Пристрій електросчетчика

Лічильник Енергоміра ЦЭ6807П — один з найбільш простих по конструкції, тим легше буде розглянути його пристрій.
Як міряє енергію електричний лічильник
Як завжди, спочатку — трохи теорії, так сказати вступне слово.
Насамперед — лічильник відрізняється від всіх інших домашніх електричних пристроїв тим, що він включений ПОСЛІДОВНО з усіма приладами. Тобто, через нього проходить весь струм, який він враховує. Ну а якщо струм проходить не весь, то це дуже не подобається контролюючим органам енергонагляду.
Як це буває — у статті Крадіжка електроенергії, або лівий відведення в домашній проводці та обговоренні до неї.
Струм проходить в лічильнику через спеціальний калібрований шунт з певним опором (соті частки Ома). За законом Ома, на провіднику, через який проходить струм, що утворюється напруга, прямо пропорційне струму та опору:
U = I·R
Цим напругою однозначно визначається струм. Напруга вимірюється, і значить струм теж стає відомий, непрямим чином.
Далі відбувається ось що, головне не заплутатися в термінах і одиницях виміру.
Потужність, споживана приладами в квартирі, дорівнює току, помноженому на напругу:
P = I·U
Але як дізнатися, скільки потужності «з'їли» електроприлади? Для цього потужність множать на час, отримують електричну енергію:
E = I·U·t
За одиницю вимірювання електричної енергії, яка показує, скільки кіловат пройшло через лічильник протягом години взяли кіловат на годину, скорочено — кВт·год
Строго кажучи, енергію правильніше вимірювати в Джоулях, як нас вчили в школі, але історично прижилася одиниця виміру кВт·год. Писати потрібно саме з точкою, як наприклад повна електрична потужність вимірюється у В·А.
Часто неправильно пишуть — квт/год, квт — год, або навіть просто квт. Така плутанина могла б не відбутися, якби для одиниці електричної придумали б якусь одиницю. Наприклад, Электроджоуль. Чи назвали б ім'ям якогось іншого вченого.
А реалізується облік і індикація цих «Электроджоулей» шляхом нехитрих електричних перетворень і пристроїв. Розглянемо їх нижче.
Як влаштований лічильник
Пристрій однофазного електричного лічильника прямого включення Енергоміра зараз буде добре видно на фотографіях. Нагадую, його зовнішній вигляд — на першому фото статті.
Лічильник мені дістався справний, мені його подарували, оскільки там, де він стояв, змінився власник приміщення, і нового власника зобов'язали змінити лічильник.
На лічильнику зазвичай коштують 2 пломби, одна захищає від несанкціонованого доступу клеми лічильника, друга — електронну схему лічильника. Цих пломб на моєму лічильнику вже немає.
Розглянемо докладніше клеми.
Клеми затискні, добре тримають зачищений провід на всьому його протязі.
Тепер найцікавіше — розкриваємо корпус лічильника:
Дістаємо потрухи нутрощі, і бачимо, що електрична схема лічильника складається з трьох основних частин:
Це 1) кроковий двигун, на осі якого закріплені циферки, 2) плату з контролером і 3) вхідні клеми. Як видно, все китайське (сподіваюся, крім клем), тому і ціна такому лічильнику 650-750 руб.
До речі, не бачив, але в Меркурії виробництво компонентів — російське. Хто підтвердить?

Клеми та плата з контролером. Все перевернуто, тому фазні клеми лічильника — праворуч, нульові — зліва, не так як ми звикли бачити.
Білий і зелений проводочки — це вихід вимірювального шунта. Того самого шунта, на якому «осідає» напруга, пропорційне току через фазні клеми. Ця напруга надходить на входи плати КТ1 і КТ2 і подається на обробку контролеру.
Також з фазною клеми береться харчування для контролера, це жовтий проводок. Харчування — бестрансформаторним, через конденсатор, випрямляч і стабілізатор 5VDC.
Нульова клема використовується для того, щоб брати другий полюс для живлення лічильника. А ще для того, щоб забезпечити з'єднання, і щоб обмежити злочинні схеми включення лічильника.
З виходу плати контролера через точки М1.1 і М1.2 надходять імпульси на кроковий двигун. Той самий, який гальмують з допомогою магніту. Частота імпульсів пропорційна току, і додатково підтверджується світлодіодом.
Про кроковий двигун розказано у мене в блозі у статті про ремонт верстата на контролері.
Цей світлодіод використовують для перевірки та повірки лічильника. Підраховують кількість імпульсів за (наприклад) 5 хвилин, і дивляться на правильність показань на передній панелі.
У контролері зашита програма, яка виробляє імпульси для роботи крокового двигуна.
До речі, програму можна змінити, умільці це роблять. Тим самим можна зменшити показання лічильника на 30 — 50%.
Ось фото друкованої плати лічильника трохи крупніше:
З яких деталей зібрана схема лічильника
Як видно на фото, схема електричного лічильника Енергоміра дуже проста, основа схеми — мікроконтролер, який усім управляє.
На фото погано видно деталі, тому переписав деякі номінали.
Кроковий двигун (реєстратор):

Кроковий реєстратор лічильника. Купити такий можна через китайський сайт meter-counters.com. Саме цей реєстратор намагничивают і зупиняють лічильник.
- Стабілізатор на 5 Вольт 7805,
- PIC-контролер MPC 3905A,
- Опторазвязка для виходу на телеметрію (дистанційне зняття показань) PC817C,
- Кварц на 3,579545 МГц.
Інструкція до лічильника Енергоміра
Нижче наведена інструкція лічильник Енергоміра ЦЭ6807, який розглянуто в статті. Там наведено всі параметри, схема підключення, а також пристрій і принцип роботи лічильника за версією виробника.
Була ще така бумажечка, щоб правильно писали показання:
За правилами, цифра, що позначає частки кіловат години, обов'язково повинна бути виділена графічно. Що і виконується, дивіться фото лічильника в корпусі.