История розетки: от оголенных проводов до смарт-девайсов

Помните известную шутку: «изобрел Попов радио, собрал приемник — а слушать-то и нечего»? Так вот, с электрическими розетками поначалу дело обстояло схожим образом — изобретать их просто не требовалось, поскольку в них первое время было нечего включать. Ранние электросети предоставляли обывателям лишь услуги освещения, ведь класса бытовых электроприборов попросту не существовало, а электропотребителями были лишь лампочки, вкручиваемые в патроны на потолке.

Поэтому, когда появились первые бытовые электрические устройства (например, электрочайник, представленный в 1894 году), их включали в патроны осветительной электропроводки, выкручивая оттуда лампочки. Очевидно, что это было неудобно, и в 1904 году американский изобретатель и предприниматель Харви Хаббелл запатентовал штепсельную двухконтактную розетку и вилку для нее. С учетом того, что розетка и вилка — достаточно консервативные элементы, по большому счету это изобретение почти 120-летней давности не так уж сильно отличается от того, чем мы в базовом варианте пользуемся и сегодня.

Сколько вольт в розетке

После того как всем в мире стало очевидно, что домашняя повсеместная электрификация необходима каждому, осталось уточнить детали — и началась неизбежная в таких случаях война стандартов, затрагивающая как второстепенные вещи, так и основополагающие.

К основополагающим моментам относился вопрос, какой ток использовать — постоянный или переменный? За первый ратовал основоположник электрификации Томас Эдисон, за второй — не менее авторитетный Никола Тесла. Переменный ток в силу большей эффективности и меньших потерь победил, этот вопрос закрылся, и возвратов к нему больше не было. На сегодняшний день в мире не существует крупных бытовых электросетей постоянного тока. Правда, отметим, что встречаются локальные индустриальные сети постоянного тока — в первую очередь на разных предприятиях, где работы проводятся в условиях высокой влажности, а осветительные приборы и другие вспомогательные устройства питаются от небольшой местной электросети с напряжением постоянного тока 36 или 12 вольт.

Еще один ключевой аспект — напряжение в розетке. Опять-таки на сегодняшний день в мире действуют два стандарта электросетей по напряжению переменного тока: «условно американский» на 120 вольт и «условно европейский» на 220 вольт. Хотя, конечно, строгого распределения по странам и континентам нет. Существует популярный миф, гласящий, что Старый и Новый Свет с помощью различия стандартов старались затруднить экспорт продукции из-за океана и стимулировать собственных изготовителей электроприборов, но на самом деле это не так. Причины выбора того или иного значения напряжения заключались в особенностях самых популярных и массовых электропотребителей конца XIX — начала XX веков — осветительных лампочек. Разработанные в Америке лампочки горели от 110 вольт (впоследствии повышенных до 120), а в Европе в лампах использовали иные нити накала, и для них требовалось удвоенное напряжение.

Чтобы не усложнять, можно считать, что существует лишь два стандарта (120 и 220), хотя встречаются и отклонения от них в пределах 10−20% и общую картину они не меняют. В Штатах сегодня в домашних электросетях присутствует напряжение 120 вольт, в Японии — 100 вольт, в Саудовской Аравии — 127 вольт (хотя используется также и 220). Наше напряжение, которое мы по многолетней привычке называем «220 вольт», по обновленным стандартам именуется «230 вольт». А в австралийских розетках по факту — и вовсе 240. Тонкости этих нюансов обывателям заучивать нет нужды, бытовая техника работает в соответствии с одним из основных стандартов, и региональные особенности на нее не влияют. Если на технике написано 120 В — она будет работать и от 100, и от 127 вольт.

Почему в разных странах разные стандарты розеток

Основных стандартов розеток и вилок в разных странах существует не менее десятка. Их число увеличивают узкоспециализированные разновидности — например, особые розетки для использования в сельскохозяйственном оборудовании или для подключения к электропитанию автодомов на кемпингах. Но все же основные типы домашних розеток (и, соответственно, вилок) можно сосчитать по пальцам двух рук. Но этого более чем достаточно для того, чтобы задуматься: почему человечество так и не научилось договариваться даже о такой полезной для всех стран и народов вещи, как унификация простейших бытовых стандартов?

Как ни странно, объективных технических причин для этого нет: все стандарты розеток более или менее идентичны по ключевым электрическим параметрам — умению выдерживать определенное напряжение и ток нагрузки. А разные они потому, что в период лавинообразного развития электрификации на планете не существовало единого человека или организации, занимавшейся этим в глобальном масштабе. В отдельных странах или регионах были (и до сих пор остаются) свои министерства, государственно-частные партнерства и исследовательские структуры, инженеры которых разрабатывали и внедряли местный стандарт без особой оглядки на соседей.

Но почему тогда всё не привели к «общему знаменателю» впоследствии, ведь период становления электрификации быта и народного хозяйства давно закончился? Дело в том, что индустриальные стандарты в любой сфере крайне консервативны. Революций в них практически не происходит, а эволюции — крайне медлительны. Не то что в сфере гаджетов и IT — хотя и тут все случается не так уж быстро. Обратите внимание, что даже к стандарту зарядки microUSB, который пытались сделать единым для всех стран и брендов, производители электроники всего мира шли не меньше 20 лет! И этим занимались относительно гибкие и легкие на подъем коммерческие компании — что уж говорить о стандартах розеток, за которыми стоят государственные энергетические структуры и институты.

Классификация розеток по странам мира

Тип, А — в простонародье известен как американский или японский. В розетке этого типа — два отверстия под плоские контакты, расположенные параллельно. Также он известен как стандарт NEMA (National Electrical Manufacturers Association). Используется в США, Канаде и некоторых других странах.

Тип В — розетка под вилку с плоскими штырями, как у типа А, но с дополнительным круглым отверстием под заземляющий контакт вилки. Вилка типа, А входит в розетку типа B, а вот наоборот — нет.

Тип С — с двумя круглыми отверстиями под цилиндрические штыри вилки. Этот стандарт включает в себя добрый десяток подвидов розеток с разным диаметром штырьков, с небольшими отличиями в расстоянии между отверстиями, с заземлением и без. Присутствует некоторая условная совместимость — вилки с тонкими и относительно гибкими штырями могут входить в отверстия в розетках, рассчитанных на штыри большего диаметра и даже с иным межштыревым расстоянием. Но допустимо это только при незначительной мощности электроприборов.

Тип D — три круглых отверстия, расположенные треугольником (силовые контакты + заземляющий контакт). Используется в Индии, Пакистане и некоторых странах Юго-Восточной Азии.

Тип E — известный как французская розетка. Здесь тоже три круглых отверстия, расположенные треугольником, но штырь заземляющего контакта торчит из розетки, а не из вилки. В ходу во Франции и некоторых странах, исторически с ней связанных.

Тип F — розетка с заземлением или без, которая в России известна как евророзетка (тяжелое наследие маркетинга 90-х в комплексе с евроремонтом, евродвушкой, евровагонкой и т. д). Она давно стала стандартом во многих европейских странах, а с 90-х — и в нашей.

Тип G — английская розетка с тремя отверстиями, расположенными треугольником, для толстых плоских штырей вилки. Создана под особую вилку со встроенным плавким предохранителем.

Тип H — израильский стандарт, в других странах не встречающийся. Такая розетка имеет три круглых отверстия, расположенные треугольником (силовые контакты + заземляющий контакт), но несовместима с похожей на нее внешне розеткой типа D. К H-розетке также условно подходят многие двухштыревые вилки C-типа.

Тип I — встречается в Китае и Австралии. Три отверстия треугольником под плоские штыри вилки, но два силовых — под углом друг к другу, а не параллельно, как у типа A.

Тип L — итальянский стандарт. В розетке три отверстия для круглых штырей вилки, расположенных в ряд.

К слову, именно благодаря форме розетки (какой бы она ни была в любой из стран) засунуть в нее пальцы и получить удар током представляется практически невозможным. Конечно, сейчас в интернете есть куча экспериментов, в течение которых люди пытаются выяснить, что же действительно произойдет. Вывод один: пальцы в розетку у вас засунуть просто не получится (эксперименты проводили даже на более тонких куриных лапках), для реального удара током придется прикоснуться к оголенным проводам или воспользоваться не прямым контактом, а например, использовать тонкие металлические предметы типа гвоздей или шпилек. Но на всякий случай — даже пальцами ковырять розетку мы все равно не советуем!

Как же быть заядлым туристам?

Проблема использования электробытовых приборов в разных электросетях касается в первую очередь туристов, прибывших из другой страны. Этот вопрос имеет два варианта решения — с помощью переходников и с помощью преобразователей.

• Переходник — простое пассивное устройство, позволяющее вставить ваш электрогаджет в розетку другого стандарта, но с тем же напряжением. В переходнике нет электроники, он прост и дешев. Как правило, переходники для туристов универсальны и поддерживают несколько основных стандартов, позволяющих вставить вилку вашего электроприбора в большинство розеток мира. Важно учитывать, что технику на 220 с его помощью нельзя вставлять в розетку на 120 вольт — и наоборот!

• Преобразователь — устройство совсем иное. Оно реально конвертирует напряжение, делая из 120 вольт 220, а из 220 — 120. Эти устройства бывают понижающие (делают 120 из 220), повышающие (делают 220 из 120) или универсальные (переключаются вручную в режим повышения или понижения по необходимости). Туристические конвертеры — относительно компактные и легкие, но обычно ограничены по мощности нагрузки 200−300 ваттами. Они рассчитаны на подключение разного рода зарядников и мелкой бытовой техники. Через туристический преобразователь вы не включите электрочайник или микроволновку — мощности не хватит. Впрочем, существуют и крупные стационарные варианты для дома мощностью до нескольких киловатт. Но их используют в основном редкие любители специфического оборудования (как правило, аудио- и видео-), привезенного в индивидуальном порядке и неофициально из Японии и США.

Зачастую турист может обойтись переходником для розетки и спокойно использовать одно и то же устройство в сетях с напряжением как 220 вольт, так и 120 вольт. Дело в том, что современные импульсные блоки питания способны работать в очень широком диапазоне напряжений. Если вы посмотрите на зарядник для своего телефона, планшета или ноутбука, то наверняка вы увидите надпись input 100−240 volt. Это означает, что он будет работать в электросети любой страны мира без исключений.

Если же такой надписи на электроприборе нет, но есть упоминание о конкретной рекомендации (input 220−230 volt или input 100−120 volt), то напряжение в розетке, разумеется, должно строго соответствовать прибору во избежание выхода из строя или даже возгорания.

Обычно туристы все-таки не возят с собой весь спектр домашней бытовой техники. Как правило, большинству нужны лишь зарядные устройства для мобильных гаджетов, а они как раз работают в любых электросетях. Ограничения касаются в основном таких девайсов, как кипятильники, портативная медтехника для пожилых, устройства для мам и малышей вроде стерилизаторов или подогревателей. Вот с ними нужно быть внимательнее — они, конечно, могут быть мультистандартными в плане питающего напряжения, но чаще — одностандартные, и тогда неизбежно потребуется конвертер.

Розетки с дополнительными функциями

Классическая розетка, в разновидностях которых мы вроде бы разобрались, предназначена для включения в нее вилки электрического прибора. Однако потребительская индустрия серьезно расширила возможности розеток, предложив множество вспомогательных устройств. Все эти гаджеты зачастую называют для простоты умными розетками — но с уточнением нюансов.

• Розетки-таймеры позволяют управлять электроприборами без непосредственного участия человека, выстраивая программы и сценарии работы на несколько дней.

• Розетки с радиоуправлением с пульта-брелока позволяют включать и выключать бытовую технику удаленно, с расстояния в несколько десятков метров.

• Розетки с управлением через мобильный телефон с помощью отправки SMS-команд — это своего рода разновидность радиоуправляемых розеток, но без ограничений по дистанции.

• Наконец, самые настоящие умные розетки (или смарт-розетки) — самый модный на сегодняшний день класс гаджетов, отличающихся в первую очередь наличием Wi-Fi-модуля. Благодаря ему они могут не просто получать команды на включение и выключение удаленно и без ограничений по расстоянию, но и делать это по достаточно сложным сценариям — синхронизируясь с дополнительными датчиками системы умного дома, управляясь голосом через смарт-колонки и т. д.

Давайте рассмотрим каждый тип подробно.

Розетки-таймеры

Дальнейшим развитием обычных домашних розеток стали розетки-таймеры, позволяющие управлять многими бытовыми электроприборами по заранее выбранному расписанию или графику без человеческого контроля. Эти гаджеты имеют с одной стороны сетевую вилку («папа») и вставляются в обычную стенную розетку, а с другой — собственную розетку («мама») для подключения приборов, которыми и нужно циклично управлять. Эдакий компактный «посредник», выполняющий функцию включающей и выключающей кнопки.

Таймеры могут быть механическими и электронными. В первых установлен шестеренчатый часовой механизм, который вращается маломощным тихоходным моторчиком, играющим роль пружины в часах. Такие таймеры подходят для нечастого использования и имеют ограниченный несколькими днями максимальный рабочий цикл. Электронные отсчитывают время внутренними цифровыми часами и обычно бывают рассчитаны на более длительные периоды работы и более сложные сценарии планирования.

И механические, и электронные таймеры могут быть одноканальными и многоканальными. В последнем случае в общий корпус встроено несколько однотипных таймеров и соответствующих им розеток, чтобы можно было запрограммировать управление несколькими устройствами независимо друг от друга.

С помощью розеток-таймеров включают по нужному графику (выбирая нужное количество включений в день, время старта и время работы каждого цикла) освещение, обогреватели, водяные насосы, устройства полива растений и кормления животных, подъем оконных роллет, заряд аварийных аккумуляторов и многое другое, чем можно управлять без непосредственного участия человека.

Радиоуправляемые розетки

Выглядят они так же, как и розетки-таймеры, но управляются с радиобрелока с парой кнопок («включить» и «выключить»), идентичного брелокам от автосигнализаций. Частоты в радиоканале, к слову, используются обычно те же самые — около 433 мГц. Включаете в обычную настенную розетку радиоуправляемую, а уже в нее — ваш электроприбор, которым нужно управлять, и жмете на кнопку. Недостаток таких устройств — ограничение дальности действия брелока несколькими десятками метров. Но при понимании этой особенности они могут серьезно облегчить жизнь. С радиорозеткой легко реализовать управление приводом ворот в коттедже или прожектором на дачном дворе, отключение охранной сирены на открывание гаражных ворот и т. п.

Продаются радиоуправляемые розетки как поодиночке (одна розетка + один пульт), так и комплектами, состоящими из нескольких розеток и общего пульта с несколькими кнопками, способного управлять любой розеткой независимо от других. С появлением умных розеток, работающих через Wi-Fi с приложения на смартфоне, популярность радиоуправляемых разновидностей несколько снизилась, но недооценивать их не стоит — для многих задач они по-прежнему удобны. И при этом совершенно автономны — не зависят ни от доступности подключения к интернету, ни от суммы на счету сим-карты.

GSM-розетки

GSM-розетка управляется СМС-командами с любого телефона — как со смартфона, так и с простейшего кнопочного. Внутри розетки находится GSM-модуль (по сути мобильный телефон без клавиатуры и дисплея) и слот для сим-карты. Вставляете сим-карту, привязываете ее определенными СМС-командами к номеру вашего телефона, чтобы ограничить число имеющих право подавать команды (обычно доступно добавление в память нескольких телефонов), вносите номер симки в телефонную книгу — и устройство готово к работе. Преимущество — возможность включать любой электроприбор, присоединенный к розетке, из любого места, хоть из-за границы. Недостаток — необходимость пополнять баланс сим-карты розетки и более высокая цена, чем у аналога с радиобрелоком.

К слову, многие GSM-розетки умеют не только элементарно включать и выключать нагрузку СМС-командами с телефона. У продвинутых моделей имеется немало дополнительных интересных функций. Во-первых, это встроенный датчик температуры. Он очень полезен для одной из самых популярных задач для GSM-розетки — управления обогревателем на загородной даче, который включают удаленно за несколько часов до приезда. С помощью датчика температуры можно настраивать автоматическое отключение нагрузки после достижения определенных градусов в помещении и (при необходимости) автоматическое включение заново, если температура снизится. С телефона вы активировали обогреватель, а далее розетка сама им управляет, присылая вам СМС каждый раз, когда включается и выключается, да еще и со значением температуры!

Еще одна полезная функция — это работа по расписанию. GSM-розетка берет на себя функцию розетки-таймера в полной мере, но еще и с возможностью в любой момент включить или отключить электроприбор вручную командой с телефона удаленно, с любого расстояния. Также розетка отправит владельцу сообщения о пропавшем питании в электросети (за счет небольшого встроенного аккумулятора) и о слабом уровне сигнала сотовой сети, что важно при выборе места установки в не самых удачных условиях — вроде нижнего или цокольного этажа загородного дома.

Умные розетки

Почти все вышеперечисленные типы розеток теперь вытеснены умными розетками. Их возможности впечатляют неофитов, а доступная цена позволяет евангелистам IT-будущего называть такие розетки буквально символом эволюции.

Как правило, умная розетка управляется удаленно через интернет. Внутри розетки имеется Wi-Fi-модуль, с помощью которого она подключается к ближайшей точке доступа — обычно к вашему домашнему роутеру. После чего вы откуда угодно и без ограничения по расстоянию можете подавать ей команды на включение или выключение вставленного в нее электроприбора со смартфона, на который установлено фирменное мобильное приложение от создателя розетки.

Преимущество интернет-розетки перед GSM-версией — в отсутствии необходимости держать в розетке сим-карту, контролировать и оплачивать ее счет, а также в более гибком использовании и наглядном контроле состояния.

Помимо основного функционала (включить и выключить бытовую технику удаленно), смарт-розетки, как правило, имеют широкий набор дополнительных функций:

• работа совместно с комплексом «умный дом»;

• включение/выключение по голосовым командам через голосовых помощников— Алису, Марусю, Алексу и т. п., имеющихся в колонках и смарт-станциях (тот же принцип включения розетки через Wi-Fi, но не напрямую от роутера, а от промежуточного устройства);

• работа по запрограммированному графику (функция таймера с длительным расписанием);

• встроенный Bluetooth-модуль для управления в ближней зоне без интернета;

• работа по встроенному датчику температуры (например, вы удаленно включили обогреватель, а поддерживает выбранную температуру он уже автономно, с помощью датчика смарт-розетки);

• работа совместно с внешними совместимыми датчиками (например, протечки воды, влажности, света, открытия двери и т. п.) в сети умного дома по встроенному в розетку радиоинтерфейсу (радиоканалу 433 мГц, ZigBee и т. п.): например, если вы удаленно включили через смарт-розетку осушитель воздуха, то отключить его она может самостоятельно — по сигналу от внешнего датчика влажности;

• оповещение в приложении на смартфоне владельца о выключении электроприбора по какой-либо внешней причине (неисправность или завершение цикла работы) через контроль потребляемого тока: например, можно узнать, что вышел из строя тэн в обогревателе или что стиральная машинка закончила стирку;

• вычисление затраченных во время работы электроприборов киловатт-часов.

Разумеется, наличие дополнительных функций зависит от конкретной модели розетки. При этом способы применения смарт-розеток зависят исключительно от вашей фантазии. Можно удаленно включать тепловые конвекторы, освещение, разного рода вспомогательную технику вроде обогрева кровли и водостоков. Встречаются и довольно неожиданные сценарии — например, включение через умную розетку микроволновой печи, чтобы она не звякнула сигнализатором окончания разогрева, который громко слышно ночью! Если запитать печь через смарт-розетку, то за некоторое время до завершения работы штатного таймера микроволновки можно обесточить ее со смартфона, избежав звукового сигнала. Это может показаться, с одной стороны, глупостью, а с другой стороны — это инженерное мышление в мелочах, которому помогают современные технологии.

Лайфхаки в использовании смарт-розеток

Может возникнуть ситуация, когда вам нужно срочно отправить команду на смарт-розетку, а смартфона с приложением под рукой нет. Он забыт, потерян, разряжен, разбит… Как быть в этой ситуации? На такой случай можно при выборе розетки поискать вариант с веб-интерфейсом. Такой розеткой можно управлять не только со смартфона с приложением, но и с любого компьютера, ноутбука, планшета или другого девайса просто через браузер!

Работоспособность смарт-розетки жестко зависима от подключения к интернету. Как правило, источником интернета для нее является домашний роутер. Но роутерам свойственно иногда зависать — от внутренних ошибок до перегрева при круглосуточной работе. Восстановить удаленный контроль и управление электроприборами с помощью смарт-розетки можно только через перезагрузку роутера. Чтобы в ответственных сценариях исключить такую проблему, можно запитать роутер через простейшую розетку-таймер, выставив в ней кратковременные отключения энергии для превентивной автоматической перезагрузки с нужным интервалом. Другой вариант — GSM-розетка для ручной перезагрузки роутера уже по факту проблемы.

Почти все умные розетки коммутируют нагрузку встроенным реле с предельным током 16 ампер, что составляет приблизительно 3,6 киловатта. С нагрузкой, близкой к максимуму, и при интенсивном использовании срок работы реле не так уж велик. Поэтому если вам нужно постоянно включать через смарт-розетку мощные приборы вроде обогревателей, теплого пола или насосов водоснабжения в загородном доме, то розетку желательно усилить. Для этого приобретается внешнее мощное реле, которое можно найти в любом магазине товаров для электромонтажа под названием «магнитный пускатель» или «контактор». Смарт-розетка подает питание на пускатель, а он своими силовыми контактами уже включает мощную нагрузку, которой нужно управлять дистанционно.