Отзыв на Ваттметр EL-EPM02FHQ

Автор статьи — Celeron

Купил в «ЧП Ворон» Ваттметр EL-EPM02FHQ (бытовой).
Искал где купить в г.Днепропетровске/Украина, но именно «бытовой» ваттметр нашёл только в ЧП Ворон.
В других местах находил только «промышленные» ваттметры (стрелочные, щитовые, аналоговые — не цифровые). Бывают ещё ваттметры, встроенные как функция в токовые клещи, но то совсем другая история…

Этим прибором заинтересовался уже давно — из-за отзывов в сети, на форумах.
И ещё здесь обзор прочитал.

Ваттметр привлёк моё внимание тем, что с его помощью можно оценивать мощность и потребление всякой бытовой техники. Особенно интересно оценить потребление компьютера и периферии (чтобы планировать нагрузку на UPS). Причём, устройства можно погонять в разных режимах и увидеть динамику потребления!
А вообще, таким бытовым ваттметром можно грубо оценить потребление практически любого электронного устройства, питающего от сети: например, даже если устройство питается низковольтовым постоянным током, но имеет сетевой адаптер, то измеряем общее потребление и даём поправку (скажем ~0.5Вт) на потребление самого адаптера, остальное — потребление самого устройства. Пригодится для оценки всяких «китайцев» без опознавательных знаков — чтобы скажем потом отремонтировать (или заменить) сетевой адаптер (обычно горит дешёвый импульсный БП — починить проблемно, а для замены нужно знать потребление устройства).

Про функции прибора особо говорить не буду — сказано до меня. Упомяну кое-что из личного опыта:
Этот прибор меряет и отображает «текущую потребляемую активную мощность (Вт)» и «суммарный расход электроэнергии (кВт*ч)» — как обычный электрический счётчик. Но также меряет cosφ (здесь он называется «Power Factor» и измеряется в процентах), что позволяет оценить «полную потребляемую мощность (В*А)»! (Для неспециалистов поясню «что такое cosφ?» и «зачем он нужен?» — в двух словах ниже…)
Померял мощности разных потребителей: настольная лампа накаливания: P=41Вт, PowerFactor=100% (чисто активная нагрузка).
На пылесосе показал: P=410Вт PowerFactor=95%.
Утюг: 1550Вт 98%.
Холодильник: 164Вт 63%.
Лампа дневного света с электронным активатором: 6Вт 68%.
Лампа дневного света со стартёром: 40Вт 90%.
Энергосберегающая лампа: 20Вт 67%.
Однако замечу, что ваттметр EL-EPM02FHQ не отображает характер реактивной нагрузки (индуктивная или ёмкостная). Слышал, что есть модели ваттметров, которые показывают характер нагрузки знаком при коэффициенте (например: +68% или -68%). Не то чтоб в этом была нужда — скорее просто ради интереса…
Интересна функция автоматического запоминания «максимальной потребляемой активной мощности (Вт)». Ваттметр также запоминает время, когда был зафиксирован максимум (поэтому в часах нужно настроить текущее время). Но PowerFactor во время максимума — не запоминает. С этой функцией можно, например, прикинуть максимальную потребляемую устройством мощность при включении, или в устанавливающиеся режимы… Это не осциллограф — поэтому самый пик потребления (который обычно в 3 раза выше номинального, но кратковременный) я не увижу. Не знаю точно с какой частотой прибор снимает показания, но на глазок примерно 1раз/сек — для грубой прикидки сойдёт!
Алгоритм действий таков: сначала СБРОСИТЬ значения аккумулируемых показателей; затем подключить и включить измеряемую нагрузку (на индикаторе «текущей потребляемой мощности» — видно как скачут цифры); когда режим устоится, то в регистре «максимальной потребляемой активной мощности (Вт)» будет искомое значение; а если устройство работало долго, и в работе случались несистематичные пиковые потребления, то ваттметр запомнит самое большее за время работы значение (обратите внимание, что часы в режиме «максимальной мощности» показывают время этого максимума, а не текущее время!)
На разных потребителях заметил такую динамику: холодильник и пылесос потребляют максимальную мощность сразу при включении, которая затем постепенно спадает (кстати не сразу, а около 10сек — на 10%); а вот лампа дневного света — сначала потребляет меньше, потом (через 10-20сек) разогревается и потребляет на 5% больше. Забавно! :)
Точность измерений радует! Не поверял, но по паспорту: Базовая погрешность измерений +-0,5% (что, по моему, очень даже хорошо).
Вольтметр у меня немного врёт (показывает на 2.2В больше, чем эталонный TrueRMS мультиметр).
Промышленную частоту в сети меряет и отображает (показывает 50Гц, что соответствует действительности).
Подсветки экрана нет (и не надо). При автономной работе от аккумулятора — экран гасится через несколько секунд, а при работе от сети — индицирует всегда.
Настраивать стоимость кВт*ч, чтобы он сам считал деньги, я не стал — не интересно, да и безполезно для нас: это у буржуев тариф зависит только от времени суток и дней недели (на это и рассчитана программа в ваттметре), а у нас всё сложнее (квоты потребления, индексы и перерасчеты… «чёрт ногу сломит!»).
Функция «Настраиваемое максимальное потребление тока» — на самом деле, безполезна. Она ничего реального не делает: не отключает питание, не ограничивает ток (как можно подумать). Просто при превышении установленной границы — на экране начинает мигать надпись «Warning!», больше ничего. Но вообще эту функцию лучше не включать (оставить лимит=16А), потому что также, всякий раз при превышении лимита, она переключает экран в режим «Текущий Ток» (чтобы показать текущее потребление, надписью помигать) — это неудобно.

Кнопок управления всего три (не считая утопленной пимпочки RESET, для тотального сброса всех настроек) — поэтому управление неочевидное. В инструкции на ваттметр про управление написано весьма мутно — поэтому ещё расскажу самое главное «ОБ УПРАВЛЕНИИ»:

Кнопка «FUNC» — самая нужная:
Короткое одиночное нажатие «FUNC» циклически переключает разные индицируемые показатели, т.е. функции: (Текущее Напряжение и Частота в сети, Текущее Время) -> (Текущий расход Тока, Текущий PowerFactor, Текущее Время) -> (Текущая потребляемая активная Мощность, Текущий PowerFactor, Текущее Время) -> (Максимум потребляемой активной Мощности, Текущий PowerFactor, Время фиксации максимума) -> (Счётчик расхода электроэнергии, Текущий PowerFactor, Текущее Время) -> (Счётчик стоимости потреблённой электроэнергии, Счётчик пройденного Времени Работы)
Нажать «FUNC» и подержать ~1.5сек из режима «отображения текущих показателей» (Напряжения, Тока или Мощности) -> переключит в «режим настроек» (цены и «Warning максимального тока»). Затем также нажать «FUNC» и подержать ~1.5сек -> чтобы выйти и из него.
Нажать «FUNC» и подержать ~1.5сек из режима «отображения аккумулируемых показателей-счётчиков» (Максимальная Мощность, Счётчик потребления, Цена) -> СБРОС соответствующего (и только этого) счётчика в ноль.
Кнопка «SET»:
Короткое Нажатие «SET» из режима «отображения текущих показателей» (Напряжения, Тока или Мощности) -> переключит в «режим настройки часов текущего времени».
А также для переключения настраиваемых разрядов…
Кнопка «UP»:
Во всех «режимах настройки» -> устанавливает значение текущего разряда.
В режимах индикации -> переключает режим «часов текущего времени»: AM/PM <->24h.

Примечание:
Кстати, в инструкции написано, что для сброса показателей, кнопку FUNC нужно удерживать целых 5сек. Но в моём реальном устройстве — достаточно только 1.5сек (как написано выше).
И ещё в моём устройстве замечена такая особенность: «Счётчик потребления (Kwh)» не сбрасывается отдельно кнопкой FUNC, а сбрасывается только «Тотальным RESET-ом» (маленькой утопленной пимпочкой) вместе со всеми настройками. Вот «Максимальную мощность (WATT max)» и «Цену (Total Price)» — сбрасывает, а «Счётчик потребления (Kwh)» — нет!

Это странно и не очень удобно… Но похоже не поломка, а особенность: вероятно это из-за разных версий прошивок, не отражённых в документации. Потому что я встречал в Сети отзывы других пользователей об этом же: «I am having a problem resetting the Kwh and CO2 readings. I note the instruction to press and hold the FUNC button for 5 secs while in those screens. Unfortunately — this does absolutely nothing with my meter. Strangely the same resetting instruction worked just fine with the WATTS MAX and TOTAL PRICE screens. Is this likely to be a fault — or perhaps a version difference?..» (с) Updated instructions — Energy saving and monitoring devices in NZ.

«ЧП Ворон» не даёт гарантию на эти ваттметры — в магазине делают только перед продажную проверку. Вообще это логично — ведь прибор легко запалить, устроив ему К/З на нагрузке, и докажи потом, что это был заводской брак, а не ошибка пользователя. Прибор простой: в нём нет ни предохранителей, ни реле…

Пользуясь тем, что ваттметр не на гарантии, я его вскрыл и посмотрел что внутри:
Корпус держат два винта, типа «вилка», 9 размера (Рисунок 1):

Вид снаружи (Рисунок 2):

Вид внутри (Рисунок 3):

Внутри вижу аккумулятор, на котором написано: Ni-MH 3.6V 40mAh (заряжать 14h током 4mA). Этот аккумулятор поддерживает работу часов и памяти, при отсутствии подключения к сети. Да, перед началом пользования и настроек, мне пришлось предварительно подержать ваттметр просто в розетке, пока зарядится аккумулятор — иначе тух экран и ничего не работало.

У бытовых ваттметров видел разные исполнения корпуса. В моей модели в выходной евро-розетке (для подключения устройств-потребителей) торчит штырь контакта заземления (см. Рисунок 2). Если кому-то он мешает (как мне), то отвечаю: для работы ваттметра заземление не нужно и не используется — нет никакой гальванической связи между контактом заземления и схемами прибора (см. Рисунок 3). Более того, жестоко отпиливать или выгрызать этот штырь не нужно: достаточно разобрать корпус и просто вытащить эту металлическую деталь из пластмассового паза (как это сделал я).

В общем, игрушкой доволен! Посмотрим теперь какую она принесёт пользу…

———————————

Пояснение для неЭлектриков: «Что такое cosφ?» и «зачем он нужен?»

Представьте, что вы идёте и тянете за собой Тележку с грузом. Вы держите Тележку рукой — сцепка твёрдая — тележка едет рядом: вы пошли — тележка сразу за вами; вы остановились — и тележка тут же. Это самый идеальный случай, когда PowerFactor=100% (т.е. cosφ=1, потому что угол фи=0 — нет сдвига фаз между движением Вас и Тележки).

А теперь берём ту же тележку, и тащим её за собой на небольшом, но гибком, резиновом жгуте. Вот теперь тащить тележку стало как-то значительно труднее! Не то чтоб тележка тяжелее стала — нет, на саму тележку расходуется всё та же «активная мощность (Вт)». Но вот из-за резинового жгута — вся система стала реагировать инертнее — теперь приходится значительно больше усилий тратить на перемещение тележки!
Сначала надо вообще много «пиковой мощности (В*А)» воздействовать, чтобы хоть стронуть тележку с места. Причём сразу тележка вообще не едет — вся «действующая энергия (В*А*Ч)» уходит на растяжение жгута (на самом деле «не теряется, а запасается» в нём).
Потом Тележка набирает скорость, уравнивается с Вами, и если её теперь не дёргать, а тащить равномерно и только вперёд — «в устоявшемся токовом режиме» — то «затрачиваемая мощность (В*А)» будет практически такой же, как и «активная (Вт)», при твёрдой сцепке… Ах, ЕСЛИ Б ЕЁ НЕ ДЁРГАТЬ — но тогда бы это был «постоянный ток», и всё было бы отлично и просто! (Поэтому для потребителей постоянного тока не используется концепция активной/реактивной мощности — там считают только одну активную мощность.)
А у нас «ток переменный» — поэтому Тележку мы будем тащить не вперёд, а по кругу — как пони ходят. В конце концов, тележка будет ехать за Вами с той же скоростью — Вас не догонит. Но при этом Тележка будет болтаться где-то сзади, на растянувшемся резиновом жгуте, и из-за центробежной силы инерции («индукции») будет всё время норовить выехать из круга — т.е. прикладываемая Вами «действующая мощность (U*I,В*А)» будет расходоваться не рационально, а лишь какая-то её часть (cosφ) будет «активно двигать (Вт)» саму тележку (P=U*I*cosφ, Вт). А всё потому что Вы прилагаете «Напряжение (В)» уже в новом направлении, а Тележка запаздывает и «течёт (А)» ещё в старом направлении.
А что произойдёт когда мы будем останавливаться? Тележка нагоняет и БАМЦ! в спину — «отдала всю накопленную энергию». Первый вывод: не вся отданная энергия пропадёт на перемещение Телеги — часть вернётся (т.н. реактивная часть). Второй вывод: Тележка инертна («индуктивна») — ток так просто не остановить — и обязательно «заискрит при попытке разрыва цепи», когда мы решим остановиться.
Третий вывод: Надо заметить, что Вы сперва приложили своё «Напряжение (В)», а только потом, через некоторое время, Тележка начала за Вами свой «Ток (А)». А если «ток отстаёт от напряжения» — то сдвиг фаз («фи») между движением Вас и Тележки считается положительным (фи>0) — так бывает для нагрузок индуктивного характера: электромоторы, трансформаторы, катушки, холодильник, пылесос…
Очень важно учесть: какая часть от «полной приложенной мощности (U*I,В*А)» переходит в полезную «активную мощность (P,Вт)» — эти величины связаны коэффициентом, который называется cosφ=P/(U*I). Но порой, ещё важнее учесть: что если в условиях «постоянного тока» нужно затратить лишь P «активной мощность (Вт)» для перемещения Телеги, то в условиях «переменного тока» — ТУ ЖЕ ТЕЛЕГУ будет тянуть труднее, «полной затрачиваемой (действующей) мощности (В*А)» от источника энергии потребуется больше в (1/cosφ) раз (да, от генератора требуется вырабатывать БОЛЬШЕ ЭНЕРГИИ, чем реально потребляет устройство)! Решают задачи: С каким запасом «полной действующей мощности (В*А)» нужно брать источник переменного тока, чтобы утянуть заданное устройство-потребитель (Телегу), по круговой трассе «переменного тока»? Для подобных расчетов, коэффициент cosφ — очень полезен!

Нагрузка «ёмкостного характера» — это конденсаторы, импульсные блоки питания и большинство радиоэлектронной техники… В какой-то мере, ёмкостная нагрузка противоположна индуктивной: грубо говоря, это все потребители, которые искрят при включении в сеть, а не при отключении от сети (как индуктивности). Конденсаторы искрят, потому что ёмкость сразу начинает заряжаться большим током. А в катушках: «индуктивная» энергия сообщает току инерцию — и ток, при отключении, останавливается не сразу.
Аналогично, можно прикинуть образную аналогию, но это будет уже нечто совсем иное, чем тележка. Тележка и её движение образно отражали динамический характер магнитного поля, в котором индуктивности запасали энергию, — поэтому там всё было завязано на токе. Однако, ёмкость для тока — это «электронно-потенциальная яма», куда этот ток затекает до уравнивания потенциалов, или «электронно-потенциальная гора», откуда ток стекает, пока «на горе» не закончится запас энергии — поэтому здесь всё завязано на потенциале…
Здесь «Ток (А)» опережает приложенное «Напряжение (В)» — сдвиг фаз считается отрицательным (фи<0), но коэффициент полезной мощности (cosφ>0) считается точно так же, как и для индуктивностей. Последнее — очень удобно, ведь позволяет в принципе не различать характер реактивной нагрузки (индуктивная или ёмкостная) для оценки «полной потребляемой мощности (В*А)»!

Итак:
PowerFactor = cosφ * 100%  (фактически, это один и тот же коэффициент — только в разных единицах измерения)
(U*I)=P/cosφ

Есть правда гораздо более сложный аспект: как просуммировать общую «полную потребляемую мощность (В*А)» несколькими устройствами?
Предположим вы отдельно замерили потребление двух устройств (P): Пылесоса (410Вт cosφ=0.95) и Холодильника (164Вт cosφ=0.63).
Полная потребляемая мощность КАЖДОГО ИЗ этих устройств (U*I): Пылесоса (410/0.95=432В*А  18.2градуса) и Холодильника (164/0.63=260В*А  51градус).
Реактивная мощность КАЖДОГО ИЗ этих устройств (Q): Пылесоса (135ВАР sinφ=0.312) и Холодильника (202ВАР sinφ=0.777). Примечание: Вот здесь уже важно не перепутать знак при sinφ, отражающий характер нагрузки.
Полная потребляемая мощность обоих этих устройств, одновременно включённых в сеть (например к одному источнику бесперебойного питания), будет равна
не арифметической сумме (432+260=692 В*А),
а ВЕКТОРНОЙ СУММЕ полных потребляемых мощностей каждого из этих устройств. Сложим вектора по правилу параллелограмма: sqrt[(432*432)+(260*260)+(2*432*260*cos(32,8))]=665.6В*А  32,8градуса
или модулю КОМПЛЕКСНОЙ СУММЫ активной/реактивной мощностей обоих устройств: abs(410+164 +j(135+202))=abs(574+j337)=sqrt(574*574 + 337*337)=665,6В*А
А для обобщения потребления трёх и более устройств всё становится гораздо сложнее! И поскольку всё это весьма мудреные расчеты, то на практике так никто не делает, а используют приближённые рассчёты (например, принимают cosφ=0.7)…
Но лучше определяйте суммарное потребление (до 16А) экспериментально: подключите через Ваттметр СРАЗУ ВСЕ устройства, снимите показания «Активной мощности (Вт)» и «PowerFactor», рассчитайте «полную мощность (В*А)» — и все дела!

Далее про «cosφ, активную, реактивную и полную мощности» можно почитать здесь.

А прикладные примеры расчетов требуемой от бытовой дизель-электростанции или UPS полной мощности, для питания разных активно-реактивных потребителей, в которых используется cosφ, — читай тут.