Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments
назначение, типы, подключение, применение, параметры

Ваттметры 1 Один из параметров, который характеризует состояние электрической сети – это ее мощность. Она отражает величину работы, выполняемую электрическим током в единицу времени. Мощность устройств, включаемых в электрическую цепь, должна быть в рамках мощности сети. Иначе возможны неприятные сюрпризы – от выхода из строя оборудования до короткого замыкания и пожара.

Измеряют мощность электрического тока специальным прибором – ваттметром. И если в цепи постоянного тока она рассчитывается простым умножением силы тока на напряжение (достаточно наличия вольтметра и амперметра), то в сети переменного тока без измерительного оборудования не обойтись. Также им контролируют режим работы электрического оборудования и учитывают расход энергии.

Применение Ваттметров

Основная область применения – это электроэнергетическая промышленность и машиностроение, мастерские по ремонту электроприборов. Однако достаточно широко используют и бытовые измерители, которые приобретают любители электроники, компьютеров и просто обыватели – для учета и экономии энергопотребления.

Применяют ваттметры для:

Типы ваттметров

Измерению мощности предшествует измерение силы тока и напряжения исследуемого участка цепи.

В зависимости способов измерения, преобразования данных и показа итоговой информации, ваттметры делятся на аналоговые и цифровые.

Аналоговые ваттметры бывают показывающие и самопишущие и отражают активную мощность участка цепи. Табло показывающего прибора имеет полукруглую шкалу и поворачивающуюся стрелку. Деления шкалы отградуированы в соответствии с определенными величинами мощности, измеряемой в ваттах (Вт).

Цифровые ваттметры измеряют как активную, так и реактивную мощность. Кроме того, на дисплей прибора могут выводиться (кроме показания мощности) также и сила тока, напряжение, и расход энергии по времени. Данные измерений можно вывести удаленно на компьютер оператора.

Видео о ваттметре из Китая:

Устройство и принцип действия

Аналоговые ваттметры

Наиболее распространенными и точными аналоговыми ваттметрами являются приборы электродинамической системы.

Принцип работы основан на взаимодействии двух катушек. Одна из них – неподвижная, имеет толстую обмотку с небольшим числом витков и малое сопротивление. Подключается последовательно с нагрузкой. Вторая катушка – подвижная.

Ее намотка выполнена из тонкого провода и имеет большое количество витков, поэтому и сопротивление у нее высокое.

Подключается она параллельно нагрузке и снабжается еще добавочным сопротивлением (для исключения короткого замыкания между катушками).

При подключении прибора к сети, в катушках образуются магнитные поля. Их взаимодействие создает вращающий момент, который отклоняет подвижную катушку с подсоединенной к ней стрелкой на определенный угол.

Величина угла эквивалентна произведению силы тока и напряжения в данный момент времени.

Цифровые ваттметры

В основе работы цифрового ваттметра лежит предварительное измерение силы тока и напряжения. Для этого на входе устанавливаются: последовательно нагрузке – датчик тока, параллельно – датчик напряжения. Они могут выполняться на базе термисторов, измерительных трансформаторов, термопар и других элементов.

Мгновенные значения полученных величин тока и напряжения посредством аналого-цифрового преобразователя передаются к встроенному микропроцессору. Здесь производятся необходимые вычисления (находится активная и реактивная мощности) и выдаются в виде итоговой информации на дисплей и подключенные внешние устройства. схема ваттметров

Рисунок — Схема подключения Ваттметра

Подключение Ваттметра

Ваттметры имеют четыре клеммы (2 входа, 2 выхода) для подключения. Две из них используют при сборе последовательной (токовой) цепи – ее подключают первой, а две – для параллельной (цепи напряжения).

Начало цепи напряжения (вход) подключают к началу токовой цепи (соединить клеммы перемычкой), соединенному с одним зажимом сети. Конец цепи напряжения (выход) соединяют с другим зажимом сети.

Рассмотрим несколько ваттметров разного исполнения и разных производителей:

Ваттметры 2

Многофункциональный цифровой ваттметр СМ3010 класса точности 0,1

Предназначен для измерения активной мощности, тока, напряжения и частоты в цепях постоянного тока и в однофазных цепях переменного тока; для поверки ваттметров, амперметров, вольтметров класса 0,3 и ниже, частотомеров класса 0,01 и ниже.

Пределы измерения тока Iп:

  • на постоянном и переменном токе: 0,002-0,005-0,01-0,02-0,05-0,1-0,2-0,5-1-2-5-10 А.

Пределы измерения напряжения Uп:

  • постоянный ток: 1-3-7,5-15-30-75-150-300-450-700-1000 В.
  • переменный ток: 1-3-7,5-15-30-75-150-300-450-700 В.

Пределы измерения мощности соответственно Uп* Iп

Пределы измерения частоты от 40 до 5000Гц.

Основная погрешность:

  • приведенная погрешность измерения тока, напряжения и мощности на постоянном токе ±0,1%;
  • приведенная погрешность измерения тока и напряжения на переменном токе в диапазоне частот от 40 до 1500Гц ±0,1%;
  • приведенная погрешность измерения мощности на переменном токе в диапазоне частот от 40 до 1000Гц ±0,1%;
  • относительная погрешность измерения частоты в диапазоне частот от 40 до 5000Гц ±0,003%;

Габаритные размеры 225х100х205 мм. Масса не более 1кг. Потребляемая мощность не более 5Вт.

Ваттметры многофункциональные СМ3010 выпускаются по ТУ 4221-047-16851585-2014, соответствуют требованиям ТР ТС 004/2011, ТР ТС 020/2011.

Производство – ЗИП-Научприбор.


Ваттметры 3

Устройства измерительные ЦП8506-120 (далее – устройства).

Предназначены для измерения активной, реактивной, активной и реактивной трехфазных трехпроводных цепей переменного тока, отображения текущего значения измеряемой мощности на цифровом индикаторе и преобразования его в аналоговый выход-ной сигнал (далее – выходной сигнал).

Измеренные значения отображаются в цифровой форме на встроенных индикаторах. Отображение измеренных величин на цифровых индикаторах производится в единицах измеряемой величины, поступающей непосредственно на вход устройства, или в единицах измеряемой величины, поступающей на вход трансформаторов тока и напряжения с учетом коэффициентов трансформации, в ваттах, киловаттах, мегаваттах, варах, киловарах, мегаварах. Цифровые индикаторы имеют по четыре значащих разряда.

Назначение ЦП8506-120:

  • для измерения активной и реактивной мощности в трехфазных трехпроводных электрических цепях переменного тока частотой от 45 до 55 Гц

Краткие технические характеристики ЦП8506-120 (Ваттметр)

Варметр щитовой цифровой трехфазный:

  • Коэффициент мощности: для ваттметра cos φ=1, для варметра sin φ=1
  • Габаритные размеры: 120х120х150 мм
  • Высота знака: 20 мм
  • Максимальный диапазон отображения: 9999
  • Класс точности: 0,5
  • Время преобразования: не более 0,5 с
  • Рабочая температура: +5 … +40 град С (О4.1), -40…+50 град С (УХЛ3.1)
  • Степень защиты по передней панели: IP40
  • Потребляемая мощность: 5ВА
  • Масса: не более 1,2 кг

Ваттметры 4

Ваттметр Д5085 (Д 5085, Д-5085)

Предназначен для измерения мощности в однофазных цепях переменного и постоянного тока, а также для поверки менее точных приборов.

Габариты не более (205±1,45)х(290±1,6)х(135±2,0) мм.

Класс точности 0,2.

Ваттметры Д5085 предназначены для измерения мощности в однофазных цепях переменного и постоянного тока, а также для поверки менее точных приборов.

Ваттметры Д5085 предназначены для эксплуатации в условиях умеренного климата в закрытых сухих отапливаемых помещениях, при температуре окружающего воздуха от 10 до 35 °С и относительной влажности до 80 % (при 25 °С ).

Ваттметры Д5085 -04.1 (тропическое исполнение) предназначены для эксплуатации в условиях как сухого, так и влажного тропического климата в закрытых помещениях с кондиционированным или частично кондиционированным воздухом при температуре окружающего воздуха от 1 до 45 °C и относительной влажности до 80 % при температуре 25 °С (по ГОСТ 15150-69).

Технические данные

Ваттметры Д5085 соответствуют классу точности 0,2 по ГОСТ 8476-78.

Номинальный коэффициент мощности ваттметра – 1,0.

Номинальный ток параллельной цепи ваттметра Д5085 равен (5 ± 0,1) mА. Нормальная область частот ваттметра от 45 до 500 Гц, рабочая область частот – 500-1000 Гц.

Предел допускаемой дополнительной погрешности прибора Ваттметр Д5085, вызванной отклонением напряжения на ± 20 % от номинального значения либо от пределов нормальной области напряжений, при неизменном значении измеряемой мощности равен ± 0,2 % от конечного значения диапазона измерений.

Предел допускаемой дополнительной погрешности прибора Ваттметр Д5085, вызванной отклонением частоты от верхней границы нормальной области до любого значения в рабочей области частот, не превышает ± 0,2 % от конечного значения диапазона измерений.

Предел допускаемой дополнительной погрешности прибора Ваттметр Д5085, вызванной изменением температуры окружающего воздуха от нормальной до любой температуры в пределах рабочих температур на каждые 10 °С изменения температуры, равен ±0,2% от конечного значения диапазона измерений. Нормальная температура – 20±2 °С, если на лицевойчасти прибора не оговорено иное значение.

Ещё одно видео о встраиваемом ваттметре:

БЫТОВОЙ ВАТТМЕТР

   Недавно зашёл (случайно) в один секонд хенд, и пока приятель искал себе старые джинсы по цене новых, на глаза мне попался интересный девайс - цифровой измеритель потребляемой мощности. Втыкается он в розетку, и уже к нему подключаем различные бытовые приборы и другую нагрузку мощностью до 2,5 кВт. Устройство предназначено для измерения мощности, тока и напряжения электроэнергии и контроля количества потребляемой электроэнергии от сети.

Бытовой ваттметр из германии

   А учитывая смешную цену данного устройства - всего 8уе, купил не задумываясь, чему впоследствии был рад. Без всяких изменений в конструкции, данный бытовой ваттметр может измерять электрические параметры (переменный ток, напряжение) без подключения к сети 220В. Это происходит за счёт собственного питания - две маленькие батарейки по 1,5В.

Питание бытового ваттметра

   Бытовой ваттметр собран в красивом и прочном корпусе. Да не маде ин чина, а настоящая европа - Гамбург. О чём и говорит наклейка на обратной стороне корпуса прибора.

Бытовой ваттметр вилка подключения к розетке

   Проверяем его возможности:

 1. Измерение напряжения сети в вольтах (V), 

Бытовой ваттметр меряет напряжение


 2. Измерение тока нагрузки в амперах (A),

Бытовой ваттметр меряет ток

 3. Измерение потребления мощности в ваттах,

Измерение мощности ватметром

 4. Общее количество потребленной электроэнергии (KWh – киловатт-час) и стоимость потребленной электроэнергии.

   Бытовой ваттметр может даже измерять стоимость электроэнергии, если вы введёте цену одного киловатт-часа. Причём если в сети пропадёт питание, показания всё равно запомнятся, за счёт резервных батареек. Кстати ваттметр работает и без них, но чтоб измерение можно было проводить автономно - они необходимы.

Разобранный измеритель мощности

   Конечно мы разберём корпус и заглянем внутрь. Здесь видна небольшая плата с залитым чипом, который выполняет обработку сигнала, снимаемого с датчика и вывод информации на ЖКИ дисплей. 

контроллер управления дисплеем измерителя


   Датчик собран на отдельной плате, на которой имеется и плавкий предохранитель. Уверен, что немного изменив схему, можно добиться от ваттметра измерения даже постоянного тока и напряжения.

Плата датчика фирменного ваттметра

   Забыл сказать - данный бытовой ваттметр работает как своеобразный сигнализатор - предохранитель. Можно задать максимально допустимый уровень нагрузки, и как только мощность превысит это значение ваттметр начнёт подавать звуковые сигналы.

ваттметр для измерения мощности нагрузки

   Только теперь я понял, как мне не хватало подобного прибора! Включая через него различные устройства - электродвигатели, ламповые усилители, микроволновые печи, сварочные инверторы и другую аппаратуру, можно сразу видеть нормально ли работает устройство. А переключая кнопкой mode режим измерений - вольты, амперы, ватты; можно без всякого мультиметра контролировать целый ряд важных параметров. Благодаря красивой синей подсветке, параметры видны даже в темноте. Думаю это именно тот случай, когда проще и дешевле прибор купить, чем спаять.

   Форум по ваттметрам

   Обсудить статью БЫТОВОЙ ВАТТМЕТР


ТРЁХФАЗНЫЙ ВАТТМЕТР

Давно нужно было создать простой измеритель на Arduino, который бы измерял расход электроэнергии. В то время, как есть в продаже немало доступных по цене счетчиков энергии одной фазы, 3-х фазные счетчики не столь распространены и, как правило, довольно дорогие. Поэтому решено было сделать самодельный. Конечно, для идеально точных измерений нужно измерить потребляемый ток и напряжение, но для этого устройства конструкцию упростили до измерения только тока, что уже дает неплохую оценку потребления киловатт-часов на стандартных электросетях (будем считать что отклонение от нормы напряжения невелико). Этот прибор измеряет ток через каждую фазу с помощью ТТ (трансформатора тока), а затем делает несколько вычислений, чтобы показать на ЖК экране ток, мощность, максимальную мощность и киловатт-часы, затраченные на каждую фазу.

Компоненты для сборки 3-фазного счётчика

  1. Arduino Uno
  2. ЖК-экран
  3. 3 x CTs – Talema AC1030
  4. 3 х 56 Ом нагрузочные резисторы
  5. 3 х 10µF конденсаторы
  6. 6 х 100к резисторы делителя

Внимание – будьте осторожны при подключении устройства к электросети и убедитесь, что питание выключено, прежде чем делать какие-либо соединения!

Процесс изготовления

Сначала нужно начать монтаж компонентов для создания датчиков тока, что производят сигнал, который Arduino может понять. Ардуино имеет только аналоговые входы напряжения, которые измеряют 0-5 В, так что надо преобразовать токовый выход из ТТ в опорное напряжение, а затем масштабировать его в 0-5 В диапазоне напряжений. Если вы собираетесь устанавливать измеритель мощности где-то постоянно, то можно сразу припаять резисторы и конденсатор непосредственно на каждый ТТ, чтобы они не могли отвалиться.

Принципиальная схема подключения ТТ к Arduino

ТРЁХФАЗНЫЙ ВАТТМЕТР - схема

Принципиальная схема подключения ТТ к Arduino

После подключения всех компонентов, нужно подключить датчики к линии, которую вы хотите контролировать. Для подключения к обычной 3-х фазной питающей сети, подсоедините каждый ТТ на каждую из фаз, как показано на схеме. Каждый ТТ должен иметь только один фазный провод, проходящей через его сердечник.

Выбор трансформатора тока

Важный элемент измерителя - трансформатор тока. Здесь используется Talema AC1030, который может выдержать 30 А номинальный, и 75 А максимальный ток. При 220 В, теоретически он может распознавать до 16 кВт в течение коротких периодов времени, но чтобы постоянно быть под нагрузкой - примерно 6 кВт. Чтобы рассчитать максимум мощности - умножьте ток на напряжение (обычно 220 В).

ТРЁХФАЗНЫЙ ВАТТМЕТР - схема

Расчет нагрузочного резистора

Далее нужно рассчитать нагрузочный резистор R3, который преобразует ток в опорное напряжение. Это делается путем деления первичного тока на коэффициент трансформации ТТ. Оно должно быть около 500-5000 к 1. В этой схеме он работал на 42 А с соотношением витков 1000:1, что дает вторичный ток 0.042 А. Аналоговое опорное напряжение на Arduino составляет 2,5 В, и чтобы определить сопротивление используем формулу R=V/I – R = 2.5/0.042=59.5 Ом. Ближайшее стандартное значение резистора 56 Ом, что и было использовано. Вот несколько вариантов разных кольцевых трансформаторов и их подходящие нагрузочные резисторы:

  • Murata 56050C – 10A – 50:1 – 13 Ом
  • Talema AS-103 – 15A – 300:1 – 51 Ом
  • Talema AC-1020 – 20A – 1000:1 – 130 Ом
  • Alttec L01-6215 – 30A – 1000:1 – 82 Ом
  • Alttec L01-6216 – 40A – 1000:1 – 62 Ом
  • Talema ACX-1050 – 50A – 2500:1 – 130 Ом
  • Alttec L01-6218 – 60A – 1000:1 – 43 Ом
  • Talema AC-1060 – 60A – 1000:1 – 43 Ом
  • Alttec L01-6219 – 75A – 1000:1 – 33 Ом
  • Alttec L01-6221 – 150A – 1000:1 – 18 Ом

Ещё необходимо 2 разделительных резистора, чтобы получить 2.5 вольта опорного напряжения к Arduino. Они должны быть одинаковыми, поэтому в данной схеме используются два резистора по 100 к.

ТРЁХФАЗНЫЙ ВАТТМЕТР - схема

Загрузка прошивки

Теперь можно прошить Arduino, если вы еще не сделали это сразу. Вот архив с кодом. Для проверки работоспособности и точности использовалось пару ламп накаливания - их потребление довольно близко к тому, что указано на этикетке, то есть 100 Вт лампочка использует очень близко к 100 Вт реальной мощности, так как это почти полностью резистивная нагрузка. Теперь необходимо настроить коэффициенты масштабирования, поиграйтесь с различными значениями, глядя что отображается на экране счетчика энергии.

ТРЁХФАЗНЫЙ ВАТТМЕТР - схема

Когда счетчик энергии будет откалиброван и коэффициенты масштабирования будут загружены на Ardunio, ваш 3-фазный измеритель готов к подключению.

ТРЁХФАЗНЫЙ ВАТТМЕТР - схема

После запуска, вы увидите 3 типа данных на экране ваттметра с последующим переключением по току, мощности, максимальной мощности и киловатт-часам потребленной энергии. В верхней строке появится фаза 1 и фаза 2, а в нижней строке отображается значение данных фазы 3.

   Форум по микроконтроллерам

   Обсудить статью ТРЁХФАЗНЫЙ ВАТТМЕТР


Как устроен ваттметр

Ваттметры используются для определения мощности электрического тока. Они устанавливаются на электровелосипеды и другие виды персонального электротранспорта с целью точного анализа характеристик электрического тока и расхода энергии. Зная, как пользоваться ваттметром, можно отслеживать всевозможные параметры мотор-колес и АКБ. Такие анализаторы мощности предоставляют информацию о работе транспортного средства и помогают повысить его эффективность.

С помощью таких анализаторов мощности легко контролировать:

  1. емкость аккумуляторной батареи;
  2. реальную мощность и КПД мотор-колес;
  3. при дополнительном подключении температурного датчика – нагрев мотор-колеса и контроллера с целью исключения риска их перегрева;
  4. ток, проходящий через мотор-колесо или контроллер;
  5. эффективность их работы;
  6. процесс подзарядки и разряда АКБ;
  7. присутствие пиковых токов, способных спровоцировать повреждение комплектующих;
  8. утечки тока;
  9. наличие перепадов напряжения, вызванных определенными компонентами;
  10. эффективность рекуперации в случае торможения электромотором;
  11. изменение потребления энергии при помощи педалями.

Ваттметры позволяют определять самые экономичные режимы работы электротранспорта, помогают бережно эксплуатировать АКБ, чтобы продлить ее ресурс. Полученная при помощи таких приборов статистика позволяет смоделировать e-bike или другой электротранспорт с оптимальными параметрами, чтобы избежать нерациональных расходов на излишнюю мощность и вес компонентов.

Как работает ваттметр

Рассмотрим, как устроен ваттметр, и как он работает. В приборах аналогового типа взаимодействуют 2 катушки:

  1. Неподвижная, с малым количеством витков, толстым проводом и незначительным сопротивлением. Она последовательно подключается к потребителю.
  2. Подвижная, с большим количеством витков тонкого провода и значительным сопротивлением. Она параллельно подключается к потребителю и имеет дополнительное сопротивление (для профилактики КЗ обмоток).

При включении ваттметра в сеть в катушках появляются магнитные поля. Они взаимодействуют, и образующийся момент вращения отклоняет подвижную обмотку с закрепленной стрелкой на расчетный угол. По градуированной шкале определяется значение мощности.

В цифровых ваттметрах вначале замеряются напряжение и сила тока. Для этого к потребителю последовательно подсоединяется датчик тока и параллельно – датчик напряжения. Замеренные мгновенные значения напряжения и тока через преобразователь подаются к внутреннему микропроцессору, где и рассчитывается мощность. Результат отображается на дисплее и подается на внешние устройства.

Электродинамические ваттметры подходят для цепей переменного и постоянного тока, а индуктивные модели – только для переменного.

Читайте в нашей предыдущей статье о том, как правильно заряжать литий-титанатный аккумулятор, чтобы не сокращать его ресурс.

Бытовой ваттметр

Данное устройство измеряет все необходимые параметры потребления электроэнергии — напряжение, ток, мощность, коэффициент мощности, а также может рассчитывать стоимость потребленной электроэнергии.

Характеристики

Напряжение: 230В (переменное)
Частота: 50Гц
Разброс напряжений: 230В — 250В
Рабочий ток: <16А
Диапазон отображаемого времени: 0 сек — 9999 дней
Диапазон отображаемой мощности (Ватт): 0Вт — 9999Вт
Диапазон отображаемого тока потребления (Ампер): 0.000А — 16.000А
Диапазон отображаемой частоты: 0Гц — 9999Гц
Диапазон отображаемой минимальной мощности: 0.0Вт — 9999Вт
Диапазон отображаемой максимальной мощности: 0.0Вт — 9999Вт
Диапазон отображаемой стоимости электроэнергии: 0.00€/кВт — 99.99€/кВт
Диапазон отображаемой потребленной мощности и денежные затраты: 0.000кВт — 9999кВт, 0.00€ — 9999€

После распаковки оказалось, что устройство довольно громоздкое. Хорошо, что большую часть этой громадины занимает дисплей.




К сожалению, производитель решил выводить на него минимум информации. Индикатор без подсветки, в верхней части экрана отображается время измерения, а ниже — собственно значение измерения.

Прибор имеет 4 управляющих кнопки:
Function — выбор режима работы,
Cost — стоимость киловатта электроэнергии,
Up — увеличить на 1 показатель стоимости,
Down — уменьшить на 1 показатель стоимости.
Посередине утоплена кнопка сброса (Reset).
В итоге у устройства оказалось 7 режимов отображения информации, и для поиска каждого нужно проматывать в среднем половину из них. Подсветки нет, контрастность не настраивается. Учитывая то, что для использования прибора нужно постоянно тыкать по кнопкам, плохая читаемость экрана издалека при активном использовании не является недостатком.
Далее опишу режимы дисплея. Устройство измеряет все параметры непрерывно, режимы переключают только отображаемую информацию. Листаются они кнопкой Function. Оригинальная инструкция написана для какого-то схожего устройства, это видно хотя бы по тому, что в начале просят вставить батарею, тогда как аккумулятор здесь уже встроен.

ИНСТРУКЦИЯ



Режим 1. Текущая мощность и стоимость
Мощность показывается в ваттах с точностью до десятых до 1000 Вт и до единицы после 1000. Стоимость показывается, если заранее установлена стоимость кВт*ч. Для заявленной точности 3% такая точность отображения избыточна.

Режим 2. Суммарная мощность (кВт*ч)
Функция электросчетчика. Может быть удобно воткнуть устройство на недельку между интересующим устройством и розеткой, после чего сделать примерные расчеты в деньгах.

Режим 3. Напряжение и частота
Также здесь отображается частота сети. Для теста подключился к выходу ИБП, отключил его от сети и получил те же 50 Гц ровно.

Режим 4. Ток и коэффициент мощности
Измеритель переменного тока, амперметр. Прибор не показывает значения выше ~16 ампер.

Режим 5. Минимальная мощность
Минимальное значение мощности за период измерения.

Режим 6. Максимальная мощность
Максимальное значение мощности за период измерения.

Режим 7. Цена
Установка стоимости электроэнергии
Для установки стоимости нужно удерживать кнопку Cost на 3 секунды. Потом нажать кнопку Function, чтобы отредактировать значение. Цена сбрасывается в ноль при сбросе устройства, что очень неудобно. Установка значений производится кнопками Up и Down, и это единственное их предназначение, ни в каких других режимах они не работают, разве что могут включить устройство после автоматического отключения.

Замерил потребление энергии от утюга мощностью 1200 вт. получил следующие результаты:

Накопительный водонагреватель Oasis:

Разборка устройства


ВЫВОД

Простой и удобный в обращении прибор для измерения мощности электросети.
В минусы запишу плохие углы обзора дисплея и отсутствие подсветки.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

СХЕМА ПРОСТОГО ВАТТМЕТРА

Если нужно сделать прибор для измерения потребляемой мощности бытовой техники. Не обязательно усложнять схему микроконтроллерами, ЖК индикаторами и прочими дорогими радиокомпонентами. В этой конструкции не понадобятся даже транзисторы. Достаточно часть тока от потребителя через небольшой трансформатор подать на диодный выпрямитель, а дальше на стрелочный индикатор, чтоб иметь достаточно точный индикатор мощности до 1 киловатта. При необходимости можно увеличить этот диапазон хоть до 10 кВт.

Измеритель мощности переменного тока

схема ваттметра простого

Основа работы устройства — трансформатор тока, который по сути то же самое что обычный трансформатор. Одна обмотка у него 3000 витков тонкой проволоки, намотанной на железном сердечнике — это вторичная обмотка. Первичная обмотка представляет собой пару витков сетевого шнура. Отношение тока, протекающего через первичную сторону и вторичную обмотки, является обратным соотношением числа витков. Линейность будет правда не идеальной, но для средней точности пойдёт. В конце концов 540 ватт потребляет устройство или 580 — не слишком важно. Однополупериодный выпрямитель представляет собой конденсатор небольшой ёмкости и германиевые диоды, прямое падение напряжения при переходе измряется индикатором на 100 мкА. Выбрать предел измерений 1000 Вт и 100 Вт можно подключив резистор параллельно стрелочной головке.

конструкция самодельного измерителя мощности

При испытаниях и настройке (подбирая сопротивления), использовалась 100 Вт лампа накаливания и прожектор на 500Вт. То есть подключайте нагрузку, мощность которой вы знаете заранее, и по ней выставляйте нужные показания индикатора. Готовый ваттметр можно разместить в любой пластиковой коробочке, или же встроить в сетевой фильтр. В этом случае нужно будет найти небольшой стрелочник, типа индикатора уровня записи от старого магнитофона.

РадиоКот :: Вольтметр-амперметр-ваттметр, с дисплеем Nokia5110.
РадиоКот >Схемы >Цифровые устройства >Измерительная техника >

Вольтметр-амперметр-ваттметр, с дисплеем Nokia5110.

Данный проект,  это по сути ремейк предыдущего проекта  «ДЖИН V1».

Теперь это -  "Вольтметр-амперметр-ваттметр, V3.0 с дисплеем Nokia5110".

Программа рассчитана для измерений постоянного тока, в лабораторном БП.

Свойства программы и характеристики:

  • двухдиапазонный вольтметр, общий диапазон измерения от 0 до 100V.
от 0.00 до 9.99V. дискретность измерения напряжения 0.01V,
от 10.0 до 100.0V дискретность измерения напряжения 0.1V.
  • амперметр от 0.00 до 10.00А дискретность измерения тока 0.01А. 
  • Тригерная защита по превышению потребляемых ампер
  • вольтметр №2 и №3 с диапазоном измерения от 0 до 30V.
  • ваттметр,
    •  диапазон от 0.00 до 999.99Watt,  шаг отображения измерения 0.01 ватт.
  • отображение внутреннего сопротивления подключенной нагрузки в оМ
  • термометр точность 0.1°C 
  •  аппаратный  ШИМ  (PWM)  МК, частота 62.5 kHz , 
коэффициент заполнения импульсами – ШИМа, отображается в основном экране в % исчислении,  от 0 до 100% ,

 

 

Схема:

 

Детали: дисплей Nokia 5110  на базе контроллера PCD8544, МК ATmega8 с любой буквой,  в DIP или TQFP исполнении. А также ОУ Lm328 или Lm2904 .

 

 

Управление кнопками:

Во время работы, управление  кнопками Кн1, Кн2, Кн3 ;

Кн2 производит выбор (устанавливается   курсор) на регулировку ШИМ  или установку порога сработки защиты амперметра,

 кнопки Кн1, Кн3 выполняют функцию уменьшения или увеличения, порога защиты ампер или значения ШИМ.

(сброс сработавшей защиты амперметра, производится по нажатию любой кнопки Кн1, Кн2, Кн3)

 

Настройка схемы после сборки (первый пуск).

Настройка вольтметра: начинаем с первого поддиапазона, подаем на вход "0-100V" любое постоянное напряжение до 9.98V,

и сравнивая с тестовым вольтметром, настраиваем подстроечным резистором R-1 одинаково видимые показания приборов,

аналогично поступаем и со вторым поддиапазоном,

подаем на вход "0-100V" напряжение от 10.1V и, сравнивая с тестовым вольтметром,

настраиваем подстроечным резистором R-2 одинаковые показания напряжения.

 

Вольтметры №2 и №3  подстраиваются  резистором R-4, R-5.

Изменить диапазон амперметра (до 20А и 30А, по умолчанию устанавливается до 10А) можно так, установить перемычку на общий питания, 19 нога (порт РВ5), включить схему, проверить визуально установкой защиты полученный диапазон, если диапазон тот что требуется перемычку снять , если нет, повторить действие.

(ВНИМАНИЕ!!! выбор нового диапазона амперметра,  в рабочей схеме повлечет за собой необходимость подстройки,  резисторов обратной связи цепей амперметра и последующей регулировки резистора R-3 )

R-3 подстройка показаний амперметра.

Пример возможного подключения,  схемы и реле защиты вольтамперваттметра, в состав лабораторного блока питания.

 

   FUSE. МК тактируется от внутреннего RS осциллятора, на частоте 8MHz.


 Фото, отображение информации на дисплее.

  

 

  

Пару слов по поводу работы выхода ШИМ в этой схеме...
На вопрос, зачем он вообще нужен? у меня сейчас ответа нет....)))

В этой схеме он подключен к подсветке индикатора,  небольшое видео как это работает (продолжительность 2мин.12сек.) 

 

  В основном экране когда курсор стоит на символе % скважность регулируется кнопками Кн1 , Кн3.


 

 

P.S. Напряжение питания этой схемы.

 В моем варианте , питание 5 вольт.  Вот и на дисплейчике который тут  Nokia5110 написано 3 - 5 вольт.

 Практически это нормально, но :)) вспоминаются мне некоторые давнишние ассоциации,  про  1 китайский ватт ... 1 китайский ампер....

В общем проверил работу этой схемы, с помощью своего ЛБП. 

 Результат ;  в пределах от 2.6 до 5 вольт, схема производит измерения и работает нормально. Так что тут, товарищи пользователи,  выбор оставлен вам, зарекомендованные 3.3 вольта, или не сомневаемся ни в чем, и используем привычные 5 вольт....


Файлы:
Архив файлов проекта схема, прошивка, протеус.


Все вопросы в Форум.


Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

90000 Wiring Diagram - Everything You Need to Know About Wiring Diagram 90001 90002 What is a Wiring Diagram? 90003 90004 A wiring diagram is a simple visual representation of the physical connections and physical layout of an electrical system or circuit. It shows how the electrical wires are interconnected and can also show where fixtures and components may be connected to the system. 90005 90002 When and How to Use a Wiring Diagram 90003 90004 Use wiring diagrams to assist in building or manufacturing the circuit or electronic device.They are also useful for making repairs. 90005 90004 DIY enthusiasts use wiring diagrams but they are also common in home building and auto repair. 90005 90004 For example, a home builder will want to confirm the physical location of electrical outlets and light fixtures using a wiring diagram to avoid costly mistakes and building code violations. 90005 90002 How to Draw a Circuit Diagram 90003 90004 SmartDraw comes with pre-made wiring diagram templates. Customize hundreds of electrical symbols and quickly drop them into your wiring diagram.Special control handles around each symbol allow you to quickly resize or rotate them as necessary. 90005 90004 To draw a wire, simply click on the 90019 Draw Lines 90020 option on the left hand side of the drawing area. If you right click on a line, you can change the line's color or thickness and add or remove arrowheads as necessary. Drag a symbol onto the line and it will insert itself and snap into place. Once connected, it will remain connected even if you move the wire. 90005 90004 If you need additional symbols, click the arrow next to the visible library to bring up a drop down menu and select 90019 More 90020.You'll be able to search for additional symbols and open any relevant libraries. 90005 90004 Click on 90019 Set Line Hops 90020 in the SmartPanel to show or hide line hops at crossover points. You can also change the size and shape of your line hops. Select 90019 Show Dimensions 90020 to show the length of your wires or size of your component. 90005 90004 Click here to read SmartDraw's complete tutorial on how to draw circuit diagrams and other electrical diagrams. 90005 90002 How is a Wiring Diagram Different from a Schematic? 90003 90004 A schematic shows the plan and function for an electrical circuit, but is not concerned with the physical layout of the wires.Wiring diagrams show how the wires are connected and where they should located in the actual device, as well as the physical connections between all the components. 90005 90002 How is a Wiring Diagram Different from a Pictorial Diagram? 90003 90004 Unlike a pictorial diagram, a wiring diagram uses abstract or simplified shapes and lines to show components. Pictorial diagrams are often photos with labels or highly-detailed drawings of the physical components. 90005 90002 Standard Wiring Diagram Symbols 90003 90004 If a line touching another line has a black dot, it means the lines are connected.When unconnected lines are shown crossing, you'll see a line hop. 90005 90004 Most symbols used on a wiring diagram look like abstract versions of the real objects they represent. For example, a switch will be a break in the line with a line at an angle to the wire, much like a light switch you can flip on and off. A resistor will be represented with a series of squiggles symbolizing the restriction of current flow. An antenna is a straight line with three small lines branching off at its end, much like a real antenna.90005 90048 90049 Wire, conducts current 90050 90049 Fuse, disconnect when current exceeds a certain amount 90050 90049 Capacitor, used to store electric charge 90050 90049 Toggle Switch, stops the flow of current when open 90050 90049 Push Button Switch, momentarily allows current flow when button is pushed in, breaks current when released 90050 90049 Battery, stores electric charge and generates a constant voltage 90050 90049 Resistor, restricts current flow 90050 90049 Ground wire, used for protection 90050 90049 Circuit breaker, used to protect a circuit from an overload of current 90050 90049 Inductor, a coil that generates a magnetic field 90050 90049 Antenna, transmits and receives radio waves 90050 90049 Surge protector, used to protect a circuit from a spike in voltage 90050 90049 Lamp, generates light when current flows through 90050 90049 Diode, allows current to flow in one direction indicated by an arrowhead or triangle on the wire 90050 90049 Microphone, converts sound into electrical signal 90050 90049 Electrical motor 90050 90049 Transformer, changes AC voltage from high to low or vice versa 90050 90049 Headphone 90050 90049 Thermostat 90050 90049 Electrical outlet 90050 90049 Junction box 90050 90091 90002 Wiring Diagram Examples 90003 90004 The best way to understand wiring diagrams is to look at some examples of wiring diagrams.90005 90004 Click on any of these wiring diagrams included in SmartDraw and edit them: 90005 90004 Browse SmartDraw's entire collection of wiring diagram examples and templates 90005 .90000 How To Wire a Single Phase kWh Meter? Installation of 1-Phase Energy Meter. 90001 90002 90003 How To Wire a Single Phase kWh Energy Meter? (3-phase, 4 Wire Energy Meter) 90004 90005 90006 90007 90003 (From the Supply to The Main Distribution Board (MDB) 90004 90010 90011 90006 Below are the the connections diagrams for 90003 installation of a Single-Phase 90004 (90003 3 phase, 4 Wire 90004)) kWh meter (90007 Digital or Analog Energy Meter 90010) from the supply to the main distribution board in home.90011 90006 The Red Wire shows the Live or Line or Phase and the Blake shows the Neutral wire. 90011 90006 These graphics below shows the above idea in a very simple way. 90011 90024 90003 Installation of single phase kWh Meter (3-phase, 4 Wire energy meter) 90004 90027 90006 Click image to enlarge 90011 90030 90030 How To Wire a Single Phase kWh meter? - (3-phase, 4 Wire Energy Meter installation) 90006 Here is another live example of an energy meter which has been installed on the main pole of source supply.90011 90006 Click image to enlarge 90011 90036 90036 The connection and circuit diagram of Single-Phase (3-phase, 4 Wire)) kWh meter (Digital or Analog Energy Meter) from the Supply to The Main Distribution Board 90038 In the above graphics and diagrams, 90011 90038 90003 P 90042 IN 90043 90004 = Incoming Phase or Live from the source supply voltage 90011 90038 90003 P 90042 OUT 90043 90004 = Out going Phase or live to the home main distribution board. 90011 90038 90003 N 90042 IN 90043 90004 = incoming Neutral from the source supply voltage.90011 90038 90003 N 90042 UOT 90043 90004 = Out going Neutral to the home main distribution board. 90011 90038 90006 90003 Warning 90004: This example shows the most common used arrangement in the world, but there are variations as well in some area. The setting may be different in other type of kWh or energy meter in different locations around the world. For safety. Please contact to the supply and service provider to confirm the connection type before installation. 90011 90011 90038 You may also interested to read in 90011.90000 How To Wire a 3-Phase kWh Meter? Installation of 3-Phase Energy Meter. 90001 90002 90003 How To Wire a Three Phase kWh Energy Meter? (3-phase, 4 Wire Energy Meter) 90004 90005 90006 90003 Installation of 3 Phase kWh Energy Meter 90004 90009 90010 today, we are going to show that 90003 how to wire and install a 3-Phase kWh energy meter 90004 (Three phase or Poly Phase (90003 3-phase, 4 Wire 90004) (Digital or Analog Energy Meter) from the supply to The Main Distribution Board? 90015 90016 Below is the connection of 3-Phase (Three phase or Poly Phase (3-phase, 4 Wire)) kWh meter (Digital or Analog Energy Meter) from the Supply to The Main Distribution Board.90015 90018 90018 How To Wire 3-Phase kWh meter 90016 Below is the most 90021 90003 common inner connection of of 3-Phase energy meter 90004. 90024 90015 90016 90027 90027 90015 90016 Here is another live example of a a three phase energy meter which has been installed on the main pole of source supply. 90015 90016 90033 90033 90015 90036 90036 How to install a Three Phase kWh Energy meter? 90016 In the above graphics and diagrams, 90015 90016 90003 R 90004 = RED Phase / Live Wire from the source supply voltage 90015 90016 90003 Y 90004 = YELLOW Phase / Live Wire from the source supply voltage 90015 90016 90003 B 90004 = BLUE Phase / Live Wire from the source supply voltage 90015 90010 90003 Line or IN 90004 = Incoming Phase / live or Neutral from the source supply voltage 90015 90010 90003 OUT 90004 = Out going Phase / live or Neutral to the home main distribution board.90015 90016 90003 Warning 90004: This example shows the most common used arrangement in the world, but there are variations as well in some areas. In different countries 90003 RYB 90004, 90003 ABC 90004 (old standard) or 90003 UVW 90004 (newer standard) and maybe others (as 90021 90003 Electrical Wiring Color Codes 90004 90024) are used and are equivalent. The setting may be different in other type of kWh or energy meter in different locations around the world. For safety. Please contact to the supply and service provider to confirm the connection type before installation.90015 90016 You may also interested to read in 90015.90000 Wiring of power factor relay on LV and MV side (circuit diagrams) 90001 90002 Circuit diagram of PF relay 90003 90004 In order to measure electrical power the relay needs to receive the line voltage and current from a current transformer (CT) installed close to the metering point, if possible. To measure reactive power at the power factor relay especially, it must be ensured that the vectors of voltage and current are shifted by 90 °. 90005 90006 Wiring of power factor relay on LV and MV side (photo credit: anuryan.com) 90004 In three-phase systems this is simple to realize by measuring the current in phase L1 and the voltage path is taken from the other two phases L2 and L3. The so-called 90008 current path 90009 of the power factor relays is standardized to either 90008 5 A (mainly) or 1 A 90009. 90005 90004 One has to take into consideration that the 90008 ratio of the current transformer is adapted to the load expected 90009 and the primary current will be transformed to the secondary side proportionally.90005 90004 An oversized ratio, 90008 for example using 1000 A / 5 A, but expecting no more than 200 A 90009, leads to an inaccuracy in the control of reactive power. The current transformer must seize both the load of the consumers and the compensation bank. 90005 90021 90004 Figure 1 illustrates a simplified circuit diagram of 90008 how to wire the current path to the terminals k and l of the power factor relay 90009. 90005 90026 90027 90027 Figure 1 - Simplified connecting diagram of the current path to the reactive power relay 90004 90008 Where: 90009 90005 90033 90034 90008 V 90009 - loads (consumers) 90037 90034 90008 T 90009 - current transformer (CT) 90037 90034 90008 C 90009 - compensation (capacitor) bank 90037 90034 90008 Q 90009 - circuit breaker 90037 90034 90008 N 90009 - power factor relay 90037 90034 90008 K 90009 - terminals 90037 90058 90004 In general the reactive power of a three-phase system is measured by means of the current transformer in one phase only chosen as desired, mainly L1 (or A).90005 90004 The correct installation of the current transformer is very important, showing on its side K the feed-in point of the electricity utility and its side L to the consumers including the compensation bank (s). 90005 90004 According to Figure 2, there is the possibility of measuring the load 90008 either on the LV or on the MV side 90009. 90005 90004 Alternatively, there is the method of mixed LV / MV measurement which is rarely used. In this method, voltage path for the power factor relay is taken from the LV side.However, the current path is taken from a current transformer installed at the MV side. 90005 90069 90069 Figure 2 - Circuit diagram of compensation taking the current and voltage path either from the LV or from the MV side 90004 Although the mixed measurement is rarely in use, it is very important to discuss. It refers mainly to 90008 large industrial plants like car factories or steelworks 90009. This method is considered 90008 if a voltage transformer on the MV side is not available 90009.Incidentally, voltage transformers for metering purposes are not allowed to be used. 90005 90004 The method has the advantage that all consumers downside (L-side) from the current transformer are to be compensated, including the power transformer (s), 90008 by the compensation bank at the LV side 90009. 90005 90021 90004 90008 Most applications use the LV method 90009, because a separate current transformer on the MV side is not available all of the time, not to mention the 90008 costs 90009.90005 90026 90004 It is a matter of course that the power transformers are not compensated by the automatic compensation bank on the LV side. Recall that the desired 90008 power factor cosφ 90009, preset at the relay, is to be achieved at the location of the current transformer exclusively and consumers will be compensated only just downside (the L side of the current transformer), referring to the flow of energy. 90005 90093 90094 Power Factor Correction Capacitors 90095 90004 90097 90098 90005 90004 90101 Reference // Reactive power compensation by W.Hofmann 90102 90005 .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *