Содержание
Индикаторы сети 220В на светодиодах, замена индикаторным неонкам
Принципиальные схемы простых индикаторов наличия сети 220В на светодиодах, меняем старые неоновые индикаторные лампы на светодиоды. В электрооборудовании повсеместно применяются индикаторные неоновые лампы для индикации включения аппаратуры.
В большинстве случаев схема как на рисунке 1. То есть, неоновая лампа через резистор сопротивлением 150-200 киолом подключается к сети переменного тока. Порог пробоя неоновой лампы ниже 220V, потому она легко пробивается и светится. А резистор ограничивает ток через неё, чтобы она не взорвалась от превышения тока.
Бывают и неоновые лампы со встроенными токоограничительными резисторами, в таких схемах кажется как будто неоновая лампа включена в сеть без резистора. На самом деле резистор спрятан в её цоколе или в её проволочном выводе.
Недостаток неоновых индикаторных ламп в слабом свечении и только розовом цвете свечения, ну и еще в том что это стекло. Плюс, неоновые лампы сейчас в продаже встречаются реже светодиодов. Понятно, что есть соблазн сделать аналогичный индикатор включения, но на светодиоде, тем более светодиоды бывают разных цветов и значительно более яркие чем «неонки», ну и нет стекла.
Но, светодиод низковольтный прибор. Прямое напряжение обычно не более ЗV, да и обратное тоже весьма низкое. Даже если светодиодом заменить неоновую лампу, он выйдет из строя за счет превышения обратного напряжения при отрицательной полуволне сетевого напряжения.
Рис. 1. Типовая схема подключения неоновой лампы к сети 220В.
Впрочем, есть двухцветные двухвыводные светодиоды. В корпусе такого светодиода есть два разноцветных светодиода, включенных встречно-параллельно. Такой светодиод можно подключить практически так же, как неоновую лампу (рис.2), только резистор взять сопротивлением поменьше, потому что для хорошей яркости через светодиод должен протекать ток больше чем через неоновую лампу.
Рис. 2. Схема индикатора сети 220В на двухцветном светодиоде.
В этой схеме одна половина двухцветного светодиода HL1 работает на одной полуволне, а вторая — на другой полуволне сетевого напряжения. В результате обратное напряжение на светодиоде не превышает прямого. Единственный недостаток — цвет. Он желтый. Потому что обычно два цвета — красный и зеленый, но горят они почти одновременно, потому зрительно выглядит как желтый цвет.
Резистор R1 в схеме на рисунке 2 сопротивлением ниже, чем с неоновой лампой, и на нем выделяется больше тепловой мощности. Полностью избавится от паразитной тепловой мощности можно, если заменить резистор конденсатором (рис. 3). Прямой ток через светодиод ограничивается реактивным емкостным сопротивлением конденсатора, а на нем тепло не выделяется.
Рис. 3. Схема индикатора сети 220В на двухцветном светодиоде и конденсаторе.
На рисунках 4 и 5 показана схема индикатора включения на двух светодиодах, включенных встречно-параллельно. Это почти то же, что на рис. 3 и 4, но светодиоды отдельные для каждого полупериода сетевого напряжения. Светодиоды могут быть как одного цвета, так и разного.
Рис. 4. Схема индикатора сети 220В с двумя светодиодами.
Рис. 5. Схема индикатора сети 220В с двумя светодиодами и конденсатором.
Но, если нужен только один светодиод, -второй можно заменить обычным диодом, например, 1N4148 (рис.6 и 7). И нет ничего страшного в том, что этот светодиод не рассчитан на напряжение электросети. Потому что обратное напряжение на нем не превысит прямого напряжения светодиода.
Рис. 6. Схема индикатора сети 220В со светодиодом и диодом.
Рис. 2. Схема индикатора сети 220В с одним светодиодом и конденсатором.
В схемах испытывались светодиоды, двухцветные типа L-53SRGW и одно-цветные типа АЛ307. Конечно же можно применить и любые другие аналогичные индикаторные светодиоды. Резисторы и конденсаторы так же могут быть других величин, — все зависит от того, какую силу тока нужно пустить через светодиод.
Андронов В. РК-2017-02.
Обзор измерителя мощности Даджет Энергомер
Приветствую посетителей сайта Клуба ДНС!
Счета за коммунальные расходы, как и за другие виды периодических услуг, имеют неприятную тенденцию расти со временем. Получая ежемесячную квитанцию, зачастую остается только тяжело вздохнуть от гнета платежей на семейный бюджет. Можно продолжать действовать по слогану «Плачу и плачу» недавней рекламной кампании одного из крупных операторов мобильной связи в нашей стране, либо сесть и продумать варианты снижения затрат путем своеобразной оптимизации. Если рассматривать конкретно расходы на электроэнергию, то раньше альтернативы сертифицированным счетчикам, устанавливаемым на вводе электропроводки в помещение, не было как таковой, разве что приблизительно прикинуть потребление приборов по паспортным значениям и отталкиваться в расчетах от этих цифр, или с таймером и мультиметром наперевес проводить замеры вручную. Но это все затратно по времени и, как правило, муторно и неточно. Конечно же, такую насущную проблему не могли оставить без внимания производители электронных средств измерения, и в последние несколько лет в продаже появилось немало компактных моделей измерителей мощности, подсчитывающих затраты в автоматическом режиме. Одним из представителей таких простых и удобных приборов является поступивший ко мне на обзор измеритель мощности Даджет Энергомер.
Внешний вид
Первый взгляд на измеритель мощности вызвал зрительные ассоциации с powerline адаптерами, чему способствует близкий к ним по форме корпус с проходной розеткой, разве что дополненный жидкокристаллическим дисплеем, который обладает неплохой контрастностью и углами обзора, но не имеет подсветки. В абсолютно идентичном исполнении ваттметр продается под разными торговыми марками, примером тому служат Мастеркит MT4014, Perel E305EM5-G и многие другие.
Верхнюю часть корпуса отвели под органы управления и дисплей. Кнопок управления всего три, но этого достаточно для быстрой настройки и переключения между режимами мониторинга параметров электропитания и измерения мощности. На лицевую панель также выведена утопленная в корпус четвертая кнопка — Master Clear, которая полностью сбрасывает настройки и очищает память устройства при необходимости. Нижняя половина отдана полностью под гнездо для штепсельных вилок евростандарта с заземляющими контактами.
Боковые грани устройства напоминают перевернутую букву «Г». Они не несут на себе никаких управляющих элементов и зеркально повторяют друг друга по форме и внешнему виду.
С обратной же стороны корпуса находится вилка для включения прибора в бытовые электрические розетки и отсек для батареек, поддерживающих энергозависимую память устройства в отсутствие подключения к сети.
Вилка с заземляющим контактом, по заверению производителя, рассчитана на максимальную нагрузку до 3600 Вт, маркировка на корпусе говорит о максимально допустимых 250 В, 16 А.
Для поддержания измеренных параметров потребления электроэнергии полезной нагрузкой используются три 1,5 В батарейки типа LR44 (AG13), устанавливаемые в специальный отсек на задней стенке Энергомера, закрывающийся пластиковой крышкой с тугими защелками и неудобным способом открывания. Благо, что к процедуре замены прибегать придется нечасто. Для снятия крышки потребуется плоская отвёртка или что-то подобное, так как пальцами надавить на защелки не получается. Как устанавливать батарейки схематично указано с внутренней стороны самой крышки, а ее саму вверх тормашками не вставить из-за особой формы. За счет такого автономного питания возможно просматривать показания из памяти прибора и менять его настройки и без подключения к электрической сети.
Настройка
Параметров, которые необходимо задать перед полноценным использованием измерителя мощности, немного — это установка правильной даты, времени, текущего дня недели и настройка тарифов на потребляемую электроэнергию.
После снятия пленочной вставки между батарейками, исключающей их разряд во время транспортировки, происходит первичный запуск Энергомера, в ходе которого около 10 секунд на дисплее отображаются все возможные комбинации символов. Как видно по фотографии ниже, возможен вывод значений четырех знаков до и одного знака после запятой. Именно этим фактом и ограничен подсчет потребленной электроэнергии — максимум 9999,9 кВт*ч.
Даже без первичной настройки прибор через несколько секунд после включения покажет на дисплее напряжение в сети переменного тока. Последовательные нажатия кнопки FUNC переключают по кругу режимы отображения результатов мониторинга в реальном времени: напряжение в вольтах (VOLT), силу тока в амперах (AMP), мощность в ваттах (WATT), потребленную энергию в кВт*ч (kWh), цену потребленной энергии в условных единицах (TOTAL PRICE) и общее время, за которое сделан расчет.
Для корректного подсчета экономической составляющей необходимо настроить внутренние часы, указав время и текущий день недели. Делается это последовательным нажатием кнопки SET, и выбором значений кнопкой UP. В режиме мониторинга кратковременное нажатие кнопки UP переключает отображение времени с 24-часового на 12-часовой формат.
Чтобы задать цену 1 кВт*ч и временные интервалы двухтарифных начислений (если они у вас есть) необходимо длительно удерживать кнопку FUNC, после чего на экране отобразится надпись PRICE 1 и последовательные нажатия кнопки SET будут выбирать редактируемое поле, а кнопка UP менять его значение. Установка настроек идет по следующему циклу: установка стоимости -> выбор дней недели, в которые действует первый тариф -> установка времени начала первого тарифного интервала. Для настройки второго тарифного временного интервала нужно в режиме редактирования первого коротко нажать кнопку FUNC, при этом надпись на экране изменится на PRICE 2 и все будет аналогично первому тарифу. Закончить ввод параметров необходимо удержанием кнопки FUNC две секунды. Если у вас единый тариф и днем и ночью достаточно только ввести его стоимость.
Если на экране устройства по прошествии некоторого времени горит надпись OVER, значит, память переполнилась, и устройство прекратило считать стоимость. Для сброса на нулевое значение необходимо удерживать кнопку FUNC более 5 секунд.
Разбор
При попытке заглянуть внутрь Даджет Энергомера оказалось, что производитель совсем не хочет, чтобы пользователь это делал. Для препятствования вскрытию применены совсем нестандартные винты с головкой tri-wing (трехлучевая крестовина), еще и закрученные в пластиковые туннели глубиной больше 12 мм, из-за чего найти подходящую тонкую биту становится крайне непростой задачей. И если с «крестовиной» нужной формы не все так сложно, как кажется (в свое время был приобретен для таких случаев набор stayer с хитрыми формами бит), то стандартной глубины 10-12 мм не хватает, и они просто не достают до винтов. Зачем такие ухищрения? Непонятно, особенно учитывая количество аналогичных приборов от китайских торговых марок всех мастей. Ладно бы была уникальная, никем не повторенная, конструкция. Итогом пришлось аккуратно рассверлить пластиковые тоннели вокруг головок винтов сверлом диаметром 7,5 мм. Это практически не сказалось на прочности соединения в дальнейшем, так как запас толщины пластика с внутренней стороны корпуса позволяет это сделать, зато позволило протолкнуть стандартную (по длине и диаметру) биту.
Внутренние компоненты измерителя мощности Даджет Энергомер разнесены на две платы:
- Одна — для дисплея с контроллером, залитым черным компаундом, и кнопок;
- Вторая — для измерения параметров питания электрической сети.
Плата мониторинга включена в разрыв цепи одного из входных питающих контактов через шунт, заземляющий контакт к плате не подключен. Основу измерителя составляет интегральная микросхема Cirrus Logic CS5460 — специализированное решение для электрических измерительных приборов, реализующее в одном компактном корпусе 24L SSOP два аналогово-цифровых преобразователя, функции учета параметров питания и двусторонний последовательный интерфейс. Чип изначально разрабатывался для точного измерения и подсчета потребляемой мощности для 2-х и 3-х проводных электрических линий. Он поддерживает как работу с внешним микроконтроллером, так и без него (режим Auto-Boot), считывая необходимые калибровочные и стартовые параметры с внешней микросхемы EEPROM памяти. Микросхема памяти HK 24C02 объемом 2048 бит распаяна неподалеку на той же плате. Cirrus Logic CS5460 обладает крайне низким собственным энергопотреблением <12 мВт, поэтому практически не вносит погрешность в итоговые измерения.
На сегодня Cirrus Logic рекомендует использовать более новую модификацию чипа — CS5490, но, видимо, запасы CS5460 еще до конца не закончились. Общее впечатление от качества пайки основной платы — на «четверочку» по пятибалльной системе. Основные силовые дорожки пропаяны хорошо, и напряженные места дополнительно усилены термоклеем, а вот рядом с мелкими SMD-элементами местами присутствуют следы брызг олова, остатки паяльного флюса и термоклеевого состава.
Использование
По использованию Даджет Энергомера в бытовых электрических сетях особых нюансов нет. Единственные два момента, на которые разработчикам стоило бы обратить внимание :
- Немного уменьшить габариты корпуса, который на сдвоенных и строенных розетках будет мешать соседним гнездам;
- Сделать штекер самого Энергомера поворотным, чтобы им одинаково было удобно пользоваться и в горизонтальном, и в вертикальном расположении;
- Добавить отключаемую подсветку экрану.
В части точности измерений заявленный 1% погрешности измерений близок к реальности, по крайней мере в сравнении с показаниями мультиметра MASTECH MAS830L разница как раз «плавала» около 0,8 — 1.1 %. Нижний порог измерений силы тока в 0,01 А подтвердился, именно столько потребляет, например, микроволновая печь Samsung CE287GNR в режиме ожидания и работы встроенных часов.
Ну а какое же преимущество от применения прибора, а не прикидок «на глазок» по паспортным данным электрических приборов в ходе тестов наглядно показала проверка потребления простого масляного электрического обогревателя. На фото ниже пример, когда заявленная мощность 2400 Вт указана с избытком и не соответствует даже пиковой зафиксированной около 2065 Вт, не говоря уже о том, что в течение дня периодически нагреватель переключается владельцем на режим с меньшим нагревом, плюс автоматическое отключение по набору заданной температуры. Без автоматически считающего измерительного прибора понять, сколько же «набежит» за день просто нереально.
Потребление некоторых домашних бытовых приборов вообще всерьез заставляет задуматься об их смене на более энергоэффективные или наоборот развеять мнимые предположения. Например, суточный замер потребления энергии термопота (чайник-термос) Mystery MTP-2440, поддерживающего в течение дня запас горячей питьевой воды у автора дома, показал, что, несмотря на кажущуюся постоянную работу нагревателя, это совсем не так. Сумма затрат не вносит существенного влияния на общий счет за электроэнергию. После переключения термопота в режим поддержания температуры воды не 98, а 86 градусов Цельсия, от приобретения нового чайника-термоса немного другого принципа, нагревающего воду непосредственно в момент подачи воды в кружку, и подавно решено было отказаться в силу отсутствия экономической выгоды, учитывая существенную разницу в стоимости бытовой техники.
Даджет Энергомер также сгодится многим потенциальным покупателям как средство мониторинга в реальном времени за параметрами электропитания в домах со старыми электросетями, в частных домах, на дачных участках или в гаражных кооперативах с ограниченным потреблением на одного абонента. Ведь он позволяет сразу видеть на дисплее текущее напряжение в сети переменного тока или контролировать чрезмерную нагрузку на «успевшую подустать» электропроводку.
Подводя краткий итог небольшому обзору измерителя мощности Даджет Энергомер можно резюмировать, что свою главную задачу — быстрый, простой и наглядный мониторинг потребляемой конкретным бытовым устройством электроэнергии в привычных нам кВт*ч и реальных деньгах, с достаточной для непрофессионального «домашнего» применения точностью, прибор выполняет хорошо, а большего от него и не требуется.
Преимущества Даджет Энергомер:
- Удобное средство контроля параметров электрической сети;
- Поддержка двухтарифных начислений;
- Наглядная демонстрация мощности подключенных приборов;
- Автоматический подсчет стоимости потребленной энергии.
Недостатки Даджет Энергомер:
- Дисплей без подсветки;
- Вилка не поворачивается;
- Перекрывает соседние гнезда на многомодульных блоках электрических розеток.
Надеюсь, данный обзор поможет вам определиться в выборе и покупке, и благодарю компанию Даджет за предоставленный измеритель мощности Даджет Энергомер, а компанию ДНС за удобную площадку для публикации обзора!