Modułowe mierniki napięcia i prądu zmiennego

Artykuł powstał głównie dlatego, że moje ostatnie rachunki za energie elektryczną okazały się prawie dwa razy wyższe niż dotychczasowe. Dla ustalenia, gdzie można i gdzie warto zmniejszyć zużycie energii, przetestowałem posiadane moduły pomiarowe i wykonałem praktycznie użyteczny miernik.

Do opisania modułowych mierników napięcia, natężenia, mocy i energii prądu zmiennego 50 Hz przymierzałem się od kilku lat. Tego rodzaju modułów jest mnóstwo. Ja po dość długiej i czasochłonnej analizie ofert nabyłem drogą kupna trzy, które według fotografii i opisów w chińskich sklepach zapowiadały się najbardziej interesująco. Zwracałem uwagę głównie na to, jaka jest rozdzielczość amperomierza. Wybrałem takie, które mają wyświetlacz co najmniej 4-cyfrowy o rozdzielczości wskazań 1 mA. Do tego znalazłem w domu gotowy wtyczkowy miernik energii – moje przyrządy widoczne są na fotografii 1.

Fotografia tytułowa pokazuje stanowisko testowe podczas pomiaru prądu, jaki z sieci pobierają moje żarówki halogenowe, wykorzystywane podczas robienia zdjęć do artykułów. Jest to sześć żarówek 50-watowych.

Do sieci 230 V dołączony jest moduł PZEM-020. na jego wyjściu zamontowałem gniazdko z szeregowym rezystorem bocznikowym 1 Ω. W tej roli wykorzystałem zakupione właśnie precyzyjne rezystory 1-omowe (cztery sztuki w połączeniu szeregowo-równoległym też mają 1 Ω i czterokrotnie większą wypadkową obciążalność).

Z prawej strony widać oscyloskop, a właściwie pseudoskopometr Aneng AOS02 (ZT702S), który pokazuje spadek napięcia na boczniku, czyli kształt prądu. Moduł PZEM-020 wskazuje natężenie prądu 1,414 A. W miarę dokładny woltomierz Aneng AN870 pokazuje 1,4091 A, czyli tylko o znikome, pomijalne 0,3% mniej. Można uznać, że moduł dokładnie mierzy wartość prądu.

Jego dokładność potwierdza fotografia 2. Obciążeniem jest rezystor 100 kΩ. Przy napięciu sieci 239 V płynie przezeń prąd 2,4 mA i pobiera on 0,57 W mocy. Zgodnie z opisem, wskazania prądu zaczynają się od 5 mA, ale już przy o połowę mniejszym prądzie prawidłowo obliczana jest moc (0,57 W)!

Na fotografii 3 widać analogiczny test modułu KWS-AC301. Na wyświetlaczu jest wskazanie 0,002 A i prawidłowo obliczona jest moc (0,6 W). Multimetr z lewej strony pokazuje wartość prądu (2,44 mA), co daje właśnie taką prawdziwą moc strat, dokładnie 0,58 W.

Zdecydowanie gorzej jest z na pozór najatrakcyjniejszym modułem ATORCH AT24 C, widocznym na fotografii 4. Wskazania prądu (0,003 A) zaczynają się tu dopiero przy rezystancji obciążenia 19,4 kΩ, gdy płynie prąd 12 mA i gdy moc wydzielana w obciążeniu wynosi 2,86 W. Tymczasem moduł zdecydowanie zaniża i prąd (0,003 A), i moc (1,48 W).

(…)

——– ciach! ——–

To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w numerze listopadowym czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 11/2023). Czasopismo aktualnie nie ma wersji drukowanej na papierze. Wydawane jest w postaci elektronicznej (plików PDF). Pełna wersja czasopisma umieszczona jest na moim profilu Patronite i dostępna jest dla Patronów, którzy wspierają mnie kwotą co najmniej 10 zł miesięcznie. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 11/2023 znajduje się tutaj.

 

Piotr Górecki

 

Uwaga! Osoby, które nie są (jeszcze) moimi stałymi Patronami, mogą nabyć PDF-y z pełną wersję tego numeru oraz wszystkich innych numerów czasopisma wydanych od stycznia 2023, „stawiając mi kawę” (Cappuccino = 10 złotych za jeden numer czasopisma w postaci pliku PDF).
W tym celu należy kliknąć link (https://buycoffee.to/piotr-gorecki), lub poniższy obrazek

Następnie wybrać:
– jeśli jeden numer ZE – CAPPUCINO (10 zł),
– jeśli kilka numerów ZE – WSPIERAM ZA. I tu wpisać kwotę zależną od liczby zamawianych numerów – wydań (N x 10zł),
Wpisać imię nazwisko.
Podać adres e-mail.
Koniecznie zaznaczyć: „Chcę dołączyć wiadomość dla Twórcy” i tu wpisać, który numer lub numery mam wysłać na podany adres e-mailowy.