Принцип действия счетчиков с пультом

Отзыв: Дисплей потребителя Мир ДП-01.П — Дистанционный контроль показаний электроэнергии

* Гарантия, как потребителя, от хищения электроэнергии,
* Возможность мониторинга показаний,
* Исключения необходимости покупки и сборки собственного узла учета в доме, или на прилегающей территории,
* Возможность отключать питание дома без вызова аварийной бригады.

Поломавшись для приличия пару минут, я с радостью согласился на установку.
Подключили линию в дом быстро, и выдали на руки вот такой симпатичный пульт.

С помощью этого пульта, именуемого «Дисплеем потребителя», можно смотреть параметры потребления, которые хранятся в памяти электросчетчика смонтированного на столбе, удаленно. Дальность связи с электросчетчиком приличная – на открытой местности держит связь уверенно около 50 метров. А в доме держит связь через две кирпичные стены (наружная в 2 кирпича и межкомнатная в полкирпича) на расстоянии 15 метров, правда уже не так уверенно, может пару раз «обновить» связь с электросчетчиком, но достаточно быстро – на улицу выходить не требуется.

Питается он от двух алкалиновых пальчиковых батареек, которых хватает примерно на год, если смотреть параметры электросчетчика каждый день.

В пульте реализована функция экономии питания. Если не трогать кнопки около 1 минуты, он «засыпает». И просыпается, сразу же устанавливая связь со счетчиком, при нажатии левой кнопки.

Сборка пульта выполнена на базе готового корпуса китайского производителя, продающего эти корпуса, насколько я помню, с 2003 года для производственных фирм.
Пластик корпуса довольно стойкий к ультрафиолетовому излучению, но собирает царапины и темнеет достаточно быстро.

Плата передатчика, изготовлена под корпус уже производителем этого типа электросчетчиков. Пульт не имеет никакой флеш-памяти на борту, а лишь отображает значения, записанные и хранящиеся в памяти электросчетчика.

1. Общее количество потребленной электроэнергии с момента подключения.
Столько потребил дом на 100 м2 за три месяца. По моему неплохо.

2. Количество общей потребленной электроэнергии по дневному тарифу.
Т1 — Тариф 1 (Дневной) с 8:00 до 23:00.

3. Количество общей потребленной электроэнергии по ночному тарифу.
Т2 — Тариф 2 (Ночной) с 23:00 до 8:00. Столько «намотали» электрический бойлер и освещение в комнатах за три месяца по ночам. С женой хотели еще научиться стирать по ночам, да все как-то не до этого.

4. Текущая нагрузка, измеряемая в кВт/ч. В данный момент что-то потребляет энергию – компьютер и з/у от телефона.

5. Текущая нагрузка потребления в настоящий момент, измеряемая в амперах/час.

6. Уличная температура в градусах цельсия. Параметр не совсем точный, так как счетчик висит на солнечной стороне и немного нагрет. А ночью на улице было -20, показывал почти правильно — 19,5.

7. Текущая дата, дд. мм. гг.

8. Текущее время, чч. мм. сс. Параметры даты и времени автоматически корректируются дистанционно по АСКУЭ, синхронизируя время по базовой станции энергоснабжающей организации.

9. Напряжение в сети линии передачи электроэнергии. Иногда напряжение растет почти до 260, а иногда снижается к 235. Ниже еще не видел, даже в самые лютые морозы. Что говорит о невысокой нагруженности сети, хотя оно и понятно, поселок газифицирован, а электричество в домах экономят.

10. Если во время индикации напряжения нажать правую кнопку и держать 5 секунд, то появляется мигающий параметр включения и выключения питания линии в дом. «Load on», означает, что питание в дом поступает. Стрелками вправо, или влево выбирается пункт «Load ff» и нажимается правая кнопка. Питание в дом отключается. Очень удобная функция во время длительных отъездов, или экстренных ситуаций, ремонтов…

Несмотря на стойкую неприязнь к подобным нововведениям у местных жителей, которые с боем отвергают такие электросчетчики с дистанционным мониторингам, я не пожалел, что мне установили такой счетчик. Удобство, как говорится – буквально у тебя в руках, а на возражения соседа «я не краду, но мне такой счетчик не нужен из принципа вокруг сплошной обман» есть что ответить – и я не злоупотребляю, экономлю свои средства, пользуюсь доверием электроснабжающей организации, и такой счетчик тому доказательство.

Достоинства и недостатки счетчиков с дистанционным снятием показаний

Сегодня в квартирах можно встретить полезную новинку, связанную с контролем потребления ресурсов. Это счетчики с дистанционным учетом и передачей данных на главный пульт поставщика. Автоматическую передачу показаний счетчиков теперь считают не данью моды, а жизненной необходимостью. Такой прибор помогает не только бороться со злостными неплательщиками, но и является контролером простой людской забывчивости.

Принцип работы приборов учета с дистанционным снятием показаний

В отличие от простых счетчиков, сменившие их аналоги имеют систему передачи данных и микроконтроллер. Последний позволяет поставщику электричества или водоснабжения отследить дистанционно расход ресурсов. А при длительной неуплате отключить их подачу в дом или квартиру. Потребителю необходимо только настроить прибор и предоставить в компанию первичные данные.

Работает система по следующей схеме:

• сбор информации;
• передача на сервер;
• анализ и хранение.

За сбор информации отвечают датчики, которых у электросчетчиков с дистанционным снятием показаний может быть до 32 штук. Потом информация обрабатывается модулем учета и отправляется на сервер. Там ее принимают контроллеры. Они транспортируют сигнал и выводят его на ЖК дисплей прибора снятия показаний потребителя. Также данные можно увидеть с любого компьютера, если войти в Личный кабинет компании поставщика.

На последнем этапе происходит архивация и анализ информации на сервере и ПК. Причем компьютер должен быть оснащен специальным программным обеспечением. Контроллер запрограммирован на определенный день недели, и через интернет или модем отправляет данные на сервер.

Водосчетчик имеет импульсный выход. Снабжен магнитом и герконовым датчиком. При прохождении магнита рядом с датчиком полученный импульс перерабатывается специальным модулем в цифровой сигнал и передается на сервер поставщику. Счетчики могут иметь уже встроенный модем для передачи данных или его необходимо устанавливать отдельно.

Важно! В последнем случае он может обслуживать сразу два прибора для снятия показаний.

Устройство счетчиков

В основном, устройство нового девайса не отличается от простого. Например, счетчик электроэнергии с передачей данных тоже имеет:

• измерительный трансформатор;
• колодку с клеммами;
• плату, через которую подключается информационно-измерительная система.

Электроэнергии

Прибор укомплектован дополнительными составляющими, о которых необходимо рассказать отдельно.

Микроконтроллер

Отвечает за работу жидкокристаллического дисплея. Но основная функция заключается в оцифровке сигнала, идущего с трансформатора. Принимает команды с главного пульта и занимается обработкой информации.

Устройство может самостоятельно отключить подачу энергии, если достигнут договоренный лимит. Или ограничить мощность тока. Отдельные модели снабжены устройством для считывания со смарт-карт. Такую карту можно пополнить обычным банковским переводом. Хозяин подобного девайса может даже не выходить на улицу для оплаты потребленной электроэнергии.

Телеметрический выход

Предназначен для автоматической передачи данных. Через специальный порт происходит подключение к серверу поставщика или к ПК.

Система контроля

Напрямую связана с микроконтроллером. Существует два вида. В первом данные уходят на главный пульт в автоматическом режиме. Во втором потребителю нужно самостоятельно нажимать кнопку в определенный день.

Функции системы контроля:

• сбор данных;
• обработка и составление отчета;
• прогноз возможного расхода.

Радиомодуль

Устройство входит в комплект не всех приборов учета. Чаще им оборудуются общедомовые счетчики, и двухсторонняя связь идет по радиоканалу. Оснащенные отдельной батареей питания, мгновенно реагируют на внештатную ситуацию (попытка взлома, короткое замыкание) и сразу передают информацию на главный пульт.

Главное отличие счетчика воды с дистанционной передачей данных от обычного – наличие импульсного выхода. За это отвечает встроенный модем, который контроллером считывает импульс при прохождении магнита и передает данные на сервер поставщика.

Преимущества и недостатки системы автоматической передачи данных

При использовании прибора старого образца необходимо самостоятельно снимать показания, производить расчеты расходов и передавать данные поставщику. Кроме возможных ошибок, существует возможность, что потребитель не сможет вовремя выполнить необходимые действия. Установка нового оборудования исключает подобные трудности.

Дополнительно система решает и другие проблемы:

1. Быстро разрешает спорный момент из-за ежедневной фиксации показаний.
2. При смене тарифа сразу переводит на него.
3. Позволяет удаленно контролировать ситуацию с помощью смартфона или ПК с доступом к интернету. Возможно дистанционное выключение подачи электроэнергии при аварийной ситуации.
4. Экономит время.

Недостатком для потребителя является:

1. Возможность отключения электроэнергии поставщиком при задолженности.
2. Высокая стоимость самого прибора и его вынужденного ремонта.
3. Зависимость от связи (интернет, радиомодуль).

Пошаговая инструкция по установке автоматических приборов учета

Все действия по установке автоматических приборов учета заключаются в выполнении следующих этапов:

1. Владелец квартиры принимает решение об установке такого прибора.
2. Подается заявление об установке и последующей пломбировке прибора в аккредитованную организацию. Например, местный водоканал или Энергонадзор.
3. Управляющая компания передает условия по установке.
4. Собственник самостоятельно покупает водомер или счетчик электроэнергии с дистанционным снятием показаний и оплачивает его установку.

Водоканал или Энергонадзор высылает по заявке своих мастеров, и они проводят все работы. По завершению установки опломбируют прибор. Таким образом, управляющей компанией осуществляется система контроля и учета за расходом ресурсов.

Обзор производителей и моделей

На сегодня рынок показывает достаточное разнообразие моделей разных производителей.

Электросчетчики

Из производителей выделяют компанию Инкотекс с моделью Меркурий. Марка имеет импульсный телеметрический выход и встроенный модем, по которому происходит передача данных. Многие модели имеют сменные модули и ведут учет одновременно до 4 тарифов.

Компания Энергомера славится своими экономными моделями CE102M R5 145-J. А также многотарифной моделью с радиоканалом CE201-S7.

Можно выделить компанию Матрица с моделью NP71E.1-10-1, которая поддерживает 6 тарифов и имеет защиту вскрытия. Электрический счетчик с дистанционным снятием показаний имеет автономный радиоканал и мгновенно передает информацию о попытке взлома на главный пульт.

Водосчетчики

Большинство водомеров поддерживает функцию импульсного выхода, которая позволяет дистанционно передавать данные. Поэтому к прибору нужно приобретать отдельный модем, для передачи данных.

А из производителей со встроенным модемом можно выделить компании Стриж, Национальный центр ресурсоэффективности и Саурес.

Из бюджетных можно отметить модели производителя Вавиот. Его счетчики рассчитаны на 10 лет бесперебойной работы. Радиус действия передачи – до 10 км.

Стоимость автоматических приборов

Цены у самых бюджетных вариантов Меркуриев начинаются с 2 500 рублей. Модели средней категории оцениваются в 5 500-6 000. А трехфазные, с резервным питанием, доходят до 16 500 рублей.

Стоимость бюджетных моделей компании Энергомера начинается с 1 700 рублей. Гораздо дороже модели с радиоканалом. Стоимость счетчика, передающего показания, доходит до 6 500 рублей. Цена электрического счетчика компании Матрица колеблется от 6 300 до 7 800 рублей.

Отдельный модем для водосчетчиков с функцией импульсного выхода стоит, в среднем, около 1000 рублей.
Стоимость водомеров со встроенным модемом от ведущих компаний – Стриж, Национальный центр ресурсоэффективности и Саурес – колеблется от 3 500 до 4 500 рублей.

Изделия компании Вавиот рассчитаны на бюджетные слои населения, и их стоимость, в среднем, около 2 000 рублей.

Стоимость установки с учетом цены оборудования

Стоимость установки разнится от того, к кому обратиться. Можно сэкономить и воспользоваться услугами индивидуальных сантехников. Но в случае спорных моментов, связанных с поломкой оборудования, будет очень трудно прийти к компромиссу. Ведь письменную гарантию частник не предоставит.

Тогда как зарекомендовавший себя производитель дает гарантию своей работы и качественно выполняет установку. Например, цена подключения передающего водомера компании Элехант будет 3 900 рублей. Это с учетом стоимости самого прибора.

Рекомендуем! Лучше обращаться в компанию, с которой заключен договор на поставку ресурсов. Она сама озвучит свои цены на установку.

Заключение

Дистанционное снятие показаний, их учет, обработка и передача на сервер поставщика стали насущной повседневностью. Покупка и установка нового оборудования оправдывают себя, и с экономической стороны, и в плане рационального использования личного времени.

Использование подобных устройств, несомненно, добавит комфорта в жизнь любого человека. Поэтому каждому стоит задуматься о приобретении нужного прибора.

Действующий сотрудник управляющей компании. Пишу, помогаю, консультирую. Обращайтесь, помогу. Мой профиль ВКонтакте.

Умные счетчики 2021: характеристики и принцип работы

С ростом популярности интеллектуальных счетчиков споры вокруг них усиливаются. Если вы достаточно глубоко погрузитесь в бездну Интернета, вы можете натолкнуться на несколько очень удивительных мифов о них: от причин многочисленных пожаров и «грязного» производства электроэнергии до нарушений конфиденциальности и чрезвычайно высоких счетов за электричество. Итак, давайте узнаем что такое умные счетчики, их характеристики и принцип работы.

Что такое умные счетчики?

Умные счетчики (также известные как датчики энергии) — это электронные устройства, которые отслеживают потребление электроэнергии, газа и воды в доме. Они автоматически собирают информацию о вашем потреблении и отправляют ее вашему поставщику энергии по беспроводной сети. Они постепенно заменяют устаревшие аналоговые датчики, обеспечивая точные измерения потребления в реальном времени и устраняя необходимость в ежемесячных оценках и посещениях домов сборщиками.

Использование датчиков энергии является критически важным обновлением системы и неотъемлемой частью усилий по предоставлению более эффективных, надежных и низкоэмиссионных решений для клиентов. Поэтому правительство преследуют свои цели по внедрению умных счетчиков в домохозяйствах. В России они должны быть установлены на 80% к 2026 году, при нынешнем уровне распространения ниже 9% . Министерство энергетики также прогнозирует, что введение новых счетчиков ускорит процесс смены поставщиков электроэнергии и побудит граждан быть более активными в этой области.

Хотя интеллектуальные счетчики играют ключевую роль в переходе энергетической отрасли в 21 век, их реализация вызывает споры.

Как выглядит умный счетчик?

Интеллектуальный счетчик состоит из двух основных частей и устанавливается вашим поставщиком энергии. Ваши традиционные счетчики газа и электроэнергии будут заменены интеллектуальными счетчиками, которые будут отправлять показания счетчиков вашему поставщику энергии.

Вы также получите домашний дисплей, который покажет вам, сколько энергии вы используете в рублях.

На домашнем дисплее вы можете прочитать:

• сколько энергии было использовано за последний час, неделю и месяц (и сколько это стоило)
• с первого взгляда, какое у вас потребление электроэнергии: высокое, среднее или низкое
• обновления почти в реальном времени по электричеству и каждые полчаса по газу

Как они работают?

Умный счетчик — это новое поколение счетчиков газа и электроэнергии. Умные счетчики измеряют, сколько газа и электроэнергии вы используете, а также сколько это вам стоит, и отображают это на удобном домашнем дисплее.

С умным счетчиком вы можете попрощаться с расчетным счетом. Интеллектуальный счетчик показывает показания цифрового счетчика и использует безопасную интеллектуальную сеть передачи данных (управляемую DCC) для автоматической и беспроводной отправки показаний вашему поставщику энергии не реже одного раза в месяц, чтобы вы получали точные, а не ориентировочные счета.

Умные счетчики также поставляются с домашним экраном, который показывает вам, сколько энергии вы используете.

Как вы можете установить умный счетчик?

Многие дома могут перейти на умный счетчик прямо сейчас, но там, где вы живете, тип дома, в котором вы живете, а также возраст и тип вашего существующего счетчика могут означать, что вашему поставщику энергии потребуется немного больше времени.

Ваш поставщик свяжется с вами, когда ваш умный счетчик будет готов к установке. Если вы хотите узнать о его приобретении сейчас, обратитесь к своему поставщику энергии.

Умные счетчики и домашний дисплей будут предоставлены и установлены вашим поставщиком энергии. Если ваш поставщик использует сторонних установщиков, ваш поставщик энергии сообщит вам, кто они и когда они придут.

Почему вы должны установить умный счетчик? Потому что они могут помочь вам сэкономить деньги

Умные счетчики поставляются с домашним дисплеем, который показывает, сколько энергии используется почти в реальном времени. Вы можете видеть свои траты в рублях, что может побудить вас сократить потребление энергии.

Нужно ли менять умный счетчик при смене поставщика?

Нет, вам не нужно покупать новый интеллектуальный счетчик при смене поставщика энергии . С одним из счетчиков SMETS2 вы сможете переключать поставщиков энергии без прерывания показаний энергии, оплаты счетов или подачи газа и электроэнергии.

Если у вас есть счетчик SMETS1, вам может потребоваться отправить показания счетчика, чтобы получить точный счет после переключения (как и с традиционными счетчиками). Но это временная ситуация и не влияет на вашу способность сменить поставщика энергии, поэтому вы можете сменить поставщика газа или электроэнергии.

Можете ли вы получить бесплатный счетчик?

Дополнительная плата за домашний дисплей не взимается. У вас не будет наценки на ваш счет, потому что вы выберете умный счетчик. Затраты будут распределены по счетам каждого, так же как и затраты на эксплуатацию и обслуживание современных традиционных счетчиков.

Если у вас есть счетчик предоплаты:

Умные счетчики настроены для работы как с предоплатой, так и с кредитными клиентами, поэтому это означает, что предоплата не должна быть более дорогой.

Фактически, клиенты с предоплатой смогут получить доступ к тарифам на время использования , которые могут помочь вам сэкономить деньги, если вы сможете использовать меньше энергии в периоды высокого спроса (известные как периоды пиковой нагрузки) и больше энергии в периоды низкий спрос (известный как периоды непиковой нагрузки).

Если у вас есть счетчик предоплаты, ваш IHD показывает:

• сколько кредита у вас осталось
• сколько у вас есть экстренного кредита (и когда он был активирован)
• баланс вашего долга (если он у вас есть)
• если ваш кредит становится низким

Безопасны ли ваши данные?

Данные, которые ваш интеллектуальный счетчик собирает об использовании энергии, строго защищены законом. У вас есть контроль над этим, в том числе право решать:

• как часто ваш интеллектуальный счетчик отправляет данные вашему поставщику энергии (минимум ежемесячно, ежедневно или каждые полчаса не являются обязательными)
• следует ли делиться данными с другими организациями, например с сайтами сравнения цен
• Если ваш поставщик может использовать показания вашего счетчика в целях продаж и маркетинга

Умные счетчики были разработаны в консультации с ведущими экспертами по безопасности и могут измерять только количество потребляемой вами энергии. Личные данные, такие как ваше имя, адрес и данные банковского счета, не хранятся на вашем интеллектуальном счетчике и не передаются им.

Если у вас есть другие опасения по поводу интеллектуальных счетчиков, ознакомьтесь с нашей статьей о проблемах интеллектуальных счетчиков, разрушающей мифы .

Безопасна ли установка?

Да, умные счетчики и их установка безопасны .

• они соответствуют стандартам безопасности, и все интеллектуальные счетчики соответствуют одним и тем же стандартам безопасности, независимо от вашего поставщика энергии
• они устанавливаются обученными установщиками, прошедшими формальную квалификацию, изложенную в Практических правилах установки интеллектуальных счетчиков.
• во время установки обученный установщик проведет визуальную проверку безопасности, чтобы выявить признаки риска в ваших газовых приборах, а в некоторых случаях выявить проблемы с приборами в домах клиентов.

Умные счетчики под увеличительным стеклом: разоблачим мифы и поговорим о фактах

Миф 1: Умные счетчики представляют угрозу для нашего здоровья

Хотя интеллектуальные счетчики имеют очень низкую выходную мощность и редко излучают радиоволны, есть люди, которые считают, что они опасны для нашего здоровья, вызывая головокружение, головные боли, проблемы с балансом и даже рак.

Это правда, что интеллектуальные счетчики используют радиочастотные волны для передачи информации о потреблении энергии. Однако уровень излучения составляет лишь крошечную долю от уровня радиоволн, который на самом деле в миллион раз ниже, чем уровни, признанные безопасными по международным стандартам, и намного ниже, чем у мобильных устройств, микроволновых печей и маршрутизаторов Wi-Fi. В заключение можно с уверенностью сказать, что умные счетчики не оказывают негативного влияния на здоровье.

Миф 2: Умные счетчики нарушают конфиденциальность клиентов

Вторая по величине проблема — нарушение конфиденциальности. Поскольку интеллектуальные счетчики могут предоставлять информацию о потреблении энергии в режиме реального времени, их теоретически можно использовать для анализа поведения жителей. Подробная информация о привычках потребления энергии может указывать на то, сколько человек живет в доме, когда они уезжают или остаются дома, какие типы приборов они используют и как часто.

Это правда, что датчики энергии собирают данные. Тем не менее, контроль над ними остается за потребителем. Пользователь может решить, как часто интеллектуальный счетчик отправляет данные поставщику энергии с установленным минимальным ежемесячным лимитом и могут ли данные использоваться в маркетинговых целях или передаваться третьим лицам.

Миф 3: Умные счетчики вызывают пожары и взрывы

Каждый умный счетчик должен пройти строгие испытания, благодаря которым их использование безопасно и эффективно и, конечно, не представляет угрозы сам по себе.

Интеллектуальные счетчики также помогают установщику выявлять проблемы безопасности в электрической системе, которые в противном случае было бы трудно диагностировать. В 2017 году установщики датчиков энергии сообщили о более чем 270 000 существующих проблем безопасности, также потенциально опасных для жизни, таких как неисправная проводка или бойлеры.

Миф 4: Умные счетчики открыты для хакерских атак

Система интеллектуальных счетчиков — это безопасная система. В отличие от других бытовых приборов, большинство интеллектуальных счетчиков не используют Интернет для передачи показаний счетчиков. Данные передаются по независимой защищенной сети, созданной специально для этой системы. Если они уже используют Интернет для передачи данных, в этом процессе задействованы передовые асимметричные криптографические решения. Таким образом, данные о клиентах доступны только поставщику энергии или владельцу дома. В любом случае угроза, исходящая от потенциальной хакерской атаки, устранена.

Также обратите внимание, что данные, хранящиеся в интеллектуальном счетчике, относятся только к потреблению газа и электроэнергии и информации о тарифах. Никакие личные данные в системе не хранятся.

Миф 5: Умные счетчики увеличивают счета за электроэнергию

Интеллектуальные датчики устанавливаются владельцами сетей, а стоимость внедрения включается в счет за электроэнергию так же, как установка, мониторинг и обслуживание традиционных счетчиков. Хотя первоначальные инвестиции в модернизацию инфраструктуры должны быть сделаны, анализ затрат и результатов показывает, что датчики энергии обеспечат экономию, намного превышающую первоначальную стоимость.

Сеть аналоговых счетчиков устарела и дороги в обслуживании. Переход на интеллектуальные счетчики означает большую эффективность в долгосрочной перспективе, что приведет к созданию новых динамических тарифов и индивидуальных планов, адаптированных к потреблению энергии отдельными клиентами.

Почему умные счетчики — правильный выбор?

Наличие интеллектуального счетчика помогает клиентам понять свое энергопотребление и, исходя из этого, принимать более обоснованные решения по экономии энергии и денег. Таким образом, вместо того, чтобы искать информацию о потреблении газа или электроэнергии у поставщика, потребители могут просматривать цифровые показания на портативном дисплее, подключенном к интеллектуальному счетчику, который показывает потребление энергии почти в реальном времени. Некоторые решения также позволяют получить доступ к этой информации в Интернете или через мобильное приложение.

Внедрение интеллектуальных счетчиков создает беспроигрышную ситуацию как для поставщика, так и для пользователя. Поставщики энергии могут использовать доступ к ценным данным о потребителях для создания более качественных продуктов и услуг, специально адаптированных к потребностям пользователей и позволяющих устанавливать динамические цены. С другой стороны, пользователи могут получить доступ к персонализированным рекомендациям, которые помогут им перейти на более энергоэффективные устройства и сэкономить еще больше.

Если взглянуть на эту тему в более широком контексте, переход на интеллектуальные счетчики позволит отрасли шагнуть в будущее. Лучшее понимание моделей поведения пользователей позволит поставщикам энергии разрабатывать лучшие, более дешевые и современные решения, которые будут обслуживать потребителей лучше, чем когда-либо прежде. Ожидается, что эта технология откроет новые возможности для динамических тарифов, более разумного дома и более устойчивого образа жизни.

Обзор и устройство современных счётчиков электроэнергии

За последнее время на смену индукционным счётчикам электроэнергии пришли электронные. В данных счётчиках счётный механизм приводится во вращение не с помощью катушек напряжения и тока, а с помощью специализированной электроники. Кроме того, средством счёта и отображения показаний может являться микроконтроллер и цифровой дисплей соответственно. Всё это позволило сократить габаритные размеры приборов, а также, снизить их стоимость.

В состав практически любого электронного счётчика входит одна или несколько специализированных вычислительных микросхем, выполняющие основные функции по преобразованию и измерению. На вход такой микросхемы поступает информация о напряжении и силе тока с соответствующих датчиков в аналоговом виде. Внутри микросхемы данная информация оцифровывается и преобразуется определённым образом. В результате, на выходе микросхемы формируются импульсные сигналы, частота которых пропорциональна текущей потребляемой мощности нагрузки, подключенной к счётчику. Импульсы поступают на счётный механизм, который представляет собой электромагнит, согласованный с зубчатыми передачами на колёсики с цифрами. В случае с более дорогостоящими счётчиками с цифровым дисплеем применяется дополнительный микроконтроллер. Он подключается к вышесказанной микросхеме и к цифровому дисплею по определённому интерфейсу, ведёт накопление результата измерения электроэнергии в энергонезависимую память, а также, обеспечивает дополнительный функционал прибора.

Рассмотрим несколько подобных микросхем и моделей счётчиков, которые мне попадались под руку.

Ниже на рисунке в разобранном виде изображён один из наиболее дешёвых и популярных однофазных счётчиков «НЕВА 103». Как видно из рисунка, устройство счётчика довольно простое. Основная плата состоит из специализированной микросхемы, её обвески и узла стабилизатора питания на основе балластового конденсатора. На дополнительной плате размещён светодиод, индицирующий потребляемую нагрузку. В данном случае – 3200 импульсов на 1 кВт*ч. Также есть возможность снимать импульсы с зелёного клеммника, расположенного вверху счётчика. Счётный механизм состоит из семи колёсиков с цифрами, редуктора и электромагнита. На нём отображается посчитанная электроэнергия с точностью до десятых кВт*ч. Как видно из рисунка, редуктор имеет передаточное отношение 200:1. По моим замечаниям, это означает «200 импульсов на 1 кВт*ч». То есть, 200 импульсов, поданных на электромагнит, поспособствуют прокрутке последнего красного колёсика на 1 полный оборот. Это соотношение кратно соотношению для светодиодного индикатора, что весьма не случайно. Редуктор с электромагнитом размещён в металлической коробке под двумя экранами с целью защиты от вмешательства внешним магнитным полем.

В данной модели счётчика применяется микросхема ADE7754. Рассмотрим её структуру.

На пины 5 и 6 поступает аналоговый сигнал с токового шунта, который расположен на первой и второй клеммах счётчика (на фотографии в этом месте видно повреждение). На пины 8 и 7 поступает аналоговый сигнал, пропорциональный напряжению в сети. Через пины 16 и 15 есть возможность устанавливать усиление внутреннего операционного усилителя, отвечающий за ток. Оба сигнала с помощью узлов АЦП преобразуются в цифровой вид и, проходя определённую коррекцию и фильтрацию, поступают на умножитель. Умножитель перемножает эти два сигнала, в результате чего, согласно законам физики, на его выходе получается информация о текущей потребляемой мощности. Данный сигнал поступает на специализированный преобразователь, который формирует готовые импульсы на счётное устройство (пины 23 и 24) и на контрольный светодиод и счётный выход (пин 22). Через пины 12, 13 и 14 конфигурируются частотные множители и режимы вышеперечисленных импульсов.

Стандартная схема обвески практически представляет собой схему рассматриваемого счётчика.

Общий минусовой провод соединён с нулём 220В. Фаза поступает на пин 8 через делитель на резисторах, служащий для снижения уровня измеряемого напряжения. Сигнал с шунта поступает на соответствующие входы микросхемы также через резисторы. В данной схеме, предназначенной для теста, конфигурационные пины 12-14 подключены к логической единице. В зависимости от модели счётчика, они могут иметь разную конфигурацию. В данном кратком обзоре эта информация не столь важна. Светодиодный индикатор подключен к соответствующему пину последовательно вместе с оптической развязкой, на другой стороне которой подключается клеммник для снятия счётной информации (К7 и К8).

Из этого же семейства микросхем существуют похожие аналоги для трёхфазных измерений. Вероятнее всего, они встраиваются в дешёвые трёхфазные счётчики. В качестве примера на рисунке ниже представлена структура одной из таких микросхем, а именно ADE7752.

Вместо двух узлов АЦП, здесь применено их 6: по 2 на каждую фазу. Минусовые входы ОУ напряжения объединены вместе и выводятся на пин 13 (ноль). Каждая из трёх фаз подключается к своему плюсовому входу ОУ (пины 14, 15, 16). Сигналы с токовых шунтов по каждой фазе подключаются по аналогии с предыдущим примером. По каждой из трёх фаз с помощью трёх умножителей выделяется сигнал, характеризующий текущую мощность. Эти сигналы, кроме фильтров, проходят через дополнительные узлы, которые активируются через пин 17 и служат для включения операции математического модуля. Затем эти три сигнала суммируются, получая, таким образом, суммарную потребляемую мощность по всем фазам. В зависимости от двоичной конфигурации пина 17, сумматор суммирует либо абсолютные значения трёх сигналов, либо их модули. Это необходимо для тех или иных тонкостей измерения электроэнергии, подробности которых здесь не рассматриваются. Данный сигнал поступает на преобразователь, аналогичный предыдущему примеру с однофазным измерителем. Его интерфейс также практически аналогичен.

Стоит отметить, что вышеописанные микросхемы служат для измерения активной энергии. Более дорогие счётчики способны измерять как активную, так и реактивную энергию. Рассмотрим, например, микросхему ADE7754. Как видно из рисунка ниже, её структура намного сложнее структуры микросхем из предыдущих примеров.

Микросхема измеряет активную и реактивную трёхфазную электроэнергию, имеет SPI интерфейс для подключения микроконтроллера и выход CF (пин 1) для внешней регистрации активной электроэнергии. Вся остальная информация с микросхемы считывается микроконтроллером через интерфейс. Через него же осуществляется конфигурация микросхемы, в частности, установка многочисленных констант, отражённых на структурной схеме. Как следствие, данная микросхема, в отличие от предыдущих двух примеров, не является автономной, и для построения счётчика на базе этой микросхемы требуется микроконтроллер. Можно зрительно в структурной схеме пронаблюдать узлы, отвечающие по отдельности за измерение активной и реактивной энергии. Здесь всё гораздо сложнее, чем в предыдущих двух примерах.

В качестве примера рассмотрим ещё один интересный прибор: трёхфазный счётчик «Энергомера ЦЭ6803В Р32». Как видно из фотографии ниже, данный счётчик ещё не эксплуатировался. Он мне достался в неопломбированном виде с небольшими механическими повреждениями снаружи. При всё при этом он находился полностью в рабочем состоянии.

Как можно заметить, глядя на основную плату, прибор состоит из трёх одинаковых узлов (справа), цепей питания и микроконтроллера. С нижней стороны основной платы расположены три одинаковых модуля на отдельных платах по одному на каждый узел. Данные модули представляют собой микросхемы AD71056 с минимальной необходимой обвеской. Эта микросхема является однофазным измерителем электроэнергии.

Модули запаяны вертикально на основную плату. Витыми проводами к данным модулям подключаются токовые шунты.

За пару часов удалось срисовать электрическую схему прибора. Рассмотрим её более детально.

Справа на общей схеме изображена схема однофазного модуля, о котором говорилось выше. Микросхема D1 этого модуля AD71056 по назначению похожа на микросхему ADE7755, которая рассматривалась ранее. На четвёртый контакт модуля поступает питание 5В, на третий – сигнал напряжения. Со второго контакта снимается информация в виде импульсов о потребляемой мощности через выход CF микросхемы D1. Сигнал с токовых шунтов поступает через контакты X1 и X2. Конфигурационные входы микросхемы SCF, S1 и S0 в данном случае расположены на пинах 8-10 и сконфигурированы в «0,1,1».

Каждый из трёх таких модулей обслуживает соответственно каждую фазу. Сигнал для измерения напряжения поступает на модуль через цепочку из четырёх резисторов и берётся с нулевой клеммы («N»). При этом стоит обратить внимание, что общим проводом для каждого модуля является соответствующая ему фаза. А вот, общий провод всей схемы соединён с нулевой клеммой. Данное хитрое решение по обеспечению питанием каждого узла схемы расписано ниже.

Каждая из трёх фаз поступает на стабилитроны VD4, VD5 и VD6 соответственно, затем на балластовые RC цепи R1C1, R2C2 и R3C3, затем – на стабилитроны VD1, VD2 и VD3, которые соединены своими анодами с нулём. С первых трёх стабилитронов снимается напряжение питания для каждого модуля U3, U2 и U1 соответственно, выпрямляется диодами VD10, VD11 и VD12. Микросхемы-регуляторы D1-D3 служат для получения напряжения питания 5В. Со стабилитронов VD1-VD3 снимается напряжение питания общей схемы, выпрямляется диодами VD7-VD9, собирается в одну точку и поступает на регулятор D4, откуда снимается 5В.

Общую схему составляет микроконтроллер (МК) D5 PIC16F720. Очевидно, он служит для сбора и обработки информации о текущей потребляемой мощности, поступающей с каждого модуля в виде импульсов. Эти сигналы поступают с модулей U3, U2 и U1 на пины МК RA2, RA4 и RA5 через оптические развязки V1, V2 и V3 соответственно. В результате на пинах RC1 и RC2 МК формирует импульсы для механического счётного устройства M1. Оно аналогично устройству, рассматриваемому ранее, и также имеет соотношение 200:1. Сопротивление катушки высокое и составляет порядка 500 Ом, что позволяет подключать её непосредственно к МК без дополнительных транзисторных цепей. На пине RC0 МК формирует импульсы для светодиодного индикатора HL2 и для внешнего импульсного выхода на разъёме XT1. Последний реализуется через оптическую развязку V4 и транзистор VT1. В данной модели счётчика соотношение составляет 400 импульсов на 1 кВт*ч. На практике при испытании данного счётчика (после небольшого ремонта) было замечено, что электромагнитная катушка счётного механизма срабатывает синхронно со вспышкой светодиода HL2, но через раз (в два раза реже). Это подтверждает соответствие соотношений 400:1 для индикатора и 200:1 для счётного механизма, о чём говорилось ранее.

Слева на плате расположено место для 10-пинового разъёма XS1, который служит для перепрошивки, а также, для UART интерфейса МК.

Таким образом, трёхфазный счётчик «Энергомера ЦЭ6803В Р32» состоит из трёх однофазных измерительных микросхем и микроконтроллера, обрабатывающий информацию с них.

В заключение стоит отметить, что существует ряд моделей счётчиков куда более сложней по своей функциональности. К примеру, счётчики с удалённым контролем показаний по электролинии, или даже через модуль мобильной связи. В данной статье я рассмотрел только простейшие модели и основные принципы построения их электрических схем. Заранее приношу извинения за возможно неправильную терминологию в тексте, ибо я старался излагать простым языком.