Sv1ca-4.ru

Строй журнал
9 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство для проверки розеток

Как разрабатывали беспроводную розетку 220В для EctoControl.

Как разрабатывали беспроводную розетку 220В для EctoControl.

Ни для кого не секрет, что Умный дом в первую очередь – это всякие беспроводные лампочки, самокрутящиеся моторчики, самооткрывающиеся ворота гаража и самодвижущиеся шторы, приходящие в движения от одного запаха их приближающегося хозяина. Одним словом, полноценное управление электроприборами – это уже почти умный и почти дом. А поскольку самый распространенный электроприбор, жаждущий умного удаленного управления, по многолетней традиции нашей необъятной родины оснащен шнуром и соединителем типа CEE 7/4 «Schuko», он же тип С2 согласно ГОСТ 7396.1-89 (в простонародье «евровилка») – сделать управление такими электроприборами хотелось давно и многим. Настала и наша очередь хотеть. У нас будет своя розетка, с радиосетью и скидками!

Никакая инженерная разработка невозможна без плана.

План у нас есть. Хороший. Но обо всем по порядку:

  • питаемся от бытовой электросети 220В, непременно с заземлением;
  • управляем электроприбором на всю катушку (не противореча ГОСТу, конечно, то есть до 16А);
  • габариты – чем меньше, тем лучше;
  • управлять удаленно по радиоканалу (GSM, WiFi, Bluetooth…);
  • возможность управления по неким предопределенным алгоритмам (поддержание температуры, работа по расписанию);
  • ручное управление для экстренного включения и отключения пальцем (на Умны Дом надейся, да береги жизнь смолоду);
  • легкая настройка и эксплуатация (чтобы бабушке на 80-летие подарить можно было и не прогадать);
  • возможность легкой покупки и управления нескольких розеток (а лучше – нескольких десятков розеток, вдруг бабушка – подруга жизни дедушки – нефтяного магната);
  • невысокая стоимость владения розеткой (для каждой розетку свою SIM-карту покупать или свое приложение устанавливать даже нефтяная бабушка вряд ли согласится, ведь все эти магнаты – жмоты зачастую ужасные).

Действуем!

Помечтали? Тогда спустимся с небес под крышу дома своего и оглядимся вокруг, ибо посмотреть есть на что. Вот такие устройства аналогичного принципа действия предлагает современный рынок:

Вдумчивый анализ показал, что наш забористый план реализован мировым прогрессивным сообществом по всем пунктам без исключений. Однако мысль какой-то несовершенности предлагаемых решений начала терзать нас с самого начала и со временем беспокоила все больше и больше. Спустя пару вечеров нас посетил простой вывод: ни одно из имеющихся решений не удовлетворяет всем пунктам сразу. А вот это уже интереснее. Попробуем устранить это недоразумение?

Как рассказывали нам в техническом вузе, дома танцуют от печки, а в электронике – от электропитания. Ищем варианты еврокорпусов с веровилками и евророзетками, не забывая о заземлении и габаритах. Находим вот это:

Какая-то она слишком белая и безмолвная, прямо по Джеку Лондону. Но то такое, а у нас сначала будет слово! Вот, уже что-то получается:

Теперь разберемся с управлением. Казалось бы, самое простое решение – GSM розетка. Модем в нее да SIM-карты слот, реле мощное и все, управляй себе SMS-ками. Ну или позвонить на нее можно будет, голосовое меню нам поможет. Представьте: ваша подруга/жена/теща просыпается среди ночи и спрашивает: с каким-таким обладателем девичьего голоса ты там воркуешь в темноте? А вы им в ответ – «спи давай, я в туалете свет выключить забыл, звоню вот, выключаю». Милота!

Ну ладно, про периодические звонки и сообщения паре десяток розеток мы вспоминать не будем. Вряд ли кто-то купит пару десятков сим-карт и занесет их все в записную книжку, обзванивая их в надежде не запутаться.

Тогда, может быть, WiFi? Загнал все розетки в приложение и управляй ими сколько влезет, домашний WiFi нам пока по цене воздуха обходится, платим только за интернет, да и то привыкли. Но получается неувязка с простотой использования: нужно как-то сказать розетке, к какой сети и с каким паролем подключиться. Конечно, можно снабжать каждую розетку QR-кодом, а потом сканировать его камерой смартфона из приложения управления. Но для управления такой розеткой через интернет потребуется создать и настроить сервер-посредник при выполнении команд приложения, либо работать с ней только локально, а такие решения в категорию «умный дом» попадают чуть менее, чем никак. Поднимать сервер и обслуживать его годами, честно говоря, избыточно для такого простого случая, да и надежность от этого не увеличивается. Случай с Bluetooth еще менее интересен. Его радиус действия сильно ограничен, да и с настройками не мы одни сыны ошибок трудных, там тоже не все однозначно.

Читать еще:  Розетка для встроенного пылесоса

А потом осенило нас: ведь есть же EctoControl! Радиосеть – есть, WiFi – есть, приложение – есть, GSM – есть, программы контроля поддержания температуры есть, работы по расписанию есть, даже по сигналу тревоги с датчиков управление имеется!

Делаем плату. Ставим реле на 16А, разводим приемопередатчик и контроллер радиосети, не забываем и про источник питания. Сами его проектировать не будем, возьмем готовый модуль. Ах, да, не забываем про защиту от перенапряжений в сети: плавкий предохранитель хоть и обесточит нашу розетку в случае повышения входного напряжения, но спасет от разрушения и нагрузку, и саму себя.

Двух светодиодов и одной кнопки хватит всем.

Теперь, пока программисты заняты адаптацией прошивки системы, займемся интерфейсом. Кнопка у нас всего одна, индикатор тоже один. В них нужно «зашифровать» очень многое: индикацию включения и отключения в ручном и автоматических режимах, индикацию программирования розетки в систему и тест радиосвязи. Для кнопки «зашифровываем» перевод розетки в режим программирования в радиосети, в режим проверки радиосвязи, включение и выключение розетки в ручном режиме.

Делаем так. Индикатор делаем двухцветным: красный цвет говорит нам о состоянии реле (включено или выключено), зеленый – режим работы с радиосетью. Зажигаться они будут только поочередно, никакой цветовой «каши», никаких новогодних елок. Выглядит индикация так:

Автоматический режим (система управляет розеткой сама по своему усмотрению):

  • красный индикатор горит – реле включено, не горит – отключено.

Ручной режим (активируется нажатием кнопки):

  • красный горит с короткими погасаниями – реле включено, не горит с короткими вспышками – отключено.

При переходе в режим программирования в радиосети красный индикатор гаснет полностью, загорается зеленый. Как и во всех беспроводных датчиках системы EctoControl переход в режим программирования начинается с короткого свечения зеленого индикатора и заканчивается одной или несколькими вспышками: одна длинная вспышка – программирование не удалось, три коротких – программирование успешно завершено. Режим проверки радиосвязи – постоянное моргание, чем чаще вспышки – тем связь лучше.

В отличие от вышеупомянутых датчиков для перевода радиорозетки в режим программирования в радиосети никаких магнитов не нужно, ведь у нас уже есть кнопка! Чтобы не путать нажатие кнопки с целью включить или выключить розетку с переходом в режим программирования или проверки связи делаем так: переключение реле в ручном режим будет производиться только после длительного удержания кнопки (свыше 5 секунд), переход в режим программирования – нажатие на 1 секунду, проверка радиосвязи – нажатием на 3 секунды.

Добавляем возможность управления радиорозеткой в Личном кабинете и в приложении. Не забываем и о возможности добавления радиорозетки в программы управления наравне со встроенными реле.

Приемосдаточные испытания.

А теперь – финальное тестирование. Что бы нам такого подключить к розетке, светящееся, греющееся и многопотребляющее? Универсальное устройство для проверки силовых розеток с индикацией состояния и инфракрасным излучением было быстро найдено, ибо как раз настало время обеда: таким устройством стал обычный электрический чайник. Пока мы отнимаем чайник у любителей обеденного кофе и плюшек, программисты закачивают свежий билд прошивки в микроконтроллер:

Итак, начинаем! Воде занять свое место в чайнике, систему унести подальше на склад, чтобы проверить устойчивость радиоканала, программистам приготовиться ловить баги. Поехали!

Что получилось?

  • управление по SMS;
  • управления с сайта ЛК;
  • управление из приложения;
  • автоматическое управление по программам поддержания температуры, по расписанию, по тревоге датчиков;
  • управление вручную с кнопки;
  • возможность управление чрез интернет и локально, при локальном управлении сети GSM и WiFi можно не использовать;
  • радиосеть 868 МГц, до 300м на открытом пространстве;
  • до 32 независимых радиорозеток;
  • невысокая стоимость приобретения и нулевая стоимость владения (все расходы на владение уже заложены в эксплуатацию самой системы);
  • ну и конечно же скидки при приобретении от двух розеток и выше!

Подводим итоги.

Вот и готова наша радиорозетка. Чем она поможет в нашем не в меру Умном доме?

    удаленная перезагрузка роутера или компьютера: один клик, и «подвисшее» оборудование снова в строю!

Вот так, с помощью нехитрых решений можно превратить обычную радиорозетку в полноценный управляющий элемент Умного дома на основе системы EctoControl.

Читать еще:  Керамическая плитка для ванной розетка

Кстати, приложения для EctoControl давно доступны.

Разнообразие мультиметров

Сегодня выпускается большое количество разновидностей таких тестеров. Все они подразделяются на два типа – стрелочные (аналоговые) и цифровые (индикаторные).

Стрелочные аналоговые тестеры

Стрелочные измерительные приборы были распространены и популярны в конце прошлого столетия, когда карманные цифровые ещё только появлялись на рынке и были очень дороги. Стрелочниками пользовались тогда все инженеры-электронщики, электрики. У этих приборов есть один недостаток – стрелки показывают немного заниженное значение напряжения, а также силу тока в розетке. Связано это с инертностью отклонения стрелки, показывающей не пиковые, а эффективные значения параметров переменного тока и напряжения.

Но достаточно попрактиковавшись, можно успешно использовать и стрелочный тестер. Как измерить силу тока в каком-либо схемотехническом узле или разность потенциалов – зависит от устройства переключателя и шкалы каждого конкретного прибора. Для начинающих замеры представляют определенные трудности, так как не всегда понятна градация шкалы, а также то, с какой из нескольких шкал снимать показания.

Современные цифровые измерители

Сегодня распространены цифровые электронные устройства. Прогресс развития схемотехники и технологии изготовления привел к тому, что эти мультиметры доминируют на рынке. Они гораздо более точны, чем стрелочные и так же просты, поэтому управлять их работой может даже школьник. Функционал их более широк – многие модели позволяют сделать, например, такую работу, как прозвонить проводку или выполнить проверку транзистора. Как измерить ток или напряжение – подробно описано инструкциями, которые идут к каждому такому устройству.

Бытовая электросеть

Чтобы правильно выполнить измерения, нужно иметь хотя бы минимальные представления о параметрах сети электропитания. Розетка является точкой приема напряжения, поэтому полезно знать о величине этого параметра.

В мировой практике принято несколько категорий электросетей, которыми пользуются бытовые потребители. Сколько в розетке вольт знает каждый — 220. Частота составляет 50 герц. В системе имеются два провода (фазовый и нулевой).

Для энергообеспечения частных домов и современных квартир нередко подводят трехфазную сеть, где напряжение составляет 380 вольт, а частота — все те же 50 Герц. Трехфазные схемы рассчитаны на мощные бытовые приборы и оборудование.

Многие электроприборы рассчитаны на некую заданную частоту и напряжение. К примеру, азиатская техника часто предназначена для работы с 60 герцами. В условиях стандартных 50 герц оборудование просто выйдет из строя. Некорректная частота или напряжение по отношению к технике может значительно поменять коэффициент ее полезного действия, что также приведет к поломке.

Как измерить 220 в мультиметром

Для измерения используются мультиметры. Они бывают двух видов:

  • Стрелочные или аналоговые. Такие модели использовались до появления электронных. Стоят недорого, не требовательны при работе и не требуют источника постоянного тока. Недостатком устройства является неудобство снятия показаний из-за размеров шкалы.
  • Электронные или цифровые. Это современные удобные устройства с большим количеством функций. Стоят дороже, но точность показания выше. Большинство специалистов используют данный вид устройств.

  • постоянное и переменное напряжение;
  • сопротивление;
  • емкостные и частотные характеристики;
  • силу постоянного и переменного тока;
  • параметры диодов и транзисторов;
  • температурный режим.

Переключение режимов производится при помощи ручки на панели устройства.

Алгоритм работы:

  • Перед началом работы устройство собирается. В разъем с надписью COM всегда вставляется черный щуп. Красный нужно подключить к разъему с надписью VΩmA. Существует третий выход 10 А – это значит, что мультитестер способен измерять силу тока до указанного значения.
  • После подключения выбирается режим измерения. Его нужно выставлять внимательно, так как при неправильных настройках устройство может выйти из строя. Менять положение переключателя во время работы запрещено. Поворотный выключатель устанавливается в поле ACV или V в положение 750.
  • Теперь щупы можно вставлять в гнезда розетки и смотреть результат. Значение в 220 В будет иметь отклонения, по ГОСТу погрешность достигает 10%. Если значение выходит за рамки погрешности, рекомендуется установить дома стабилизатор напряжения.

В настоящее время питание электроприемников в электроустановках жилых и общественных зданий выполняется от сети 380/220 В 50 Гц с системой заземления TN-S или TN-C-S (рис. 1). В системе TN используется непосредственная связь нейтрали источника электропитания с землей, при этом источник электропитания заземлен, а заземление потребителей производится только через отдельный проводник. Во всех зданиях линии групповой сети, прокладываемые от групповых этажных и квартирных щитков до светильников общего освещения, штепсельных розеток и стационарных электроприемников должны выполняться трехпроводными линиями: фазный L, нулевой рабочий N и нулевой защитный PE — проводники.

Читать еще:  Пульт управления розетками uniel

Рис. 1. Система TN-S переменного тока 220 В. Нулевой рабочий и нулевой защитный (заземляющий) проводник разделены (а), система TN-C-S переменного тока 220 В. Нулевой рабочий и нулевой защитный проводник совмещены в одном проводнике в части системы питания (б)

В новых домах, как правило, используется подключение TN-S с отдельными N и PE – проводниками. В зданиях, где изначально реализована двухпроводная схема соединений, правилами устройства электроустановок рекомендована к применению комбинированная система заземления TN-C-S, упрощающая подключение потребителей к сети [1]. Основным ее недостатком является то, что в результате обрыва или перегорания PE – проводника корпус электрооборудования (в случае нарушения изоляции) может оказаться под напряжением относительно земли.

Итак, особенностью двух систем заземления TN-S и TN-C-S является наличие изолированного от земли (в месте подключения потребителя) PE – проводника. В этом случае при аварийном включении «фазы» на землю ток через заземляющий проводник от источника электроснабжения не протекает, что снижает опасность возникновения пожара и поражения электрическим током.

Кроме главной функции – электробезопасности потребителей – наличие нулевого защитного проводника позволяет уменьшить уровень нежелательных излучений оборудования в низкочастотной области (в диапазоне частот от 5 Гц до 20 кГц). Особенно это важно для персональных компьютеров, уровень нежелательных излучений которых регламентирован санитарными нормами и правилами САНПиН 2.2.2/2.4.1340-03 [2]. При этом оказывается, что отсутствие PE – проводника или ухудшение контакта с ним в евророзетке неминуемо увеличивает нежелательные излучения персонального компьютера в низкочастотной области до недопустимых нормами значений.

Любители высококачественного звуковоспроизведения давно обратили внимание на тот факт, что полярность включения вилки в розетку влияет на качество звучания звуковоспроизводящего комплекса.

Способ №2 – Индикатор в помощь

Если у Вас дома нет мультиметра, который обязательно должен входить в набор инструментов электрика, то можете использовать пробник, который также называют индикаторной отверткой. В этом случае проверить, есть ли напряжение в розетке без тестера, Вам удастся, однако узнать, какая его величина, не получится.

О том, как использовать индикаторную отвертку мы говорили. Для измерения напряжения Вам нужно дотронуться пальцем до пятака на пробнике (как показано на фото), после чего жало поочередно вставить в одно и другое отверстие. Если лампочка в рукоятке загорелась, значит электричество есть в сети, а Вы наткнулись на фазу.

Наглядная видео инструкция:

Измеряем напряжение: пошаговая инструкция к действию

В комплект любого мультиметра входит две вещи: сам прибор и провода с щупами. Перед тем как приступить к работе нужно правильно собрать устройство. На корпусе имеются маркированные разъемы. В отверстие с пометкой COMвставляется черный провод (всегда), красный подсоединяется ко входу с надписью VΩmA. Наличие третьего разъема с надписью 10 А свидетельствует о том, что мультиметр способен измерить силу тока до 10 ампер, а некоторые модели и до 20 А. Для таких случаев красный кабель устанавливается в этот разъем.

Провода подсоединили, теперь выбираем режим измерения. Для проверки напряжения переменного тока нужно перевести рычаг «крутилки» в поле с надписью ACVили V, выбрав положение «750» (для сетей 220 и 380 вольт). Режим с маркировкой «200» предназначен для измерения напряжения сети менее 200 вольт.

Теперь, когда все готово, вставляем щупы (держась за верхние части) в гнезда розетки и смотрим результат. При исправной проводке на табло появятся цифры с точностью до десятых долей. Теперь можно провести суточный/недельный мониторинг показаний напряжения вашей сети и узнать, имеют ли место его перепадыв течение дня.

При незначительных погрешностях и колебаниях волноваться не о чем. Ну а если показания отличаются от нормы или скачут изо дня в день, то рекомендуется принять меры в виде установки стабилизатора напряжения. Но это тема отдельной статьи.

Принцип измерения стрелочным прибором типа «цешка» такой же. После подсоединения щупов к сети смотрим на соответствующую шкалу и считываем показания.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector