Два выходных дня

Времяпровождение  за компьютером требует не только времени, но и некоторого количества денег,  идущих в оплату за потреблённую системным блоком, монитором и периферийными устройствами, электроэнергию. Однажды мне стало любопытно, сколько киловатт-часов в общем потреблении квартиры составляет компьютерная доля. Как писал товарищ В.И. Ленин, требуется учёт и контроль.

Для выполнения поставленной задачи я приобрёл на сайте ebay.com устройство под названием «AC 20A Power Meters Monitor», выполненное в виде встраиваемого блока и дополнил его измерителем частоты питающей сети, схема которого была опубликована в одном из зарубежных журналов.

Рисунок 1 – «AC 20A Power Meters Monitor»

(картинка с сайта ebay.com)

   «AC 20A Power Meters Monitor» измеряет следующее:

Величину переменного напряжения питающей сети «voltage» в пределах 80 ~ 260 Вольт, частотой 45 ~ 65 Герц. 

Текущее значение активной мощности, потребляемой нагрузкой «power» в пределах 0 ~ 4,5 Киловатт. Предельное значение «power» может быть уменьшено при проведении определённой процедуры. При превышении предельного значения подсветка дисплея устройства начинает мигать.

Текущее значение тока потребляемой нагрузкой «current» в пределах 0 ~ 20 Ампер.

Количество потребленной электроэнергии «energy» с нарастающим итогом. До одного киловатта количество считается в ваттах, свыше – в киловаттах. Значение «energy» сохраняется в энергонезависимой памяти прибора и может быть обнулено при проведении определённой процедуры.

Рисунок 2 – Дисплей устройства

Схема подключения устройства изображена на нём самом, поэтому его применение не вызывает трудностей.

Рисунок 3 - Схема подключения устройства

В дополнение к «AC 20A Power Meters Monitor» я добавил схему контроля частоты питающей сети, опубликованную в одном из зарубежных журналов.

Рисунок 4 - Схема контроля частоты питающей сети

Схема контролирует  частоту питающей сети в пределах 49,8 – 50,2 Гц. Отображение текущего значения частоты осуществляется ступенчато, разноцветными светодиодами, 11 ступеней. С вторичной обмотки трансформатора TV1 напряжение с частотой сети поступает на вывод 6 микроконтроллера AT89C2051, который вычисляет текущее значение частоты, отображаемое светодиодами.

Рисунок 5 -  Одиннадцать ступеней отображения текущей частоты

Микроконтроллер также выводит текущее значение частоты сети на компьютер через COM-Port, при этом текущее значение частоты отображается на мониторе и сохраняется в текстовый файл с именем «NetzLog_20160730_142511.txt». Имя файла содержит дату и время старта управляющей программы «Powerfrequency_P.exe».

Данные из сохранённого файла можно посмотреть при помощи той же управляющей программы. Для этого нужно переставить точку в правом нижнем  углу окна программы из положения «Serial interface» в положение «Read data from file» и нажать кнопку «Start». При каждом запуске управляющей программы «Powerfrequency_P.exe» и при получении данных с устройства создаётся новый текстовый файл с оригинальным именем.

Рисунок 6 – Окно управляющей программы

При необходимости график изменения частоты от времени можно сохранить в графическом формате с расширением .bmp, нажав соответствующую кнопку в окне управляющей программы.

 Рисунок 7 - График изменения частоты в формате с расширением .bmp 

Схема контроля частоты питающей сети собрана на печатной плате и расположена  вместе с измерителем «AC 20A Power Meters Monitor» в простейшем самодельном корпусе (Рисунки 9 – 12).

Рисунок 8 – Печатная плата

Рисунок 9 

Рисунок 10 

Рисунок 11 

Рисунок 12

Внутренности готовой конструкции изображены на рисунках 13 - 16

Рисунок 13

Рисунок 14

Рисунок 15

 Рисунок 16

Рисунок 17 – Подсветка дисплея выключена (светодиод прикрыт, чтобы не засвечивал фотоснимок)

Рисунок 18 – Расположение на компьютерном столе

При включении в питающую сеть переменного тока выключателем на задней стенке устройство контроля частоты питающей сети отрабатывает тест. Происходит поочередное включение и выключение светодиодов («бегущий огонёк»), после чего включается светодиод, соответствующий текущему значению частоты сети. Устройство «AC 20A Power Meters Monitor» сразу после включения отображает измеряемые параметры. У кнопки с правой стороны дисплея - три функции.

1. Кратковременное нажатие включает и выключает подсветку дисплея.

2. Удержание кнопки от 3-х до 5-ти секунд выводит сообщение «SET SLR», после чего можно изменить значение пороговой мощности короткими нажатиями на эту кнопку. Удержание кнопки дольше 5-ти секунд позволит вернуться в режим измерения.

3. Удержание кнопки более 5-ти секунд позволяет обнулить показания «energy». Следует дождаться мигания показания «energy» и кратковременно нажать кнопку. После этого, удержание кнопки дольше 5-ти секунд позволит вернуться в режим измерения.

При эксплуатации цифрового счётчика электроэнергии с функцией контроля частоты питающей сети выяснилось, что мой компьютер вместе с периферией потребляет за месяц в среднем 30 – 35 кВт⋅ч. Частота питающей сети не отклоняется от номинала более чем на две ступени в ту или другую стороны. Величина напряжения питающей сети зависит от времени суток, от 226 – 228 вольт днём и до 238 - 240 вольт ночью, что не совсем хорошо. Но после того, как в соседнем подъезде сгорел этажный распределительный щиток, величину напряжения электрики убавили.

Теперь напряжение днём составляет 226 – 230 вольт, а ночью не поднимается выше 235 вольт.

Дополнительные материалы к статье.