Резистор нагрузочный своими руками – Самодельная резистивная USB нагрузка из мощных 25Вт резисторов

Самодельная резистивная USB нагрузка из мощных 25Вт резисторов

Всех приветствую, кто заглянул на огонек. Речь в обзоре пойдет, как вы наверно уже догадались, о том, как сделать простую резистивную USB нагрузку для длительного тестирования емкости повербанков (ПБ), анализа качества кабелей и сетевых адаптеров. Это одна из нескольких возможных статей о самостоятельном изготовлении резистивной нагрузки (на балластных резисторах), при удачном раскладе возможно руки дойдут и до электронной нагрузки, с регулировкой и стабилизацией тока. Данная нагрузка служит уже достаточно давно и постоянно мелькает в моих обзорах, поэтому если заинтересовало, прошу под кат.

В последнее время, такая самоделка уже не очень актуальна, т.к. появились бюджетные электронные нагрузки, поэтому имеет смысл доплатить и купить готовую. Я же покупал еще по старому курсу, да и электронных нагрузок особо не было. Поэтому, если нужна именно резистивная, то приступим…

Возможные пути приобретения/изготовления резистивной нагрузки:

1) купить готовую плату-нагрузку с резисторами:

Плюсы:
+ готовое работающее устройство (минимум телодвижений)
+ не нужны штекеры и провода (минимум потерь)
+ переключатель на 1А/2А (индикация)
+ небольшие размеры
+ небольшая стоимость

Минусы:
— очень сильно нагревается (около 180°С при токе 1А и около 230°С при токе 2А) и начинает жутко вонять (судя по отзывам, сам такой не имею)
— не имеет корпуса, токоведущие/нагревающиеся части открыты (можно обжечься/прожечь что-нибудь, закоротить)
— сложно прикрепить радиатор

Так как изготовление хорошего нагрузочного модуля отнимает силы и время, то можно воспользоваться данной приблудой, но оставлять без присмотра не стоит

2) найти в закромах мощные резисторы (советские ПЭВ, ППБ и подобные), рассеиваемая им мощность для продолжительной работы должна быть не менее 10 Вт

Плюсы:
+ меньший, но все равно достаточно высокий нагрев
+ не нужно покупать/средняя стоимость (наличие дома/покупка в магазе)
+ регулировка сопротивления, т.е. можно плавно изменять ток в широких пределах (только некоторые резюки, либо небольшая доработка)

Минусы:
— нужно припаивать штекер и провода
— большие размеры
— невозможность крепления радиатора (на большинстве)
— нет переключателя (можно переделать, нужен второй резистор)
— не имеет корпуса, токоведущие/нагревающиеся части также открыты (можно обжечься/прожечь что-нибудь)

Я не имею таких резисторов в наличие, поэтому выбор за вами.

3) покупка резисторов 25-100 Вт в металлическом корпусе для отвода тепла и сборка своего модуля с кожухом

Плюсы:
+ средний нагрев (могут без опаски работать без доп. радиаторов)
+ средняя стоимость
+ возможность крепления дополнительного радиатора

Минусы:
— нужно припаивать штекер и провода
— большие размеры
— нет переключателя (можно переделать, нужен второй резистор)

При этом они могут работать и без дополнительного охлаждения, но при этом неплохо греются, в пределах нормы, конечно. Я включал 25W резюки на полную разрядку моего ПБ — выдержали, но сильно грелись. Я рекомендую купить 100W резисторы, тогда дополнительный радиатор может совсем не пригодиться.

Итак, если решили собрать самодельный стенд из похожих резисторов, то приступим. Необходимые компоненты:
1) два резистора 25-100W по 4,7 Ом каждый. Как на зло, цены поднялись и многих номиналов уже не стало в продаже. Но наебайке есть 25W, 100W. Ищем по «Power resistor».

2) выключатель, я покупал тут

3) разборный USB штекер «папа», к примеру тут или тут

4) небольшой кусок медного многожильного провода большого сечения, к примеру, акустический провод

5) небольшой алюминиевый радиатор (по желанию)
6) пластиковая коробка

Номиналы резисторов рассчитываются по знакомой всем формуле закона Ома — I=U/R или R=U/I, где R – сопротивление (Ом), I –ток (А) и U – напряжение (V). К примеру, нам нужен ток 2А, поэтому для нагрузки 5V адаптеров нам нужен резюк 2,5Ома, т.к. 5/2=2,5 Ом. Для 1А рассчитываем аналогично — 5/1=5 Ом. Так как большинство адаптеров/БП снижают напряжение под нагрузкой, то необходимо делать поправку на это и считать в среднем от 4,8V. Тогда на ток 2А нужен будет резюк R= U/I=4,8V/2А=2,4Ома, а для 1А — R= U/I=4,8V/1А=4,8Ома. Также нужно помнить, что соединительные провода, выключатель и USB штекер также имеют некоторое сопротивление. Напомню одну хитрость, что при последовательном соединении резисторов общее сопротивление складывается, а при параллельном – будет чуть меньше самого маленького резистора. Общее сопротивление нескольких резисторов можно посчитать здесь.

Чтобы не искать подходящие номиналы и не мудрить со схемой, я рекомендую сделать по моему варианту, правда с другими номиналами – 2 резистора по 4,7 Ом и небольшой выключатель. Для 1А будет задействован один резистор, для 2А – два в параллель. При этом, если мощность резистора или сопротивление не подходят, можете группировать несколько по указанным выше формулам.
В своем нагрузочном модуле я использовал 2 резистора: 5,1Ом и 6Ом, т.к. я их выиграл на аукционе наEbay’ки за копейки, на другие номиналы тогда аукционов не было. При соединении параллельно, я получаю 2,7Ома для тока в 2А (в действительности 1,75А), а для тока в 1А (0,95А)задействую 1 резюк на 5,1 Ом. Они чуток не подходят, идеальный вариант был бы при использовании двух резюков по 4,7Ома, но таких лотов на аукционе не было.

Непосредственная сборка:

До этого пользовался вот таким простеньким модулем, он годился даже для длительных нагрузок, хотя при длительной работе он сильно нагревался, но не вонял и не перегорал (доставать, правда, его не удобно, можно было обжечься). Как только приехал второй резюк на 6 Ом, начал собирать стенд.

Вот размеры типичных 25W резисторов в алюминиевом корпусе:

Обратная сторона неровная и покрыта лаком, к тому же проушины для крепления имеют заусенцы, поэтому резисторы могут неплотно прилегать к радиатору, я рекомендую пройтись нулевой наждачкой:

Сам радиатор я взял из старых запасов. Это распиленный пополам радиатор от бюджетных кулеров GlacialTech для процессоров на Socket A. В сервис центрах по ремонту компьютеров и бытовой техники за 50-100р вам отдадут целую пачку, на любой вкус и цвет. Можно использовать цельный радиатор, температура нагрева будет еще меньше. Мой нагрузочный стенд на 2А (точнее 1,75А) выше 70гр не нагревается. К тому же, к цельному радиатору можно приспособить небольшой вентилятор, тогда можно гонять модуль на высоких токах. При использовании 100Вт резисторов радиатор может вообще не понадобиться. Вот тот самый радиатор:

Подошва у радиатора неровная, лучше отшлифовать. Можно оставить и так, теплообмен будет чуть похуже.

Размеры моего радиатора:

Вот что нам понадобится для изготовления модуля (наждачная бумага/шкурка на 1000/2000, стекло, в качестве идеально ровной поверхности, дрель, сверла, метчики для нарезки резьбы и машинное масло):

Идеально полировать с пастой ГОИ не имеет особого смысла, хватит и 2000 наждачки. Затем сверлим отверстия и метчиком нарезаем резьбу (как это делать рассказывать не буду, см. в интернете). Если нет подходящего инструмента, то используйте термоклей/термоскотч/термопрокладки (ссылки внизу), сверлить ничего не придется. От себя добавлю, чтобы не сломать инструмент, капайте масло и через два полных оборота метчика, делайте пол оборота назад. Так вы 100% не сломаете метчик. По возможности пройдите чистовым метчиком (смотрите по количеству рисок на нем). Получается в итоге что-то вроде этого:

В качестве кожуха я использовал защитный экран от старого холодильника. Можно использовать что угодно: от органики до любых пластиковых штуковин. Оргстекло небольшой толщины легко гнется при нагреве, я как-то гнул его над жалом мощного паяльника, только потом края придется немного подровнять. В общем, используем все, что есть под рукой.

Перед окончательной сборкой пройдитесь по отверстиям сверлом большего диаметра, чтобы убрать заусенцы, иначе резюки плотно прилегать не будут (раззенковать):

Далее намазываем тонкий слой термопасты на резисторы, можно просто выдавить каплю пасты, при затяжке она сама расползется. Я использовал российскую «народную» термопасту КПТ-8 (покупается в магазинах электрики):

У нее средняя эффективность, со временем она подсыхает, но зато стоит копейки и продается в любых магазинах радиоэлектроники, для нашего модуля сгодится.

Прикручиваем винты и загибаем вывода резисторов (можно до крепежа):

Как видите, излишки термопасты вылезли наружу, они мешать не будут:

Берем штекер USB «папа», желательно с позолоченными контактами (см. предыдущие пункты) и акустический провод с медными (не омедненными!) жилами толстого сечения. Для защиты от термического и механического воздействия я натянул термоусадку. Так как провод толстый, ножиком раздраконьте выходное отверстие:

Берем выключатель, он будет вкл/выкл режим «2А». Подойдет любой силовой. Я использовал простенький KCD11, рассчитанный на 220V и 3А. В качестве окантовки использовал старый кабель-канал, немного срезав края. В одном из них вырезаем окошко под выключатель. Затем припаиваем выключатель к выводам резисторов:

Сам провод припаиваем к резистору, который будет работать на 1А «по умолчанию». В моем случае это резистор 5,1 Ома. Если вы используете два одинаковых резюка по 4,7Ом, то припаиваем к любому:

Одна сторона выводов будет соединена через выключатель, т.е. в положении «выкл» ток – 1А, в положении «вкл» — 2А, т.к. включается второй резюк в параллель.
Получается вот такая простая схема:

Далее прикручиваем кожух:


Ставим верхнюю планку из того же кабель-канала или чего-нибудь похожего на место проема. Получается довольно неплохо:

Ну и подклеиваем режимы работы, бумага и скотч в помощь:


В итоге при хорошем адаптере имеем следующее (0,95А и 1,75А):

Температура радиатора при токе 2А (1,75А) ни разу не поднималась выше 70°С, при 0,95А в районе 60°С:

Итого: устройство работает, сильно не нагревается, не воняет, свои функции выполняет на 100%. Да, с номиналами чуток не повезло, но ничего страшного. Все мои обзоры ПБ протестированы именно с этой нагрузкой, при желании можно расширить диапазон токов, к примеру, на 0,5А/1А/1,5А/2А/2,5А…

Кисулька:

Кому интересно, еще обзоры:

mysku.ru

Нагрузочная вилка для проверки аккумуляторов своими руками

Всем привет, на днях я приобрел автомобильный аккумулятор и чтобы проверять его на работоспособность, решил собрать нагрузочную вилку, такая штука здорово выручит и при выборе АКБ в следующий раз.

Пассивная токовая нагрузка при подключении к аккумулятору позволит, во-первых измерить напряжение на аккумуляторе, а  во вторых нагрузить аккумулятор током около 100 ампер, если аккумулятор отдаст такие токи на протяжении 4-5 секунд без значительных просадок напряжения, значит в нём ещё остался порох. Эти штуки часто применяются для теста аккумуляторов в сервисах по продаже и обслуживанию автомобильных аккумуляторных батарей.

Наша нагрузочная вилка ничем не уступает промышленным образцам, принцип работы нагрузочной вилки тот же, метод реализации также не отличается.

Конструкция вилки проста до безобразия в её состав входит мощная пассивная нагрузка в виде толстой проволоки,  рассчитанной таким образом, чтобы нагрузить аккумулятор током около 100 ампер и цифровой вольтметр, который позволит проверить уровень заряда батареи до и во
время теста.

Найти нужную нагрузку, которая потерпит токи в 100 ампер очень трудно, поэтому пришлось немножко подумать чтобы найти самое оптимальное решение с использованием доступных материалов, чтобы проект мог повторить любой желающий.

И тут под руки попался нагревательный элемент от мощной плиты на два с лишним киловатта, провод скорее всего нихром. Очень желательно, чтоб нагревательный элемент был новым, так как нам придётся его выпрямить, а старая отработавшая проволока будет периодически ломаться при деформациях.

Для начала экспериментальным образом выяснил, что этот провод спокойно терпит токи в 7 — 10 ампер, нагревается естественно и даже слегка краснеет, что полностью нормально, следовательно мы можем сказать, что 10 таких проводов параллельно, могут спокойно пропускать токи в 100 ампер.

Основа положена, теперь перейдём к теории, нам всего лишь нужны две формулы закон дедушки Ома, чтобы выявить нужное сопротивление нагрузки для наших целей и формула расчета параллельного соединения резисторов.Но с учётом того, что все 10 резисторов у нас имеют одинаковое сопротивление, полученное исходя из закона ома значение, просто нужно умножить на 10.

Сначала нам нужно понять, какое сопротивление должна иметь нагрузка, чтобы при питающем напряжении 12 вольт ток в цепи был бы в районе 100 ампер.

Вот формула которая нам нужна.

Исходя из формулы становится ясно, что сопротивление нагрузки должно быть в районе 0,12 Ом, естественно по мере
разогрева сопротивление будет расти, а ток падать, но в нашем случае это не столь важно.

Итак, мы планировали использовать 10 параллельных проводов для нагрузки и знаем сопротивление, которое нам нужно для того, чтобы получить таки в 100 ампер.

Умножив полученное значение на 10 становится ясно, что сопротивление каждой из проволок должно быть около 1,2 Ом.

С теорией покончено, теперь перейдём к практической части.

Берём мультиметр, который способен корректно измерять низкоомные резисторы и экспериментально подбираем длину проводника, так чтобы сопротивление в этом участке было около 1,2 Ома, отмеряем длину полученного участка + запас два сантиметра.

Далее отрезаем проволоку и так 10 раз.

Когда отмеряем 10 проводков, затем их нужно будет скрутить вместе, для этой цели я воспользовался шуруповёртом, зажал их и прокрутил.

Далее на провод надеваем керамические изоляторы для предотвращения замыканий между определенными участками этого же провода.

Корпусом послужил отрезок профиля, не забываем о вентиляционных отверстиях.

Ну а теперь сам процесс сборки и монтажа…

Надеюсь всё будет понятно из фоток…

корпус делаем из алюминиевого строительного профиля

припаиваем колодку для соединения медного наконечника и проводов — ниже будет понятней…

небольшой кусок текстолита для соединения провода и нагревательной скрутки.

тоже припаиваем колодку к текстолиту, который сперва весь пропаяли оловом

затем обернули это всё в тепло или термо скотч ( не помню точно как называется) и приклеили к профилю на клей.

затем взял три мощных провода, так как одного толстого кабеля не нашёл у себя, спаял их вместе.

припаял один конец к щупу

затем взял от паяльника небольшого наконечник.

с одного края вставил наконечник с другого закрутил нагревательную скрутку или наше собранное сопротивление-нагрузку.

Далее собираем ручку для прибора, тоже из профиля только немного меньшего сечения.

кнопка для включения вольтметра

скручиваем ручку и вставляем кнопку.

прикручиваем ручку к прибору саморезами и практически всё готово… а да забыл про вольтметр.

вырезаем под него окошечко и ставим на герметик.

После полной сборки на прибор приклеиваем табличку напряжений.

Порядок проведения тестов следующий.

В самом начале замеряем напряжение на аккумуляторе, далее один из токо-съёмных контактов, по схеме это контакт-1 подключается к плюсу аккумулятора, к массе аккумулятора подключается контакт-3 и вольтметр на данный момент отобразит действующее напряжение на аккумуляторе без нагрузки.

Далее убираем контакт-3. замыкаем тумблер «sa1» и подключаем контакт-2 к массе аккумулятора и наблюдаем за показаниями вольтметра.Сейчас наша самодельная нагрузка пожирает 100 ампер тока от аккумулятора, тест длится 5 секунд. За это время внимательно следим за показаниями вольтметра, после отключения нагрузки исходя из таблицы можно сделать вывод. Одним словом сперва мы проверили напряжение на батарее без нагрузки, а затем с нагрузкой, если аккумулятор разряжается слишком быстро, при том изначально он был полностью заряжен, то скорее всего пластины покрыты сульфатной плёнкой из-за чего аккумулятор потерял ёмкость.Либо имеется проблема с одной или несколькими банками, например обрыв или осыпание пластин.
И ещё раз повторюсь этот тест нужно делать кратковременно не более 5 секунд, сама нагрузка будет при этом нагреваться это нужно учитывать.

Друзья надеюсь эта самоделка позволит вам избежать от покупки плохих аккумуляторов, ну и проверить старый при
необходимости.

Автор; АКА Касьян

xn--100—j4dau4ec0ao.xn--p1ai

LCD USB Тестер + Нагрузка 1-2А

По рекомендациям здешних пользователей, прикупил данное устройство на опыты 🙂
Устройство ранее уже было описано и испытано, это лишь дополнение…

Заказал сразу комплект с нагрузочным модулем.
Прислали как обычно — в пакетике





Модель: KCX-017
Собран тестер аккуратно, на экране защитная плёнка.
Длина USB кабеля 15см.
На экранчике одновременно отображаются: напряжение (V), ток (A), проходящая энергия электрического заряда (mAh), номер ячейки памяти (0-9).
Подробно устройство уже было неоднократно описано, поэтому постараюсь писать только дополнительную информацию.
Корпус скрепяется на 4-х защёлках и разбирается просто.









Качество монтажа — нормальное, флюс не отмыт.
Плата измерителя содержит следующие компоненты:
— Инверсный LCD дисплей с задней белой подсветкой
— LCD контроллер HT1621B
www.holtek.com.tw/pdf/consumer/ht1621v310.pdf
— PIC контроллер PIC16F1933-I/SS
ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/41575C.pdf
— Операционный усилитель LM358 (Ku=21)
www.ti.com/lit/ds/symlink/lm358.pdf
— Стабилизатор напряжения 3V
— Управляющая микрокнопка
— Токовый шунт 0,025 Ом
— Делитель напряжения (K=7,66)
— Разъёмы и кабель подключения

Сама схема питается до измерителя тока, напряжение также контролируется до него.
Собственное потребление тока 6,6мА (33мВт)
Срисованная с платы схема LCD USB тестера

Для упрощения схемотехники, измерительнвй шунт поставили в цепи общего провода.
Операционный усилитель усиливает небольшое падение напряжения на токовом шунте 0,025 Ом для повышения точности преобразования встроенного АЦП.
Провод подключения очень тонкий (на вид 28AWG) и вызывает дополнительное падение напряжения при значительной нагрузке. Полное проходное сопротивление LCD USB тестера 0,115Ом, т.е при токе 2А на выходе напряжение будет примерно на 0,25В меньше, чем на входе 🙁

Индикатор немного занижает отображаемое напряжение (на 2%) и ток (на 3%).
Зависимость Реальное напряжение — Отображаемое напряжение:
2,60 – индикатор не светиться
2,70 – 2,64
2,80 – 2,76
3,00 – 2,95
3,50 – 3,44
4,00 – 3,94
4,50 – 4,44
5,00 – 4,93
5,50 – 5,43
6,00 – 5,91
7,00 – 6,90
8,00 – 7,88
9,00 – 8,86
10,00 – 9,85

Способность прибора проводить измерения с приемлемой точностью в широком диапазоне напряжений (от 2,70В до10,0В) и токов (от 0,05А до 3,50А) позволяет измерять параметры не только USB, но и напрямую параметры литиевых аккумуляторов.
Измеритель тока имеет зону нечувствительности 50мА, т.е. ток менее этого значения будет отображаться как нулевой.
При напряжении менее 4,6В и более 5,35В, подсветка индикатора начинает моргать, показывая недопустимое значение напряжения на входе.
Предельный измеряемый ток — 3,67А, далее показания не увеличиваются, т.к. операционный усилитель входит в насыщение по выходу. При уменьшении питающего напряжения, граница измерения предельного тока снижается.
Предельное измеряемое напряжение 9,99В, при дальнейшем повышении напряжения, индикатор теряет значение десятка вольт, но остальные значения отображаются верно — проверял вплоть до 12В.
Интерфейсные проводники D+ D- проходят через тестер транзитом.
Также следует иметь в виду, что измеряется именно мАч без учёта значения напряжения. Т.е. показания индикатора I(мА)*T(ч), есть ток — есть и увеличение накопленных показаний мАч.
Очень большим плюсом тестера является запоминание накопленных значений в памяти при отключении питания устройства. Это происходит с периодичностью около 10мАч — накопленные значения запоминаются в памяти.

Нагрузочный модуль имеет такую нехитрую схему.

В режиме нагрузки 1А, горит зелёный индикатор.
В режиме нагрузки 2А, горит красный индикатор.
Есть неприятная особенность — очень сильный нагрев резисторов, поэтому располагайте нагрузочный модуль так, чтобы он не касался горючих веществ и пластиков.
Также незьзя трогать резисторы работающего модуля руками — мигом обожгётесь.
В режиме 1А измеренный максимальный нагрев резисторов 183ºС.
В режиме 2А измеренный максимальный нагрев резисторов 235ºС. В этом режиме от платы довольно сильно пахнет палёным — обгорает эмаль резисторов и сама перегретая плата.
Сопротивление нагрузки при температуре 20ºС: 5,141Ом/2,587Ом и соответственно расчётный ток при напряжении 5В — 0,972А/1,932А


Сопротивление нагрузки при температуре около 180ºС: 5,119Ом/2,576Ом и соответственно расчётный ток при напряжении 5В — 0,977А/1,941А


С нагревов сопротивление нагрузки уменьшается всего на 0,5%, поэтому изменение тока можно не учитывать.
Примечательно, что сопротивление резисторов с нагревом не увеличивается — это означает, что материал проволоки резисторов термокомпенсированный (скорее всего константан или манганин).
Для снижения нагрева платы, приклеил теплопроводным клеем парочку радиаторов на плату



Температура платы значительно снизилась, вонять нагрузка стала меньше, вынимать нагретую плату стало безопасней.

Итоговые выводы: оба устройства годные, но имеющие особенности и незначительные недостатки, описанные выше.

mysku.ru

Простая электронная нагрузка для начинающих

РадиоКот >Схемы >Аналоговые схемы >Измерения >

Простая электронная нагрузка для начинающих

Начну с цитаты: «Обычно при изготовлении (как впрочем и при ремонте) блоков питания или преобразователей напряжения требуется проверить их работоспособность под нагрузкой. И тут начинаются поиски. В ход идёт всё, что есть под рукой: различные лампочки накаливания, старые электронные лампы, мощные резисторы и тому подобное. Подбирать нужную нагрузку таким образом — это невероятно затратное (как по времени, так и по нервам) занятие. (Лучше и не скажешь! Сам сталкивался с такой проблемой.) Вместо этого очень удобно пользоваться электронной регулируемой нагрузкой. Нет, нет, не надо ничего покупать. Сделать такую нагрузку сможет даже школьник. Всё, что нужно, — это мощный полевик, операционный усилитель, несколько резисторов и радиатор побольше. Схема — более чем простая и, тем не менее, отлично работает.» — https://radiohlam.ru/raznoe/nagruzka.htm

Эта статья является предисловием к более сложному устройству и предназначена для тех, кто постоянно тасует мощные резисторы и лампочки, используемые как нагрузка, а знаниями (опытом, решимостью) для сборки сложных схем еще не обладает.

Начиналось все с вышеуказаной статьи и вот такой схемы с расчетами (за описанием отсылаю к первоисточнику):

На основе этой схемы собрано устройство, практически идентичное авторскому, которое верой и правдой служило пару лет при напряжения на нем до 20-25В. Видно, что низкоомный резистор Rti собран аж из четырех! подручных.

К сожалению, при тестировании очередного блока и подаче с него напряжения более 30В нагрузка сгорела — пробился полевик, скорее всего из-за превышения напряжения затвор-сток. Кроме того, ток в этой схеме очень сильно зависит от поданого напряжения. Поэтому схема была немного доработана — добавлены стабилизаторы напряжения питания ОУ, опорного напряжения и индикатор высокого опасного (для схемы) напряжения.

Описывать здесь особо нечего. На стабилитроне VD2 собран источник опорного напряжения, который вполне сносно (достаточно для таких задач) работает при напряжениях от 7 до 30В. При напряжении менее 5В не выходит на режим стабилитрон VD2 и вследствие уменьшения напряжения на нем, а также недостаточного напряжения на выходе U1 максимальный ток, устанавливаемый нагрузкой снижается.

Операционный усилитель U1, транзистор Q1 и резисторы R6, R7 образуют источник стабильного тока, значение которого регулируется изменением напряжения, подаваемого с резистора R3.

Вспомогательными элементами схемы являются:

• диод VD1 защищающий схему от неправильной подачи питания;
• интегральный стабилизатор U2, ограничивающий напряжение питания микросхемы, вентилятора и напряжение на затворе полевого транзистора;
• светодиод HL1, индицирующий подачу питания;
• светодиод HL2, индицирующий опасно высокое входное напряжение.

Конечно, при входном напряжении менее 13В на выходе интегрального стабилизатора напряжение также будет снижено, но существенного вляиния на работу схемы это не оказывает.

Плата и расположение деталей (вид со стороны деталей, одна перемычка голубого цвета):

Рисунок платы — в прилагаемом файле, зеркалить не нужно.

Устройство собрано из того, что было под рукой вперемешку от блоков питания, мониторов и даже старых советских радиодеталей. Полевой транзистор практически любой такой структуры с током более 5А и напряжением более 30В, например IRFZ34, 44 и аналогичные — что есть под рукой. Диодная сборка — от блока питания AT(X). Радиатор и вентилятор — от процессора (побольше). Для подачи напряжения имеет разъемы — стандартный Molex от винчестера (папа) и два винтовых.

Минимальный ток определяется током вентилятора. Нагрузка достаточно уверенно держит 12В/4А т.е. рассеиваемую мощность около 50Вт. в течении 10 мин. После этого по запаху чувствуется, что не хватает охлаждения. При больших напряжениях желательно не устанавливать большие токи, чтобы не превышать эту мощность и не допустить перегрева транзистора, или применить больший радиатор и вентилятор.

Таким образом, получилось простое устройство, собираемое из «хлама», не требующее отдельного источника питания, не содержащее в себе импульсных преобразователей и в 95% случаем обеспечивающее потребности радиолюбителя при проверке и регулировке блоков питания.

А об аналогчной нагрузке с модульной структурой и расширеной функциональностью я расскажу в следующий раз.

 

Файлы:
Схема и плата в формате OrCAD 9
Рисунок дорожек для ЛУТ

Все вопросы в Форум.

---

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?

www.radiokot.ru

Самодельная резистивная USB нагрузка из мощных 25Вт резисторов

Всех приветствую, кто заглянул на огонек. Речь в обзоре пойдет, как вы наверно уже догадались, о том, как сделать простую резистивную USB нагрузку для длительного тестирования емкости повербанков (ПБ), анализа качества кабелей и сетевых адаптеров. Это одна из нескольких возможных статей о самостоятельном изготовлении резистивной нагрузки (на балластных резисторах), при удачном раскладе возможно руки дойдут и до электронной нагрузки, с регулировкой и стабилизацией тока. Данная нагрузка служит уже достаточно давно и постоянно мелькает в моих обзорах, поэтому если заинтересовало, прошу под кат.

В последнее время, такая самоделка уже не очень актуальна, т.к. появились бюджетные электронные нагрузки, поэтому имеет смысл доплатить и купить готовую. Я же покупал еще по старому курсу, да и электронных нагрузок особо не было. Поэтому, если нужна именно резистивная, то приступим…

Возможные пути приобретения/изготовления резистивной нагрузки:
1) купить готовую плату-нагрузку с резисторами:

Плюсы:
+ готовое работающее устройство (минимум телодвижений)
+ не нужны штекеры и провода (минимум потерь)
+ переключатель на 1А/2А (индикация)
+ небольшие размеры
+ небольшая стоимость

Минусы:
— очень сильно нагревается (около 180°С при токе 1А и около 230°С при токе 2А) и начинает жутко вонять (судя по отзывам, сам такой не имею)
— не имеет корпуса, токоведущие/нагревающиеся части открыты (можно обжечься/прожечь что-нибудь, закоротить)
— сложно прикрепить радиатор

Так как изготовление хорошего нагрузочного модуля отнимает силы и время, то можно воспользоваться данной приблудой, но оставлять без присмотра не стоит

2) найти в закромах мощные резисторы (советские ПЭВ, ППБ и подобные), рассеиваемая им мощность для продолжительной работы должна быть не менее 10 Вт

Плюсы:
+ меньший, но все равно достаточно высокий нагрев
+ не нужно покупать/средняя стоимость (наличие дома/покупка в магазе)
+ регулировка сопротивления, т.е. можно плавно изменять ток в широких пределах (только некоторые резюки, либо небольшая доработка)

Минусы:
— нужно припаивать штекер и провода
— большие размеры
— невозможно

mysku.me

Нагрузочная вилка своими руками для автомобильного аккумулятора

Данная самодельная конструкция для проверки автомобильных аккумуляторов обладает неплохой точностью за счёт использования расширенной шкалы. Встроенное нагрузочное сопротивление дает возможность измерять напряжение как под нагрузкой, так и в режиме нагрузочной вилки. Устройство имеет суженный диапазон 0 — 10 В на четверть шкалы, а остальную часть занимает диапазон 10-15 вольт, что значительно снижает погрешность измерений. Автомобильную аккумуляторную батарею считают полностью заряженной при напряжении 14 В и полностью разряженной при 11 В. Для возможности измерения значений отдельных банок АКБ используется трехвольтовая шкала и другой вывод измерительного приспособления. Расширенная шкала на 15 вольт получается благодаря падению напряжения на стабилитроне и диоде. Если уровень напряжения выше, чем уровень открывания стабилитрона, ток через устройство возрастает. Диод выполняет еще и защитную функцию, в случае подачи напряжения ошибочной полярности.

От номинала сопротивления R4 зависит ширина узкого диапазона шкалы. Сопротивление R1 подает на стабилитрон требуемый ток стабилизации. Номиналы резисторов R2 и R3 подобраны с учетом головки микроамперметра М4256 и током полного отклонения 50 мкА. Сопротивление R5 является нагрузочным большой мощности для проверки АКБ под нагрузкой включается тумблером SB1 на соответствующий ток, о чем сигнализирует лампа. Ток нагрузки зависит от величины нагрузочного сопротивления и вычисляется из закона Ома

При замене стабилитрона, на другой номинал напряжения стабилизации, а также изменении номиналов отдельных сопротивлений можно применять устройство для проверки аккумуляторов другого напряжения. Высокая точность при расширенной шкале дает возможность точно узнать степень заряда, а значит и емкость проверяемой АКБ.

Нагрузочная вилка — прибор, необходимый для того, чтобы определять степень заряженности и исправности автомобильной аккумуляторной батареи. С ее помощью можно определять уровень напряжения АКБ на холостом ходу автомобиля и под нагрузкой. Нагрузочная вилка для аккумулятора своими руками также может быть изготовлена — при наличии определенных навыков и умения.

Что представляет из себя нагрузочная вилка

Стандартные нагрузочные вилки часто производятся в виде вольтметров с ручкой с возможностью подключения нагрузки параллельно самому вольтметру. Нагрузка выполняется в виде спирали, которая имеет функции подключения различными способами. Есть вилки, которые можно вывести на банки аккумулятора, есть приборы для тестирования 12-вольтовых аккумуляторов — когда нагрузка подсоединяется посредством гайки.

Современные вилки оснащены жидкокристаллическим дисплеем и, как правило, имеют несколько нагрузочных режимов. Для тестирования обычных аккумуляторов будет достаточно вилки, имеющей токовую нагрузку 100 А.

Любая нагрузочная вилка — это один из элементов замкнутой электрической цепи, который имеет довольно большой показатель мощности. Самый простой вариант такого прибора состоит из вольтметра, резистора из проволоки и двух зажимов.

Вариантов того, как сделать нагрузочную вилку самостоятельно, — много. Как говорится, «было бы достаточно хлама в гараже». Потому что часто ее мастерят именно из подручных средств, исходя из того, что используется она нечасто, и специально покупать ее вовсе не обязательно. Главное, чтобы электрическая схема была выстроена верно, в соответствии с простыми расчетами.

Самый простой способ изготовления нагрузочной вилки

Для того чтобы сделать самую простую вилку и тут же снять необходимые показания, вам понадобятся следующие подручные средства и действия:

• Любая спираль. Можно взять добротную спираль от завалявшейся в гараже старой электрической плитки.
• Спираль следует свернуть в несколько слоев (проволочных жил), добившись показателя сопротивления 0,1-0,15 Ом .
• Нужно взять сам аккумулятор (с напряжением до 15 В), автомобильную лампочку (например, снять ее с поворотников, мощностью 21 Вт). Такое самодельное сопротивление можно либо припаять, либо закрепить винтом и гайкой. Также понадобится мультиметр с диапазоном тока 10 ампер.
• Вся цепь собирается и подключается последовательно .
• Затем зажимы выводятся на клеммы АКБ .
• Мультиметр выдает показания тока, протекающего по цепи. Обычный показатель, в данном случае, равен ±1,78 А.
• Теперь убираем мультиметр и снова включаем всю цепь .
• Снимаем с его помощью показания напряжения на спирали , которая свита в несколько слоев. Здесь показатель будет уже в милливольтах, около 197 мВ.
• Рассчитываем нужное сопротивление по закону Ома — 0,197: 1,78= 0,11 Ом.

Таким образом, сопротивление самодельного резистора у нас составляет 0,11 Ом. Теперь нужно подсоединить его к батарее на 5-10 секунд с подсоединенным к ней мультиметром, который будет измерять показатели напряжения в диапазоне постоянки на 20 вольт. Снимаем показания, фиксируем их. Нагрузочная вилка, сделанная своими руками, срабатывает хорошо в том случае, если сборка цепи была осуществлена правильно.

Второй способ настолько же прост

Для этого потребуются «запчасти» от старых автомобилей.

Если они имеются в гараже, то изготовить самодельную нагрузочную вилку можно так:

• взять размыкатель массы от старого авто, например, от ГАЗЕЛи;
• извлечь «на свет» из гаража два допрезистора для вентилятора;
• добавить в схему зажимы и провода.

Общие технические характеристики такого устройства будут следующими: сопротивление резистора от 0,23 Ом (может быть чуть больше или меньше), показатель рабочей величины тока (учитывая охлаждение вентилятором) — 15 ампер , напряжение стандартное — 12 вольт . Что касается резисторов именно этого типа, их преимущество в том, что они имеют встроенные предохранители, срабатывающие в случае перегрева внутри цепи. Если используется один резистор, показатель нагрузки с ним будет 50 ампер, а если два идут в параллели, то, соответственно, 100 ампер.

Нестандартное решение вопроса

В данном случае нагрузочная вилка изготавливается еще более интересным способом, с помощью канализационной трубы, аккуратно разрезанной в продольном направлении.

Здесь приводится схема конструкции вилки, рассчитанная на проверку показателей сорпотивления аккумуляторов на 12 вольт с емкостью от нескольких десятков ампер-часов:

• константовая проволока , 12 витков со внутренним диаметром намотки 38 мм;
• к концам проволоки привариваются шпильки М8 ;
• все это может прекрасно подойти к канализационной трубе , если ее диаметр составляет 50 мм ;
• щель закрывается вторым куском такой же трубы;
• по бокам устанавливаются заглушки, и конструкция готова.

Технические параметры: показатель сопротивления около 0,1 Ом , ток при напряжении 12 вольт составляет от 110 до 120 ампер . Длительность нагрузки в этом случае должна быть минимальной, не более 3-5 секунд (к сожалению, устройство очень быстро нагревается). Все показатели аккумулятора измеряются так же, вольтметром любого типа. При создании такой вилки рекомендуется воспользоваться таблицей расчета сопротивлений проводов различной длины.

Общие рекомендации по конструированию самодельных нагрузочных вилок

Перед тем как начать собирать вилку самостоятельно, не забудьте измерить показатели напряжения в каждой банке аккумуляторной батареи и проверьте возможность доступа к банкам. Также не помешает заново прочесть инструкцию, прилагаемую к вашей батарее: в ней содержатся минимальные и максимально возможные для нее показатели тока под нагрузкой, что очень важно.

Зажимы, употребляемые при замерах, должны быть прочными, чтобы они могли выдержать большой ток, когда на батарею пойдет нагрузка. Лучше присоединять «крокодилы» к аккумулятору с помощью крепких проводов.

Все соединительные части электрической цепи должны быть крепко спаяны. Для этого вам понадобится хороший сварочный аппарат.

Для удобства применения всю цепь рекомендуется размещать на заранее подготовленном каркасе. Материалы каркаса следует изготавливать из металла, устойчивого к возгоранию.

И еще несколько важных советов:

• правильно рассчитывайте мощность во избежание перегрева;
• не присоединяйте самодельное устройство к АКБ во время ее зарядки;
• не храните самодельную вилку вблизи от аккумуляторов;
• проветривайте помещение до и после работы с вашим устройством;
• не держите вилку дольше, чем 3-5 секунд, во избежание порчи аккумулятора.

Как видите, нагрузочная вилка для аккумулятора своими руками изготавливается несложно. Важно вспомнить из школьного курса физики о том, как правильно рассчитывать показатели сопротивления, и правильно собрать электрическую цепь из подходящих подручных средств. Также при использовании самодельной нагрузочной вилки не переборщите с током и внимательно следите за его показателями.

Нагрузочная вилка просто незаменима в арсенале любого автомобилиста. А используется она для установления уровня заряда аккумулятора. Представляет вилка собой элемент электрической цепи большой мощности, оснащенный вольтметром и двумя зажимами. Это, пожалуй, самый будничный вариант аппарата. Более сложные модели оснащаются также амперметром, а также имеют возможность измерения других параметров. В магазинах для автомобилистов можно купить уже готовую нагрузочную вилку для аккумулятора, но ради интереса ее можно сделать и самому. Инструкция, как это правильно осуществить будет описана далее.

Как правильно использовать устройство?

Нагрузочная вилка годится для проверки аккумуляторных батарей на 12 Вт, а также для проверки аккумулятора повышенной емкости. В первом случае будет работать лишь одна нагрузочная пружинка, а во втором – две. Для проверки аккумуляторной батареи подобным устройством необходимо:

Провести замеры напряжения на клеммах без применения нагрузочных сопротивлений. Делать это необходимо примерно через 6 часов после того как был заглушен мотор.

Зажим, который соответствует «плюсу», подключается к соответственной клемме батареи, но при этом пружинку подключать не нужно.

Минусовым зажимом прикасаются к клемме со значением «минус», после чего смотрят, что показывает вольтметр (см. фото).

Так проверяется напряжение разомкнутой цепи аккумуляторной батареи. Полученные результаты сравниваются с данными, описанными в инструкции, после чего делается вывод о качестве заряженности аккумулятора.

Если батарея полностью заряжена, можно переходить к ее проверке под нагрузкой. Для этого к устройству подключают нужную нагрузку, после чего делают все то, что было описано выше.

Показания с прибора снимаются примерно на 5 секунде, после того как вилка была подключена.

Стоит отметить, что во время присоединения минусового зажима к минусовой клемме могут идти искры, но в этом нет ничего страшного. Пробки аккумуляторной батареи во время проверки обязательно должны быть завернуты. Сами зажимы могут нагреваться, поэтому после завершения измерений их брать голыми руками не стоит. Лучше дать им остыть несколько минут.

Отличным результатом считается показание вольтметра 9 Вт. Другие результаты могут свидетельствовать о том, что аккумулятор нужно либо зарядить, либо заменить новым. Так как подобный метод измерения осуществляет хоть небольшую, но нагрузку на аккумуляторную батарею, применять его рекомендуется не слишком часто.

Этапы создания

Перед тем как переходить к созданию нагрузочной вилки своими руками необходимо замерить напряжение одной полностью заряженной баночки аккумуляторной батареи. Также необходимо убедиться, что имеется доступ к каждой баночке по отдельности. В зависимости от полученного напряжения делается градуированная шкала, которая во время измерений будет показывать уровень заряда для конкретного прибора (см. видео). В инструкции к аккумуляторной батареи должны указываться минимальные и максимальные значения нагрузочного тока. Их также нужно учитывать.

Сопротивление нагрузочного элемента электрической цепи рассчитывается по формуле:

где R – это сопротивление (Ом), U –напряжение (В), а I – сила тока (А). Стоит отметить, что в представленную формулу нужно вписывать величины только для одной баночки, а не для всего аккумулятора.

Мощность элемента электрической цепи рассчитывается по формуле:

где Р – это мощность (Вт), U –напряжение (В), а I – сила тока (А).

Зажимы для нагрузочной вилки обязательно должны выдерживать большой ток, который будет через них проходить. К элементу электрической цепи их присоединяют своими руками при помощи проводов, которые также должны быть рассчитаны на большой ток. Все соединения обязательно должны хорошо спаиваться (см. фото), что также можно сделать самому с помощи сварочной аппарата. Далее к полученному устройству подключается вольтметр. Все элементы нагрузочной вилки для удобства использования можно разместить на негнущемся каркасе, можно с ручкой. При этом в качестве каркаса обязательно должны применяться материалы, которые не вспыхнут, если рядом будет открытый огонь, т.е. дерево уже не подойдет.

Нагрузочная вилка ни в коем случае не должна присоединяться к аккумуляторной батареи, которая в данный момент заряжается. Также ее нельзя хранить вблизи аккумулятором и других подобных приборов. После завершения работы с устройством необходимо обязательно тщательно проветривать помещение.

Полезные советы

Устройство нужно присоединять к каждой баночке по отдельности.

Важно правильно подобрать мощность тока, чтобы избежать порчи элементов.

Элемент электрической цепи обычно представляет собой проволоки, соединенные с серединкой из керамики.

Зажимы лучше всего сделать своими руками из нихрома или стали, как, например, на фото.

В устройстве можно применять как по одному контакту на клемму, так и по два контакта.

Аппарат, особенно тот, который удалось сделать своими руками, должен подключаться к батареи лишь на непродолжительно время. В ином случае могут возникнуть неполадки.

Правильно подобранный анатомический матрас – залог здоровья и комфортного сна. Его основная задача – обеспечить правильную поддержку позвоночника во время.

Сложно представить более простой и абсолютно здоровый способ тепловой обработки еды, чем готовка с помощью электрического гриля. Благодаря уникальному устройству.

Дочитал до «показания вольтметра 9 Вт» и дальше промотал до коментария. Не рекомендую принимать к сведению данную статью, написанную далёким от темы человеком, у которого, мало того,что вольтметр измеряет Ватты, так еще и нагрузкой пользоваться не имеет понятия как.

nadouchest.ru

Как сделать самодельный низкоомный резистор, электрическое сопротивление своими рукам. Расчет диаметра и длины провода для намотки проволочного сопротивления.

 

 

 

Тема: как можно самому намотать постоянный резистор на малое сопротивление.

 

Порой возникает необходимость в намотке самодельного резистора на достаточно малое электрическое сопротивление, порядка 0,1-1000 ом. Допустим в моем случае мне нужен был низкоомный резистор аж на 0,1 ом, это мало, и даже очень мало. Он должен стоять на схеме электронной нагрузки в эмиттерной цепи мощных силовых транзисторов, для снятия тока на отрицательную обратную связь, что была на операционном усилителе. Ехать на радиорынок из-за одного резистора как-то было лень. Мне проще было самому намотать нужное сопротивление своими руками поверх обычного резюка, с большим сопротивлением. В этой статье я расскажу о некоторых тонкостях и нюансах, касающиеся процесса этой самой самодельной намотке.

 

Итак, в роли каркаса мы будем использовать обычный резистор, подходящей мощности и размеров, зависящие от длины и диаметра провода, что будем на нем мотать. Начать нужно именно с определения электрической мощности. Чтобы ее узнать нужно просто напряжение в вольтах (то, что будет оседать на этом резисторе при работе схемы) умножить на ток в амперах (который будет протекать через него). Получим мощность в ваттах. Допустим в моем случае (в моей схеме электронной нагрузки) через резистор будет протекать ток до 10 ампер. Напряжение, которое будет на нем оседать до 0,5 вольт. Значит я 10 умножаю на 0,5 и получаю 5 ватт. Следовательно, я должен взять постоянный резистор с мощностью не менее 5 Вт.

 

Теперь нужно определиться с длиной и диаметром провода, который буду мотать на этом 5 ваттном резисторе, чтобы получить нужное сопротивление. От диаметра зависит сила тока, которую мой самодельный резистор может через себя пропустить без особого нагрева этого провода. Чтобы узнать зависимость силы тока от диаметра провода можно воспользоваться простой формулой, приведенной ниже:

 

 

Длину медного провода, для получения нужного сопротивления, можно вычислить по следующей формуле:

 

 

 

 

 

Но, вот когда дело имеешь с очень маленьким сопротивлением (как в моем случае 0,1 ом), то длину пожалуй лучше определить практическим путем. То есть, беру, например, один метр нужного по диаметру провода и обычным мультиметром измеряю его сопротивление. Ну, а далее уже по пропорции можно легко найти нужную длину, зная что 1 метр провода равен определенному значению сопротивления. Или совсем просто, если сопротивление в этом метре больше нужного, постепенно начинаем откусывать от провода лишнии куски. Проводим измерения. Опять откусываем. Опять измеряем. И так до тех пор, пока не останется кусок провода с нужным сопротивлением.

 

Для тех кто не знает – чем длиннее провод, тем больше будет его сопротивление, а чем толще этот провод, то наоборот, его сопротивление будет меньше. Исходя из этого можно понять, если мы возьмем слишком толстый провод (больше чем нам нужно по максимальному току), то для получения нужного сопротивления нам нужно будет увеличить длину этого провода. Это приведет к использованию излишнего количества провода, который может плохо помещаться на каркасе резистора. Так что не стоит использовать слишком толстый диаметр провода. Подбирайте его ровно столько, сколько необходимо для получения нужного тока, проходящего через него.

 

Итак, мы имеем нужный постоянный резистор, с определенной мощностью, что будет использоваться в роли намоточного каркаса. И имеем нужный кусок намоточного провода, с подходящим диаметром и длинной. Теперь можно приступить к самой намотки провода на резистор. Но, есть одно значительное НО! Мотать провод обычным образом – провод наматывается в одном направлении, не совсем верно. Как известно, любая катушка (намотанная таким образом) обладает не только активным сопротивлением, но еще и индуктивностью. Индуктивность же, в свою очередь, имеет следующий эффект – после резкого снятия напряжения с катушки на ее концах образуется ЭДС (электродвижущая сила) индукции.

 

То есть, когда мы намотаем катушку на резистор и поставим его в схему, то при скачках напряжения или его снятия с этого резистора на нем будет образовываться всплески напряжения, которые по своей амплитуде могут превышать напряжение питания, аж в несколько раз. Эти скачки, помимо прочего, будут иметь обратную полярность, относительно источника питания. Такой вот нехороший процесс может крайне негативно влиять на другие элементы электронной схемы, особенно чувствительны к таким скачкам напряжения маломощные полупроводники (диоды, транзисторы, тиристоры, стабилитроны, микросхемы и т.д.). В лучшем случае схема может давать сбои, работать с отклонениями, ну, а в худшем такие всплески напряжения могут вовсе вывести определенные узлы схемы из строя.

 

Чтобы такого не происходило самодельные резисторы, которые наматываются проводом, нужно мотать иным образом. Мы берем имеющийся провод (изолированный, естественно), его концы припаиваем к выводам резистора (что служит у нас корпусом). Далее слаживаем этот провод вдвое и сразу двумя проводами начинаем намотку на каркас. Что произойдет в таком случае, при такой намотке? Дело все в том, что когда ток течет в одном направлении, по одному из сложенных вместе проводов, его электромагнитные поля имеют одно направления вращения. Когда же ток возвращается по другому проводу, его электромагнитные поля имеют противоположное направления движения. В результате одно направление поля компенсируется другим. В итоге мы имеем только активное сопротивление в самодельном резисторе, индуктивность же в таком случае будет равна нулю. И никаких всплесков напряжения, идущих от катушки резистора, в схеме уже не будет. Вот в принципе и все, что касается темы намотки низкоомного резистора своими руками.

 

Видео по этой теме:

 

 

P.S. Порой, действительно, проще и быстрее намотать самодельный резистор, на нужное малое сопротивление, чем ехать за ним куда-то. Причем правильно и хорошо намотанный резистор по качеству ничем не будет уступать покупному. А нужно всего лишь взять практически любой постоянный резистор нужной мощности и размеров, вычислить нужный диаметр и длину провода, после чего аккуратно намотать одно на другое. Так что если у вас есть необходимость в таких вот самодельных компонентах, то берите эту статью себе на заметку.

electrohobby.ru