Quanta energia si consumano le prese intelligenti?

Vedo molte prese o spine Wi-Fi ecc., Ma nessuno menziona mai quanta energia si consumano da sole. In genere sono costantemente connessi al Wi-Fi, in attesa di comandi. Questo non richiede potere? So che è probabilmente (si spera) inferiore al dispositivo di cui stiamo cercando di ridurre lo standby, ma qualcuno ha testato il consumo di energia di smart plug o switch?

So che ci sono molti tipi diversi, ma c'è una differenza nell'uso tra knockoff a basso costo e switch intelligenti di grandi marche?

Che dire di quelli che usano i normali telecomandi utilizzabili senza Wi-Fi? Di solito segnali RF, anche usando una certa quantità di energia costantemente giusto?

Le prese Wi-Fi sono a circa 1,5-2 Watt di consumo energetico, questo è il WeMo come menzionato nella risposta di Jim, e anche alcuni altri che ho provato, come il TP HS110.

Le prese ZigBee come quella di Samsung SmartThings dovrebbero consumare meno energia a causa dell'uso del protocollo ZigBee. Secondo i loro forum di supporto, sono circa 0,3 W quando il relè è spento e 0,6 W quando è acceso. Comunità SmartThings .

Le mie vecchie prese controllate a infrarossi assorbono ancora più energia di quelle ZigBee, hanno bisogno di circa 0,7 W. Ad ogni modo, è ancora meno delle prese Wi-Fi.

Tuttavia, potrebbe essere necessario un hub per i dispositivi ZigBee che consuma tutta l'energia risparmiata. I dispositivi Wi-Fi possono spesso rinunciare a tali hub e possono essere controllati direttamente tramite App o Alexa e simili. Pertanto, dovresti considerare il tuo caso d'uso. Se vuoi solo controllare a distanza una manciata, potresti usare ZigBee / IR e un telecomando designato, se vuoi più quelle prese Wi-Fi potrebbero consumare meno energia dopo tutto.

Per capire meglio il consumo energetico delle smart plug vale la pena dare un'occhiata. Per fare ciò, vediamo alcuni progetti di riferimento di smart plug.

1. Uno di Atmel

   

2. Uno da Texas Instruments

   

Come puoi vedere, le parti di questi due diversi design sono praticamente le stesse.

• C'è un alimentatore CA / CC che fornisce la tensione CC per i sottocircuiti.
• C'è un "cervello", un'unità di microcontrollore abilitato Wi-Fi. L'ATSAMW25 e il CC3200.
• Esistono alcuni hardware dedicati per la misurazione della potenza.
• Un relè per poter commutare le linee di alimentazione.
• Alcuni LED e pulsanti di feedback per interfacciare la spina localmente.

Fondamentalmente il consumo di energia della spina stessa è il consumo di energia totale di queste parti. I principali consumatori sono i microcontrollori abilitati Wi-Fi, i relè e credo che i LED consumino più delle parti di misurazione. In cima a questi c'è l'efficienza dell'alimentazione AC / DC, ci sarà una certa perdita di potenza su questi elementi.

1. Microcontrollore abilitato Wi-Fi

   Il più delle volte il processore dell'applicazione sarà in modalità a basso consumo con un consumo di corrente tra μA e mA. Il Wi-Fi aggiungerà un po 'più di consumo, un paio di mA nel suo stato inattivo.

   Il CC3200, ad esempio, consuma 12 mA se l'MCU dell'applicazione è in modalità Sospensione (non in modalità Deep Sleep) e il processore di rete è inattivo. Nel caso di RX il consumo aumenta a 56 mA e nel caso di TX a 270 mA massimo. (Tabelle dettagliate a pagina 32.)

   Naturalmente questi parametri possono variare per dispositivi diversi di produttori diversi ma all'incirca la scala è la stessa.

2. Relè

   Possono esserci perdite significative a seconda del tipo di relè. C'è una perdita a causa della bobina, chiamata potenza della bobina. Può trattarsi anche di centinaia di mW ( 10A, 240 VAC relè 500 - 700 mW di potenza della bobina, il più economico su Farnell ).

   E c'è una perdita a causa della resistenza di contatto (100 mΩ per il relè precedente e con un carico di 10 A dissipa un po 'di potenza). Quelli più costosi hanno parametri migliori, ce ne sono ad esempio con una resistenza di 50 mΩ .

   Sono sicuro che le prese knockoff a basso costo hanno relè più economici, quindi probabilmente consumano un po 'di più.

3. LED

   Vale la pena notare la coppia di mA, ma niente di più.

4. Alimentazione AC / DC

   Ciò aggiungerà una percentuale in cima al consumo complessivo. I convertitori più economici probabilmente hanno un'efficienza inferiore, quindi una spina economica consumerebbe di più anche in questo caso.

   Lo switcher flyback UCC28910 700V dal design di TI ha un'efficienza tipica del 75% secondo la scheda tecnica (pagina 30.). Ci possono essere peggiori e pochi migliori. Ancora una volta dà una scala approssimativa.

Tutti questi possono ovviamente variare, ma principalmente questi sono i fattori che determinano il consumo del dispositivo stesso. È possibile calcolare un consumo nel caso peggiore per la progettazione di TI per ottenere un valore W. E ovviamente puoi controllare i parametri di determinati prodotti.

Un rappresentante WeMo ha dichiarato 1,5 watt per il loro interruttore a parete su un forum WeMo. Immagino che la maggior parte di questi interruttori a parete / presa assorbirà 1-2 watt in standby.

Discussione della community di WeMo

Questo video del 2015 mostra un dimmer intelligente Aeotec Z-Wave misurato a:

• ~ 0,4 W. inattivo
• ~ 0.6 W acceso ma completamente oscurato (senza carico)

Presumo che questi interruttori abbiano un consumo energetico simile a una presa / presa, data la loro funzionalità simile. Le prese potrebbero essere leggermente più basse, dato che non è necessario alcun circuito di attenuazione.

La persona che scrive questo post dal 2016 pretende di lavorare per "un leader nello sviluppo della tecnologia SMPS (Switched Mode Power Supply) da oltre 20 anni" e ha scritto:

Oggi siamo in grado di costruire un alimentatore caricabatterie / adattatore con un consumo in standby <25 mW e un'efficienza media> 82% su tutta la gamma di carico. Entro la fine dell'anno prevediamo di poter fare anche meglio di così. Siamo in grado di costruire un alimentatore TV da 100 W con un'efficienza di picco vicino al 90% (nessuna ventola richiesta), un fattore di potenza quasi unitario e un consumo in standby di circa 450 mW (necessario per mantenere acceso il sensore IR e i relativi componenti in modo da poterlo accendere ). Non è irragionevole aspettarsi di vedere alimentatori con efficienza media> 90% e standby quasi zero. L'idea che dovresti scollegare le cose per risparmiare energia è un po 'datata.

Il tuo commento sul Wi-Fi è leggermente impreciso. Mentre la maggior parte di queste tecnologie comunica in modalità wireless, la maggior parte non utilizza 802.11a / b / g / n. In questo modo viene utilizzato un grande consumo di energia. Ti indirizzo a questo rapporto dell'Agenzia internazionale per l'energia del 2016 . Ho incluso la Figura 20 del rapporto (pagina 41) di seguito che offre un ampio confronto delle tecnologie.

Come puoi vedere, ci sono tecnologie wireless che consumano molta meno energia del WiFi. In effetti, in merito agli attuatori (ad es. Interruttori della luce), le note del rapporto (pagina 45):

Nel caso di EnOcean, ad esempio, l'energia meccanica della pressione del pulsante di un interruttore della luce wireless viene utilizzata per alimentare la comunicazione con il gateway.

Ovviamente non esiste alcuna azione meccanica per catturare energia per una presa, ma indica quanto sia bassa la comunicazione se può essere alimentata da una leggera pressione del dito.

Ho misurato un numero di dispositivi con un ELV Energy Master, che è noto per essere abbastanza preciso.

Questi sono i risultati:

    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

Le misurazioni sono state eseguite dopo la configurazione e l'avvio completo dei dispositivi.

Se non configurati, i dispositivi TP-Link hanno consumato più energia. Il dispositivo AVM non è stato testato non configurato.

Come puoi vedere, il consumo energetico dipende anche dalla versione hardware di un dispositivo.