Благодаря широкому внедрению современных высокотехнологичных приборов в нашу жизнь, для того чтобы наглядно увидеть, сколько же электроэнергии потребляет ваш холодильник или другая техника, уже не нужно приглашать домой профессионального электрика, или проводить долгие расчеты в наблюдении за электросчетчиком. Все эти задачи с легкостью решает бытовой ваттметр. Можно смело сказать, что это миниатюрный прибор учета, токоизмерительные клещи и вольтметр в одном корпусе.

По внешнему виду он похож на переходник для розетки. На внешней поверхности имеется цифровой дисплей и несколько кнопок управления.

Параметры измерения

Ваттметр бытовой замеряет и показывает на своем дисплее основные параметры потребления оборудования, подключаемого через него:

• ⚡ напряжение
• ⚡ мощность
• ⚡ силу тока
• ⚡ коэффициент мощности
• ⚡ продолжительность работы оборудования подключенного через прибор
• ⚡ общее кол-во киловатт, израсходованное за это время
• ⚡ если задан тариф, то ваттметр даже покажет сколько денег вы должны будете заплатить за пользование тем или иным оборудованием

Существуют и другие параметры, все зависит от марки прибора и завода изготовителя. Некоторые модели фиксируют и запоминают пиковую нагрузку. Другие издают звуковой сигнал при превышении максимальной мощности.

Все настройки и регулировки производятся с помощью функциональных кнопок, расположенных на лицевой стороне прибора. Смена измеряемых величин (ток, напряжение, мощность) также производятся кнопками.

Работа устройства

В использовании ваттметр бытовой очень прост.

1. втыкаете прибор в розетку
2. в сам прибор включается вилка того оборудования, параметры которого будут замеряться
3. на цифровом табло начинают автоматически показываться данные
4. для настройки параметров отображения можете воспользоваться видеоинструкцией приведенной ниже

Характеристики ваттметра бытового

• ⚡ номинальная подключаемая мощность – 3,6квт
• ⚡ максимальный ток – 16А
• ⚡ рабочее напряжение от 190 до 270В
• ⚡ погрешность измерения – 1%

В некоторых ваттметрах используются батарейки или аккумуляторы. Это необходимо для сохранения данных замеров и параметров настройки между периодами, когда прибор не используется и не подключен к сети.

Достоинства, которыми обладают ваттметры бытовые

• ⚡ в отличии от счетчика, измеряет параметры конкретного отдельного прибора, включенного в розетку
• ⚡ простота схемы подключения, не требует переходников или специальных инструментов
• ⚡ многообразие измеряемых параметров

Недостатков у аппарата немного

• ⚡ максимально подключаемая нагрузка не более 3,6квт
• ⚡ температура эксплуатации от нуля до 50 градусов цельсия. То есть установить ваттметр бытовой зимой, где-нибудь в не отапливаемом помещении не получится.

В общем можно сделать вывод, что данный прибор является отличным бытовым инструментом для замеров параметров электросети. Цена его совсем не высока и разобраться в его настройках может любой рядовой пользователь. Узнать текущую цену и заказать с доставкой на дом данный ваттметр можно

Ваттметр - штука, безусловно, полезная. В хозяйстве у шопера вещь необходимая. Был куплен более года назад, уже не вспомню где. Сей прибор обозревался здесь не один раз, например:




поэтому, буквы и знаки переводить не буду.
Смысл моего повествования не в обзоре, а в возможности сей девайс откалибровать (например, после ремонта, как в моем случае). Рассматривать все варианты, при которых потребуется калибровка данного девайса мы не будем, но они, несомненно, есть.
Начнем…
Данный прибор построен на специализированной МС Cirrus Logic CS5460A, которая применяется в электронных эл.счетчиках. Также используется неизвестный микропроцессор типа «сопля» с прошивкой внутри себя. И последний сложнотехнический элемент - память EEPROM, в моем случае - 24С02, но может быть и другая, т.к. используется из этой памяти только 12 байт. В памяти хранятся калибровочные настройки и они-то нам и нужны.
Вкратце расскажу про свой случай скоропостижной кончины прибора. Он умер… Вскрытие показало, что вышла из строя как раз эта самая EEPROM и аккумулятор (Ni-Mh) на 20mAh. Скорее всего, память потянула за собой акумм…
Поменять EEPROM не большая проблема, но самое главное то, что внутри - дамп. А его, понятное дело, не сохранилось.
Не вдаваясь в подробности, заменил я аккумулятор и память на 24С01 (какая под рукой была), предварительно очистив ее. Подключил питание и сбросил уст-во. Прочитал память и обнаружит 12 записанных байт, немного покурив даташит на CS5460A, можно определить, что это три команды.
Первая команда «40 00 00 61» (4-е байта, первый байт-сигнатура команды, остальные три - значение записываемые в регистр) - запись в регистр конфигурации - инициализация МС. Ее не трогаем, она правильно инициализирует МС.
Вторая команда «44 хх хх хх» – коэфф. усиления канала ТОКА. Это число и есть калибровка тока.
Третья команда «48 хх хх хх» - коэфф. усиления канала НАПРЯЖЕНИЯ. Это калибровка напряжения.
Т.е. чтобы откалибровать прибор, нам надо подобрать коэфф. канала тока так, чтобы прибор в режиме отображения тока показывал правильное значение (например такое же, как и последовательно включенный амперметр (мультиметр). Тоже самое делаем и для канала напряжения, но проверяем по вольтметру (мультиметру), подключенному параллельно. Регистры в CS5460A 24-х разрядные, поэтому коэфф. имеют вид «хх хх хх». Например команда «48 57 AD E5» запишет в регистр канала напряжения коэфф. 0x57ADE5 (в шестнадцатеричном формате)
Далее, чем записывать? У кого есть программатор, который имеет шину I2C, тот без проблем прошьет EEPROM.
Тем же, кто не имеет, рекомендую перепрошитый UsbAsp. Подробно . Тамже прошивка на UsbAsp, схемы подключения разных микросхем. Нас интересует эта:

Стоимость UsbAsp ~2$, но его надо чем-то перепрошить. Или таким же UsbAsp, или Arduino в режиме Arduino as ISP.
Скриншот моей прошивки:


В моем случае 0x540000 это коэфф. канала тока, а 0х470000 коэфф. канала напряжения.
Ну вот, где-то так. У себя, для удобства подбора коэфф. вывел разъем, для быстрого подключения.

Можно (и нужно) конечно использовать не эмпирический, а математический метод подбора, но в моем случае поднять прибор нужно было срочно и быстрей получилось так.
ВНИМАНИЕ!!! Подключать одновременно напряжение питания (включать в розетку) устройства и программатор, подключенный к компьютеру КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЮ!!!
Сама МС CS5460A имеет значительно больше настроек, но в данном уст-ве они не используются.
«Обзор» писАлся не за еду, ничего бесплатно не получал и скорее всего будет интересен ограниченному кругу пользователей.
Всем всего!
P.S. Возможно у кого-нибудь будет возможность слить дамп с рабочего прибора, поделитесь, плз.

PP.S. МС предположительно CS5460A, возможно другая (более склоняюсь к CS5461A, но все равно не понятно с Power Factor), но Configuration Register (Config) совпадает с CS5460A. У меня не было цели однозначно идентифицировать данную MC.

Upd. Забыл добавить, конкретно мой прибор на 110|120V, под американский стандарт, с соотв. вилкой, НО схемотехника абсолютно идентична с 220-ти вольтовыми.

Одной из важнейших характеристик электрической цепи является ее мощность. С помощью данного параметра определяется величина работы, которую электрический ток выполняет за определенную единицу времени. Все устройства включаемые в цепь должны иметь мощность, соответствующую мощности конкретной сети. Для замеров мощности электрического тока применяется специальный измерительный прибор - ваттметр.

В основном он нужен в сетях переменного тока, определяя мощность включенных приборов, а также для тестирования сетей и их отдельных участков, контроля и слежения за режимом работы электрооборудования, учета потребленной электроэнергии.

Классификация ваттметров

До того, как выполняется измерение мощности ваттметром, на исследуемом участке предварительно измеряется сила тока и напряжение. Для того чтобы получить наглядную итоговую информацию, эти данные следует преобразовать с помощью ваттметров, которые могут быть аналоговыми и цифровыми.

Большая часть всех измерений в течение длительного времени проводилась аналоговыми устройствами, в свою очередь разделяющихся на категории показывающих и самопишущих. Они отображают значение активной мощности на заданном участке цепи. Типичным представителем считается показывающий прибор с полукруглой шкалой и поворачивающейся стрелкой. На шкалу нанесена градуировка, соответствующая величинам нарастающей мощности, которую он измеряет в .

Другой тип - ваттметр цифровой относится к измерительным приборам, способным выполнять . Все подобные устройства оборудованы дисплеем, на который кроме мощности, выводятся показания силы тока, напряжения, расхода электроэнергии за определенный период времени. Наиболее совершенные приборы подключаются и позволяют выводить полученные данные на компьютер, расположенный удаленно от места проведения измерений.

Принцип действия аналогового ваттметра

Основой конструкции наиболее распространенных аналоговых ваттметров является электродинамическая система. Приборы этого типа дают возможность сделать максимально точные замеры и получить необходимые результаты.

Принцип действия ваттметра аналогового типа осуществляется на основе двух взаимодействующих катушек. Первая катушка является неподвижной, в ее конструкции используется толстый обмоточный провод с небольшим количеством витков и незначительным сопротивлением. Подключение этой катушки выполняется последовательно с потребителем.

Вторая катушка находится в движении. Для ее обмотки применяется тонкий проводник с большим числом витков и высоким сопротивлением. Эта катушка подключается параллельно с потребителем и оборудуется дополнительным сопротивлением для защиты от коротких замыканий обмоток.

Когда ваттметр включается в сеть, в обмотках его катушек появляются магнитные поля, взаимодействующие между собой. За счет этого взаимодействия происходит образование момента вращения, отклоняющего движущуюся обмотку на величину расчетного угла. На данный показатель оказывает влияние произведение силы тока и напряжения в установленный момент времени.

Как работает цифровой ваттметр

Основной принцип работы цифрового ваттметра заключается в предварительном измерении силы тока и напряжения на исследуемом участке цепи. К потребителю нагрузки последовательно подключается датчик тока, а датчик напряжения подключается по параллельной схеме. Главным конструктивным элементом датчика служит , или измеряющий трансформатор.

По такому же принципу работает ваттметр бытовой, широко используемый в домашних условиях. Такое устройство достаточно включить в розетку, чтобы начать процесс измерения.

Основой устройства служит микропроцессор, к которому поступают измеренные параметры тока и напряжения, после чего и вычисляется мощность. Полученные результаты выводятся на экран и одновременно передаются на внешние приборы. В самом микропроцессоре присутствуют элементы, в том числе и микроконтроллеры, позволяющие автоматически управлять рабочими режимами, дистанционно переключать пределы измерений. С их помощью выполняется индикация условных обозначений измеряемых величин.

При работе с преобразователями больших и средних уровней мощности, выполняется калибровка цифрового устройства с помощью калибратора мощности постоянного тока. Самостоятельная калибровка ваттметра осуществляется калибратором мощности переменного тока. Питание всех узлов и элементов происходит через источник питания постоянного тока, встроенный внутрь измерительного прибора.

Напряжение, поступающее с приемного преобразователя, включенного в розетку, усиливается УПТ - усилителем постоянного тока до значений, делающих более устойчивой работу АЦП - блока аналого-цифрового преобразователя. Далее напряжение, пропорциональное измеряемой мощности, преобразуется во временной интервал, заполняемый импульсами опорной частоты.

Количество этих импульсов, пропорциональное измеряемой мощности будет отображаться на ЦОУ - цифровом отсчетном устройстве. Полученные данные могут быть введены в специальное устройство, предназначенное для обработки информации.

Схема подключения измерительного прибора

От того, насколько правильно подключен ваттметр в конкретном участке цепи, будет зависеть точность полученных данных. Правильная схема включения ваттметра выглядит следующим образом: неподвижная катушка тока измерительного прибора последовательно соединяется с нагрузкой или потребителями электроэнергии.

Подвижная катушка напряжения последовательно соединяется с добавочным сопротивлением, а затем весь этот участок параллельно подключается к нагрузке. Подвижная часть ваттметра имеет определенный угол поворота, вычисляемый по формуле: α = k2IхIu = k2U/Ru, в которой I и Iu являются соответственно токами последовательной и параллельной катушек прибора.

Поскольку в схеме используется добавочное сопротивление, параллельная цепь устройства будет обладать практически постоянным сопротивлением (Ru). В этом случае угол поворота будет равен: α = (k2/Ru)хIхU = k2IхU = k3P. То есть, мощность цепи будет определяться именно по этому параметру.

В ваттметре равномерно нанесена измерительная шкала, сделанная в одностороннем варианте, когда расположение делений начинается от нуля в правую сторону. Когда электрический ток в неподвижной катушке изменяет свое направление, это приводит к изменению направления поворота и вращающего момента подвижной катушки. Если подключение ваттметра выполнено неправильно и направление тока будет другим, электронный прибор не сработает.

По этим причинам не следует путать зажимы, которые используют для подключения. Последовательная обмотка имеет зажим для соединения с источником питания, называемый генераторным. Параллельная цепь также называется генераторной и имеет собственную нужную клемму, чтобы подключить участок к проводу, соединенному с последовательной катушкой.

При нормальном подключении, токи в катушках прибора от генераторных зажимов направляются к негенераторным.