Измерители мощности и других параметров электроэнергии сети есть в двух моделях (почти одинаковы по виду и схеме). Это P06S-20 на 20 Ампер и P06S-100 на 100 Ампер. Они выглядят совершенно одинаково, с той лишь разницей, что трансформатор подключен к более мощной версии. Размеры модуля составляют 85 x 47 мм (часть утоплена в корпус), глубина: 24 мм, лицевая панель имеет размеры 90 x 55 мм, а дисплей – 55 x 30 мм. Цена примерно 1000 рублей.

Более слабая версия (20 A / 4,4 кВт) оснащена измерительным шунтом с сопротивлением 3 мОм, а более сильная (100 A / 22 кВт) имеет внешний трансформатор тока с коэффициентом 2000:1 (или 50 A / 25 мА). Сам трансформатор, по словам производителя, приспособлен для измерения тока с интенсивностью не превышающей 150 А.

Технические характеристики измерителя

• Модель: P06S-20 6 в 1 LCD AC Power Meter
• Значение измеряемой частоты: 50~60 Гц
• Диапазон измерения мощности: 0.01 ~ 5000 Вт
• Диапазон измерения электроэнергии (5 цифр): 0.01 кВт·ч ~ 99999 кВт·ч
• Диапазон измерения тока: 0.0 ~ 20 А
• Коэффициент мощности: диапазон: 0~1 PF, Формат отображения: PF0.00 ~ 1.00
• Номинальная мощность: 4400 Вт
• Максимальная мощность: 5000 Вт
• Энергопотребление: < 1 Вт
• Разрешение: 1 В, 0.01 A, 0.01 Вт, 0.01 кВт·ч
• Максимальный ток: 20 Ампер
• Рабочее напряжение: 110 ~ 250 В
• Погрешность напряжения: ±1%
• Погрешность контроля тока: ±2%
• Погрешность мощности: ±2%
• Размер: 8.5 x 4.7 x 2.8 см

Инструкция по управлению ваттметром P06S

Далее инструкция по одной управляющей кнопке:

1. Нажать кнопку, чтобы включить или выключить подсветку.
2. Удерживать в течение 3-х секунд, чтобы выставить порог сигнализации мощности.
   2.1. попадем на настройку сигнализации мощности (заводская по умолчанию установлена на 4.4 кВт).
   2.2. Начнет моргать 1-я цифра самого высокого разряда; однократное нажатие добавит единицу; удерживайте кнопку в течение 2-х секунд для перемещения на следующую цифру (разряд); максимальное значение, которое можно установить, 99.9 кВт.
   2.3. Если не нажимать кнопку 5 секунд, произойдет выход из настроек с сохранением текущих данных.
3. Удерживайте кнопку 5 секунд — система выполнит сброс в настройки по-умолчанию: очистится счетчик электроэнергии, и сигнализация мощности сбросится до заводской установки.

При превышении порога сигнализации мощности устройство начинает мигать подсветкой.

Потребляемая мощность измерителя составляет менее 1 Вт. Измеритель оснащен одной кнопкой, с помощью которой можем включать или выключать подсветку, устанавливать аварийный сигнал перегрузки и сбрасывать счетчик энергии. Выбор функции осуществляется путем изменения времени удерживания кнопки. Стоит отметить, что прибор сохраняет свою индикацию даже после отключения питания.

В коробке, помимо измерителя и трансформатора (для мощной модели), находится скромное руководство по эксплуатации, напечатанное на одном листе. С одной стороны английская версия, с другой – китайская.

Оба измерителя основаны на одной и той же печатной плате, отличаясь только конфигурацией резисторов. В версии 20 А стоят два резистора по 6 мОм – они соединены параллельно в типоразмере 2512, образуя измерительный шунт, а в версии 100 А (оснащенный трансформатором) резистор 1 Ом типоразмера 0603.

При максимальном токе 20 А, на шунте падение 60 мВ, что даст 0,6 Вт на резистор (резисторы такого размера могут рассеивать 1 Вт).

В версии с трансформатором, при максимальном токе 100 А через шунт будет протекать ток 50 мА, что будет соответствовать падению напряжения 50 мВ и мощности 2,5 мВт, с которой резистор с размером 0603 должен легко справиться.

Основой схемы является специализированный микроконтроллер HT5019. Это чип для построения однофазных измерителей мощности на основе ядра M0 с флэш-памятью объемом 128 КБ. Второй интегральной микросхемой присутствующей на плате, является драйвер LCD (32×4) VK1621B. Бестрансформаторный источник питания, состоящий из конденсатора и резистора, отвечает за питание электроники. Тут нет приличной защиты этого источника питания (не считая резистора).

Схема подключения P06S-100 и P06S-20

По схеме вход сети 220 В подключается к выводам 3 и 4, а выход, то есть нагрузка – к выводам 1 и 4.

Подключить оба модуля очень просто – они оснащены прочным винтовым соединением, две клеммы которого (обозначенные как L и N) используются для подключения источника питания. В версии 20 A приемник энергии подключен между клеммой L и клеммой «1» (шунт на N-проводе). В случае исполнения с трансформатором (подключенным к клеммам «1» и «2») важно направление монтажа трансформатора на кабеле – на нем есть стрелка, которая должна указывать в направлении «ноль» (L -> N).

Кнопка, представляющая собой микровыключатель, выступающий через отверстие в корпусе, немного примитивна. Другой проблемой является отсутствие знака CE, ведь без этого знака товар не может быть допущен к торговле в ЕС. Трудно сказать относится ли это к данному экземпляру, но версия на 20 А имеет явно худший дисплей – у нее очень малые углы обзора, а при включении подсветки он становится практически неразборчивым. В версии P06S-100 дисплей имеет отличную читаемость, как без подсветки, так и с подсветкой:

Устройство не имеет сертификатов, а производитель в некоторых моделях даже не указывает точность измерений. Вот параметры:

• Разрешение дисплея: напряжение: 1 В, мощность: 0,01 Вт (до 100 Вт), ток: 0,01 А (до 10 А),
• Коэффициент мощности: 0,01 (1%),
• Измеряемая энергия: 0,01 кВт / ч (до 1000 Вт).
• Частота обновления данных: 1 Гц

Значения в скобках являются пределом самого низкого диапазона измерения, более высокие значения могут быть измерены, но с уменьшенным разрешением.

Тестирование цифрового ваттметра

Следующим тестом стал лабораторный источник питания мощностью 0,5 кВт, нагруженный активной нагрузкой 150 Вт.

Как видите, устройства немного отличаются по показаниям, но в принципе такие расхождения допустимы.

Наконец, еще пару измерений коэффициента мощности с волнами тока и напряжения:

Лампа: PF = 0,99; = 8 °

Трансформаторный паяльник: PF = 0,90; = 346 °

Как видите, похоже коэффициент мощности рассчитан правильно.

Измерительный блок на базе P06S-100

А вот простой самодельный измерительный блок на основе модуля P06S. Некоторое время назад заказали измерительный модуль P06S-100. Он полежал немного в тумбочке, пока не захотелось проверить, сколько тока и мощности потребляет 3D-принтер. А заодно и другая бытовая электроника.

Все было собрано в корпусе из пластикового вентиляционного канала. Из деталей использовались:

• модуль P06S-100,
• вентиляционный канал,
• автоматический выключатель Legrand B6,
• 2 разъема с заземлением,
• 2 переключателя с подсветкой,
• 2 линии подключения,
• компьютерная розетка с катушками и конденсаторами,
• предохранитель.

Были сделаны внутренние соединения 2,5 мм2 кабелем, который остался после монтажа электрической сети.

В конце сделаны розетки и подключен предохранитель автомат на 6 А. По ценам в местном магазине электротоваров это обошлось в 2000 рублей.

Также есть тут розетка с лампочкой для проверки приборов. Устройство работает правильно, причём независимо от того, как оно подключено к нулю и фазе: L и N.

Напряжение помех в сети будет накапливаться на измерительном резисторе, и для измерительной схемы оно всегда будет иметь одинаковое значение, независимо от того, находится ли оно на шине L или на N.

Подводя итог можно сказать, что оба ваттметра работают правильно и подходят для долгосрочного мониторинга потребления электроэнергии устройством. Однако следует учитывать, что устройство не было проверено ни одной авторитетной лабораторией и практически не имеет функций безопасности. Да, между клеммами L и N имеется изолирующий слот, а варистор VDR 10D471K подключен параллельно к этим клеммам. Однако нет предохранителя, который сгорел бы после активации варистора.

Но несмотря на эти недостатки, успешно используем такой счетчик, встроенный в электрический щиток, уже 4 года, для контроля энергопотребления внешних потребителей на приусадебном участке. Распределительное устройство расположено на стене здания, а многофункциональный цифровой ваттметр пережил вторую зиму и работает без нареканий. Просто вы должны помнить, что это не точный лабораторный инструмент, и его показания следует рассматривать как приблизительные.