Ile mocy zużywają inteligentne gniazda?

Widzę wiele gniazd Wi-Fi, wtyczek itp., Ale nikt nigdy nie wspomina, ile energii zużywają. Zazwyczaj są one stale połączone z Wi-Fi, czekając na polecenia. Czy to nie wymaga władzy? Wiem, że to prawdopodobnie (mam nadzieję) mniej niż urządzenie, którego stan gotowości staramy się zmniejszyć, ale czy ktoś przetestował zużycie energii przez inteligentne wtyczki lub przełączniki?

Wiem, że istnieje wiele różnych typów, ale czy istnieje różnica w użyciu między niskimi kosztami podróbek a inteligentnymi przełącznikami dużych marek?

Co z tymi, które używają zwykłych pilotów, które można używać bez Wi-Fi? Zwykle sygnały RF, również ciągle zużywają pewną ilość mocy, prawda?

Gniazda Wi-Fi zużywają około 1,5-2 watów, to WeMo, jak wspomniano w odpowiedzi Jima, a także kilka innych, które wypróbowałem, na przykład TP HS110.

Gniazda ZigBee, takie jak Samsung SmartThings, powinny zużywać mniej energii ze względu na użycie protokołu ZigBee. Według forów wsparcia około 0,3 W, gdy przekaźnik jest wyłączony, i 0,6 W, gdy jest włączony. Społeczność SmartThings .

Moje własne stare kontrolowane na podczerwień gniazdka pobierają jeszcze więcej mocy niż ZigBee, potrzebują około 0,7 W. Tak czy inaczej, to wciąż mniej niż gniazdka Wi-Fi.

Jednakże, może być konieczne hub dla urządzeń ZigBee, który wykorzystuje całą tę zapisaną moc. Urządzenia Wi-Fi często rezygnują z takich koncentratorów i mogą być bezpośrednio kontrolowane przez aplikację lub Alexę i tym podobne. Dlatego powinieneś rozważyć swój przypadek użycia. Jeśli chcesz tylko zdalnie sterować garstką, możesz użyć ZigBee / IR i wyznaczonego pilota, jeśli chcesz więcej, te gniazda Wi-Fi mogą w końcu być mniej energochłonne.

Aby lepiej zrozumieć zużycie energii przez inteligentne wtyczki, warto zajrzeć do nich. Aby to zrobić, zobaczmy kilka referencyjnych projektów inteligentnych wtyczek.

1. Jeden od Atmela

   

2. Jeden z Texas Instruments

   

Jak widać, części tych dwóch różnych konstrukcji są całkiem takie same.

• Istnieje zasilacz prądu przemiennego / stałego, który zapewnia napięcie prądu stałego dla pod-obwodów.
• Istnieje „mózg”, jednostka mikrokontrolera z obsługą Wi-Fi. ATSAMW25 i CC3200.
• Istnieje kilka dedykowanych urządzeń do pomiaru mocy.
• Przekaźnik umożliwiający przełączanie linii zasilania.
• Niektóre diody LED sprzężenia zwrotnego i przyciski do lokalnego interfejsu wtyczki.

Zasadniczo pobór mocy samej wtyczki jest całkowitym zużyciem energii tych części. Głównymi odbiorcami są mikrokontrolery z obsługą Wi-Fi, przekaźniki i uważam, że diody LED zużywają więcej niż elementy pomiarowe. Do tego dochodzi wydajność zasilacza AC / DC, nastąpi pewna strata mocy na tych elementach.

1. Mikrokontroler z obsługą Wi-Fi

   Przez większość czasu procesor aplikacji będzie w trybie niskiego poboru mocy z poborem prądu między μA a mA. Wi-Fi zwiększy zużycie energii, kilka mA w stanie bezczynności.

   Na przykład CC3200 zużywa 12 mA, jeśli MCU aplikacji znajduje się w trybie uśpienia (nie głębokiego uśpienia), a procesor sieciowy jest w stanie bezczynności. W przypadku RX zużycie wzrasta do 56 mA, a w przypadku TX do 270 mA maksymalnie. (Szczegółowe tabele na stronie 32.)

   Oczywiście parametry te mogą się różnić dla różnych urządzeń różnych producentów, ale z grubsza ta sama skala.

2. Przekaźniki

   W zależności od typu przekaźnika mogą wystąpić znaczne straty. Występuje strata z powodu cewki, zwanej mocą cewki. Może to być nawet setki mW ( przekaźnik 10 A, 240 V AC, moc cewki 500–700 mW, najtańsze na Farnell ).

   I jest strata z powodu rezystancji styku (100 mΩ dla poprzedniego przekaźnika, a przy obciążeniu 10 A rozprasza pewną moc). Droższe mają lepsze parametry, są na przykład oporniki 50 mΩ .

   Jestem pewien, że tanie wtyczki typu knockoff mają tańsze przekaźniki, więc prawdopodobnie zużywa nieco więcej.

3. Diody LED

   Warto zauważyć parę mA, ale nic więcej.

4. Zasilacz AC / DC

   Spowoduje to dodanie procentu w stosunku do ogólnego zużycia. Tańsze konwertery mają prawdopodobnie niższą wydajność, więc tania wtyczka zużyłaby również więcej w tym przypadku.

   Przełącznik zwrotny UCC28910 700V firmy TI ma typową wydajność 75% zgodnie z arkuszem danych (strona 30.). Mogą być gorsze, a kilka lepszych. Ponownie daje to z grubsza skalę.

Wszystkie te mogą się oczywiście różnić, ale głównie są to czynniki, które determinują zużycie samego urządzenia. Możesz obliczyć zużycie w najgorszym przypadku dla projektu TI, aby uzyskać wartość W. I oczywiście możesz sprawdzić parametry niektórych produktów.

Przedstawiciel WeMo podał 1,5 W dla przełącznika ściennego na forum WeMo. Wyobrażam sobie, że większość tych przełączników ściennych / gniazdkowych pobiera 1-2 waty w trybie gotowości.

Wątek społeczności WeMo

Ten film z 2015 roku pokazuje inteligentny ściemniacz Aeotec Z-Wave mierzony przy:

• ~ 0,4 W w stanie bezczynności
• ~ 0,6 W włączony, ale całkowicie przyciemniony (bez obciążenia)

Zakładam, że te przełączniki mają podobne zużycie energii jak gniazdko / gniazdo, biorąc pod uwagę ich podobną funkcjonalność. Gniazdka mogą być nieco niższe, biorąc pod uwagę brak potrzeby ściemniania obwodów.

Osoba, która pisze ten post od 2016 r., Rzekomo pracuje dla „lidera w rozwoju technologii zasilaczy impulsowych (SMPS) od ponad 20 lat” i napisała:

Dzisiaj możemy zbudować zasilacz / adapter, który ma zużycie <25 mW w trybie gotowości i> 82% średniej wydajności w całym zakresie obciążenia. Do końca roku spodziewamy się, że będziemy w stanie zrobić jeszcze więcej. Możemy zbudować zasilacz telewizyjny o mocy 100 W, który ma szczytową sprawność blisko 90% (nie wymaga wentylatora), współczynnik mocy zbliżony do jedności i około 450 mW zużycia w trybie czuwania (potrzebne do podtrzymania zasilania czujnika podczerwieni i powiązanych elementów, aby można go było włączyć ). Nie jest nierozsądne oczekiwać zasilaczy o średniej wydajności> 90% i prawie zerowym trybie gotowości. Całe pojęcie, że należy oszczędzać energię, jest nieco przestarzałe.

Twój komentarz na temat Wi-Fi jest nieco niedokładny. Podczas gdy większość z tych technologii komunikuje się bezprzewodowo, większość nie używa standardu 802.11a / b / g / n. W przeciwnym razie nie używać dużej pobór energii. Kieruję do niniejszego sprawozdania Międzynarodowej Agencji Energii z 2016 r . Dołączyłem wykres 20 z raportu (strona 41) poniżej, który daje szerokie porównanie technologii.

Jak widać, istnieją technologie bezprzewodowe, które zużywają znacznie mniej energii niż WiFi. W rzeczywistości na temat elementów wykonawczych (np. Włączników światła) w notatkach raportu (strona 45):

Na przykład w przypadku EnOcean energia mechaniczna naciśnięcia przycisku bezprzewodowego włącznika światła służy do zasilania komunikacji z bramą.

Oczywiście nie ma mechanicznego działania w celu wychwytywania energii dla gniazdka, ale wskazuje to na niską moc komunikacji, jeśli można ją zasilić lekkim naciśnięciem palca.

Zmierzyłem wiele urządzeń za pomocą ELV Energy Master, o którym wiadomo, że jest dość dokładny.

Oto wyniki:

    Device          off     on
TP-Link HS110 V2    1,2 W   1,8 W
TP-Link HS110 V3    1,0 W   1,8 W
AVM FritzDect 200   0,5 W   1,3 W

Pomiary wykonano po skonfigurowaniu i pełnym uruchomieniu urządzeń.

Po nieskonfigurowaniu urządzenia TP-Link zużywały więcej energii. Urządzenie AVM nie zostało przetestowane jako nieskonfigurowane.

Jak widać, zużycie energii zależy również od wersji sprzętowej urządzenia.