этом, прибор не фиксирует время когда произошёл пик потребления, а только величину пика. В приборе COST CONTROL 3000 отсутствует функция «часов реального времени» (соответственно, их не нужно настраивать после сброса – управление проще, и возможно создатели прибора специально так сделали, исключив ненужные второстепенные функции).

Тем не менее, прибор COST CONTROL 3000 подсчитывает и отображает фактическое время работы электрической нагрузки потребителя (секунды/минуты/часы) – что полезно для изучения потребления холодильников или других периодически отключающихся агрегатов.

Своё название прибор получил от следующей, главной функции: На основании количества объективно прошедшего времени, количества фактического времени работы нагрузки, количества потреблённой нагрузкой за это время электроэнергии – прибор пропорционально подсчитывает и прогнозирует количество стоимость электроэнергии, которую потребит данная нагрузка, в таком же режиме работы, за день/месяц/год (прогнозы на три периода выдаются отдельно). Для предприимчивых европейцев, которые все свои расходы считают на деньги – это наверное очень вкусная функция?.. Подчеркну, что «прогнозируемая стоимость электроэнергии» выдаётся здесь не в kWh, а в € (т.е. в гривнах). Но если вас интересуют именно киловатт-часы, то просто настройте тариф = 1 COST/kWh.

Прибор обеспечивает точность измерений, с базовой погрешностью на уровне 3% – что чаще всего встречается среди устройств подобного класса.

 

Интерфейс прибора

Ваттметр Cost Control 3000 отличается более эргономичным интерфейсом среди аналогов в своём классе: он имеет трёхсекционный экран и четыре широкие клавиши управления. Концепция интерфейса в этой модели – это пожалуй самое любопытное, поэтому о ней расскажу поподробнее.

В отличие от других бытовых ваттметров, имеющих только одну кнопку (обычно называемую «FUNC») для переключения функций прибора, измеряемых показателей и рассчитываемых значений – в ваттметре Cost Control 3000 таких кнопок три (см. на схеме: 2,3,9) и независимых переключаемых секций на экране тоже три (см. на схеме: 4,5,6). Эти три кнопки имеют мнемонический рисунок, в виде сетчатого прямоугольника, указывающий какую именно секцию переключает каждая кнопка:

Cost Control 3000: Схема органов управления

  1. Розетка с заземляющим контактом и с защитой от детей (силовые контакты автоматически скрываются шторками)
  2. Клавиша управления и настройки: (Меньше)
  3. Клавиша управления и настройки:  (Больше)
  4. Экран: секция индикации «Нижняя»
  5. Экран: секция индикации «Левая верхняя»
  6. Экран: секция индикации «Правая верхняя»
  7. Сзади батарейный отсек
  8. Клавиша „SET“ для настройки параметров
  9. Клавиша управления и настройки:  (Подтверждение)

Причём, в каждой секции циклически отображаются не все показатели, а только часть из всего набора функций:

  • В «левой верхней» секции индикации: Сетевое напряжение (V), частота (Hz), коэффициент мощности (POWER FACTOR)…
  • В «правой верхней» секции индикации: Текущая потребляемая Эффективная мощность (W), Максимальная мощность за период измерений (max W), Предел аварийной сигнализации (OVERLOAD, по W или A), Прогноз стоимости электроэнергии (FORECAST, для переключения периодов между «день / месяц / год» используйте клавишу «SET»), Текущий потребляемый ток (A), Максимальный ток за период измерений (max A)…
  • В «нижней» секции индикации: Электрическая работа (т.е. итоговый расход электроэнергии за период времени) (TOTAL kWh), Тариф на электроэнергию (COST/kWh  €), Итоговая стоимость электроэнергии (TOTAL €), Фактическое время работы при электрической нагрузке потребителя (TOTAL TIME)…

Каждая функция появляется лишь раз, в своей секции экрана. Можно предположить, что функции сгруппированы не случайно, и каждая секция экрана покрывает некоторый аспект измерений:

  • «Левая верхняя» секция – отображает параметры питающей силовой линии («напряжение», «частота», «коэффициент мощности»);
  • «Правая верхняя» секции – отображает текущие параметры потребления исследуемой нагрузки («ток», «мощность», и немного выбивается «прогноз потребления»);
  • «Нижняя» секция – отражает параметры счётчиков времени и потреблённой электроэнергии (в kWh и в деньгах)…

 

Анализ эргономики:

Замечу, что так как за каждой кнопкой закреплено меньшее количество функций, то листать их удобнее, чем одной кнопкой (меньше риск проскочить нужную функцию и ругаясь искать её по новому циклу). А ведь никакой нормальный человек не запомнит порядка переключения этих функций! Порядок переключения запоминается где-то на моторном уровне психики (например, вспомните как вы набираете SMS на мобильном телефоне), поэтому каждый раз беря в руки прибор – нужно заново вспомнить порядок переключения. Для этого мы обычно сперва быстро пролистываем все режимы (за один цикл), затем пока порядок держится в «оперативной памяти» (это около 7 сек, для среднего человека) включаем нужную функцию.

Четвёртая кнопка на панели (см. на схеме: 8) вводит прибор в режимы настройки… А вот режимы настройки здесь переключаются почти так же мутно и нелогично, как и в других приборах, имеющих мало кнопок и ограниченную индикацию (т.е. как и у всех бытовых ваттметров): приходится договариваться какой режим включить и какие затем кнопки в каком порядке нажать, чтобы что-то там произошло… Однако замечу, что в отличие от других приборов, здесь роли подстроечных кнопок чётко расписаны – это удобнее, меньше путаницы и легче запомнить:

  • Имеются не одна, а две кнопки подстройки значения разряда: «меньше»,»больше» (см. на схеме: 2,3).
  • Имеется отдельно выделенная кнопка для «подтверждения выбора» (см. на схеме: 9).
  • Кнопки имеют соответствующие мнемонические символы…

Подробнее про режимы настройки читайте в «Инструкции по эксплуатации» на прибор.

 

Сравнительное тестирование ваттметров

Ваттметр Cost Control 3000 обеспечивает точность измерений с базовой погрешностью на уровне 3% от величины измеренного значения… Теоретически это значит, что напряжение он измерит с точностью +/-6,6В (220*0.03=6,6); ток при 100Вт нагрузке +/-0,02А (0,45*0.03+0.01=0,02); мощность 100Вт нагрузки +/-5Вт (100*0.03+2=5). Причём, чем больше будет подключена нагрузка, тем пропорционально больше будут и погрешности измерений. Таковы ожидаемые абсолютные погрешности измерений, т.е. отличия фактического значения от того что покажет прибор… Но это всё мутная теория. А как реально «пощупать точность» прибора на практике?

Проведём сравнительное тестирование двух ваттметров в работе, сравнив прибор COST CONTROL 3000 с рассматривавшимся ранее ваттметром EL-EPM02FHQ.

Был подготовлен такой «тестировочный стенд»:

Cost Control 3000: Тестировочный стенд

Внимание! В документации на ваттметр COST CONTROL 3000 чётко и ясно сказано, что приборы недопустимо включать последовательно – например, с целью повторных замеров одной и той же нагрузки. Обычно такое подключение избыточно и бессмысленно… но нам сейчас как раз понадобилось – так вот нельзя! Поэтому приборы включены параллельно.

Затем через эти ваттметры по очереди подключалась эталонная нагрузка разного характера и мощностей, снимались замеры основных показателей и заносились в таблицу:

 

Лампа

накаливания

Лампа

энергосберегающая

Лампа

дневного света с электронным активатором

Зарядное

устройство для аккумуляторов 2хАА

Утюг

Пылесос

Холодильник

Cost Control 3000

V

223

222

221

222

200

210

223

A

0,4350

0,1300

0,0800

0,0100

7,0000

1,8300

1,2200

W

97

20

12

2

1400

380

165

Hz

50

50

50

50

50

50

50

COS

1,00

0,68

1,00

1,00

1,00

0,97

0,64

EL-EPM02FHQ

V

222,9

222,3

221,5

221,6

200,0

209,3

223,0

A

0,436

0,134

0,084

0,011

6,970

1,800

1,183

W

98,0

20,9

12,0

2,5

1400,0

380,0

160,0

Hz

50

50

50

50

50

50

50

COS

100

67

67

89

100

97

61

Эксперимент показал, что ваттметр Cost Control 3000 не измеряет коэффициент мощности для нагрузок малой мощности (см. ячейки маркированные жёлтым цветом). Это также отмечено в спецификации на прибор: сказано, что «гарантированная погрешность измерений коэффициента мощности +/-0,1 достигается при синусоидальном напряжении и токе свыше 1А, 50..60Гц».

Справедливости ради стоит заметить, что на практике значение коэффициента мощности требуется только при расчетах больших нагрузок, свыше 1кВт. Для малых нагрузок — оно никому не нужно, разве что для интереса…

Все остальные показатели для всех экспериментов – примерно равны. Отсюда вывод: на практике, точность измерений ваттметра Cost Control 3000 – обычная для устройств подобного класса.

 

Вскрытие и Внутренности прибора

Последовательность вскрытия корпуса:

  • Сперва, разумеется, прибор отключается от сети, и от него отключаются все нагрузки…
  • Затем, откроем батарейный отсек и вытащим элементы питания – чтобы все схемы были полностью обесточены и чтобы ничего не испортить, когда будем ковыряться внутри прибора…
    Батарейный отсек расположен на задней (нижней) стенке корпуса, фиксируется двумя маленькими шурупами под крестовую отвёртку (PH0).
    Внутри батарейного отсека находятся 2шт. таблеточных батареи типа AG13/LR44 или аналогичные. Вставляются в гнёзда: «плюсовым» полюсом вверх, обе. Если забудете или засомневаетесь какой стороной вставлять батарейки – посмотрите на расположение контактов в гнёздах (если перепутать и вставить батарейку «минусовым» полюсом вверх, то батарейка просто не включится в цепь и станет бесполезной – прибору это не повредит, но работать не будет).

Cost Control 3000: Открываем отсек с батарейками

  • Далее, другой крестовой отвёрткой чуть побольше (PH1), выкручиваем четыре шурупа самореза вокруг сетевой вилки:

Cost Control 3000: вскрытие корпуса

  • Но это ещё не всё что фиксирует корпус! В верхней части есть пластмассовые зацепы, которые входят в ответную часть на другой половинке корпуса – и нужно быть очень осторожным, чтобы их не сломать. Медленно раскрываем корпус как книжку… крак! неприятный звук – и корпус разъединился на две половинки. Пластмассовые зацепы остались целыми:

Cost Control 3000: вскрытие корпуса

  • В разных половинках корпуса расположены разные по назначению платы: в нижней части – силовые и измерительные схемы, в верхней части – схемы индикации (вывод на ЖК-экранчик и динамик пищалку) и схемы управления (клавиатура и главный микропроцессор). Две платы соединены шлейфом с разъёмом, который можно легко отключить/подключить вручную:

Cost Control 3000: вскрытие корпуса

  • Измерительная плата фиксируется в корпусе тремя пластиковыми пазами, без винтов и шурупов. Извлекать плату стрёмно: нужно поддеть плату шлицевой отвёрткой (среднего размера) со стороны одного паза, отогнуть бок пластикового корпуса и вывести плату вверх (опасался, что лопнет корпус или плата, но обошлось)… На нижней части измерительной платы обнаружилась микросхема LMV324I  (низковольтный операционный усилитель):

Cost Control 3000: вскрытие корпуса

  • Для особо любопытных – привожу фотографии электронных плат крупным планом. Плату индикации не разбирал, чтобы не нарушить контакты экрана и клавиатуры, извините (хотя именно на ней должен быть главный микропроцессор, управляющий работой прибора)… Однако на просвет через плату видно, что главный микропроцессор здесь исполнен как чип, изготовленный индивидуально под эту модель, залитый каплей чёрного компаунда (в общем, как обычно, ничего интересного пощупать нельзя).

Cost Control 3000: вскрытие корпуса      Cost Control 3000: вскрытие корпуса

Cost Control 3000: вскрытие корпуса

  • В целом, внутренности нормальные: пайка конечно китайская, но провода где надо толстые, контакты надёжные, дискретные элементы многочисленны («лишних» мест на плате не осталось).

Обратите внимание! В документации на ваттметр COST CONTROL 3000 сказано, что нельзя заменять батарейки в приборе, не отключив его предварительно от силовой сети! На деле, и конструкция корпуса прибора этого не допускает, но мало ли какими настойчивыми и изобретательными бывают пользователи… ;-)  Так вот, этот пункт становится вполне понятен, если внимательно присмотреться к схеме коммутаций на последнем рисунке: видно, что отрицательный полюс батарейки (тонкий чёрный провод, «BAT-») гальванически связан с контактом силовой сети 220В (толстый чёрный провод, «L-IN»).

 

Дополнительно

Подробнее про Управление и Функции прибора COST CONTROL 3000 – читайте в Инструкции по эксплуатации Cost Control 3000 User manual (rus).pdf

Редакция ЧП Ворон

Поделиться:

Опубликовать в Яндекс
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Одноклассники