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…
Кому интересно, еще обзоры:
Резисторы это просто, но на этом все их плюсы заканчиваются
Ток не стабилизирован
Нагрев тот же
В данном случае еще и дорого.
PS, да это неплохой вариант, но долго много он не вытянет…
Если поставить две, то параметры с полуторакратным запасом, мощность на каждой не более 3.75 Ватта, ток 1 при макс 1.5
Две как раз, до 10 Вольт входного вообще без проблем можно использовать.
Естественно с установкой на радиатор.
Так два по любому, одной мало, а три — много.
Если бы надо было сделать нагрузку на большее напряжение, там да, лучше три, четыре и т.д. или вообще поставить внешний транзистор.
Из опыта могу только посоветовать — поставить 2 и смотреть (пробовать нагрев), а далее по Вашему усмотрению, оставить так или добавить еще одну, две и т.д.
Как вариант, взять любую низковольтную микруху со входом ADJ, благо сейчас выбор очень большой.
Например LM1117 ADJ, но она только до 800мА :(
Есть еще AP1086, там 1.5 Ампера.
Пользовался этими микрухами в таком включении очень давно, мог и забыть что то. В последний раз аккумуляторы разряжал до 6 Вольт точно, даже до 5.5
Можно даже без ЛМки, нашел пример в инете, там еще есть варианты.
Начало стабилизации тока в 1 ампер… при 7,08 В. Такие пироги.
Ниже я писал, что может зависит от конкретного экземпляра ЛМки.
Например мне приносят в ремонт тюнеры Стартрек и Опенбокс, вылетает стабилизатор питания головы, собран на ЛМ317.
Так вот, ставлю одни ЛМки, на выходе ноль, ставлю другую, все в порядке.
Проверяю потом первую, работает.
А самое интересное то, что работает какая то непонятная, а фирменная не хочет…
Я потом разобрался как и фирменные заставлять работать, но факт есть факт, микрухи отличаются.
Я реально разряжал аккумуляторную сборку 7.4 Вольта до 5.5-6 Вольт и ток не падал.
Тоже спаял, начиная с 3.7В стабилизирует. Ток 1.2А, микросхема LM317T от ONsemi.
Родина должна знать героев в лицо…
Нарыл разных Лм-ок и протестировал.
Результаты видно на фотке. Первая стабилизирует от 3,3В, вроде лучше не надо… Но начиная от 7,5В ток начинает падать. И с 1 ампера, к 26 вольтам скатывается до 100 миллиампер. Такая вот петрушка.
Извиняюсь за качество фоток…
Потому как в данной ситуации ей ничего работать больше не мешает.
В диапазоне 3.20-5.5 ток поднялся на 6мА, при поднятии до 8 вольт изменился на 1-2мА.
резистор 1.2 Ома.
Производитель Тексас инструментс.
Обычно использую фирменные компоненты.
Например для ремонта указанных выше тюнеров мне приходилось специально покупать какие то дешевые.
1.25+3=4.25V
Т.е. при 5 вольтах 1.5А организовать легко. При условии +- оригинальной лм317
Там действительно есть стабилитрон на 6.3 Вольта, вот только он включен минусом к выходу и плюсом через стабилизатор тока к входу.
Т.е. получается, что стабилизирует он только когда разница вход/выход более 6.3 вольта, что однозначно противоречит даташиту, картинку из которого Вы выше удачно привели.
Я думаю что у него несколько другая функция, просто ограничение максимального напряжения в этой точке.
www.linear.com/product/LT1185
При этом ток задается смд резистором или переменником, а не керамическим кирпичем :)
Стоит, правда локально в районе 100р.
Для стабилизации тока, в самом простом случае, надо 2 детали, микросхема и резистор.
+ подаем на вход микрухи, минус на вход регулировки, между выходом микрухи и ее входом регулировки ставим резистор из расчета около 1.2 Ома на 1 Ампер тока.
Т.е. надо 0.5 А, ставим 2.4-2.5 Ома, надо 2А, ставим 0.6 Ома.
Микруху конечно на радиатор, так как в тепло уйдет почти все, при 5 Вольт 3/4 уйдет на микруху и 1/4 на резистор.
Например делают резистор так, чтобы был минимальный ток, остальные резисторы подключают при помощи переключателей или джамперов.
Но как мы выше общались, лучше делать на чем то более подходящем под работу с 5 Вольт, не все ЛМки так работают оказывается.
1 — минус проверяемого БП и второй вывод резистора.
2. — Резистор
3. — плюс проверяемого Бп
кроме того, лишнюю мощность можно «сбить» установив последовательно резистор с таким номиналом, чтобы на нем падало 5-6 Вольт, и стабилизация тока останется и ЛМка будет меньше греться.
даташит
Они действительно будут работать лучше чем ЛМ317, так как 5 Вольт для нее нештатный режим, возможно зависит от экземпляра и производителя.
Мне удавалось залудить только чистой канифолью.
Даже если флюс из трубчатого припоя слабоактивированный — уже невозможно припаять.
А внутри — алюминий скорее всего.
Я сам очень долго не мог понять, что происходит.
Это провод полное говно, а не флюс.
.
Паял я эти провода. Батареи из 18650 с ними собирал. И таких приколов не заметил.
Если что-то не очень паяется — Ersa IF8001.
Так вот, все это не помогло.
А помог только отечественный припой Вектон с чистой канифолью.
И это действительно прикол.
И еще был провод от насоса для накачки матрасов, вообще даже залудить ничем не мог — все сразу чернело и пассивировалось.
Вектон помог и в этом случае…
Боюсь я теперь китайцев. Любую подлость от них можно ожидать на ровном месте.
На схеме номиналы тоже не те.По закону ома нужно оба по 5,1ом, чтобы 1/2A соответствовало.
Расскажите тогда, как я должен был сделать, чтобы не городить огород.
Для 10ти я бы не делал такую бандуру.
И вообще, минус всех этих резисторов в том, что ток вы не сможете выставить, а значит протестить сможете только так: 1А держит, 2А не держит, а выдержит ли 1.5А хз.
Максимальная сила тока при конкретном напряжении (если поддерживается QC или MTK-PE) тестируется умными нагрузками, типа EBD-USB или любой аналогичной.
Вот у вас есть автомобильное ЗУ или настольное на много портов. Производитель заявляет 10А (50 Вт) на все порты. Или зарядка с QC и обычными портами. Как вы будете тестировать общую заявленную нагрузку во всех портах и проверять температуру работы при предельной нагрузке? Вот именно для таких случаев и нужно подключать несколько нагрузок в порты, которые должны работать определённое время. Часть обычными нагрузками, а часть умными.
Резюк в 10 Ом кипятил кружку воды 0,5 литров секунд за 30.
Но не все розетки в гостиницах выдерживали такую нагрузку, поэтому наши работники делали кипятильники из ПЭВ 50 Ом.
У меня был турбо кипятильник. Резюк на 10 Ом, включенный в цепь диод на 10А и шунтирующий его переключатель, снятый с какой то военной техники.
Щелчок переключателем снижал мощность кипятильника в два раза.
Нагрузка, утилизирующая до 30 кВт, была изобретена лично мною, лет 20 назад и иногда используется и сейчас.
Никакой электроники, только физика, только хардкор.
Штыковая лопата, ведро воды и соль по желанию.
Ток регулируется добавлением соли в воду и путем погружения лопаты в ведро с водой.
Ну вы поняли да.
Один конец на ведро с водой, второй на лопату.
От ВАЗП (выпрямительный агрегат зарядный подзарядный) ведро воды в 12 литров закипало секунд за 60.
220 вольт штука опасная.
На сварочнике на вторичке всего 60-70 вольт, с гальванической развязкой от сети.
Иначе смертность среди сварных была бы выше раз в 10.
К тому же у сварочника огромная индуктивность с падающей характеристикой, иначе зажечь дугу с небольшим током по первичке было бы невозможно.
Там же запрещено готовить в номере.
Горничные были в шоке, жареным мясом пахнет, а улик нет. :)
Во дворе бак с водой на 4 куба, когда тестируют мощный аварийный дизель-генератор в бак опускаются на оси пакет пластин-электродов.Получается солдатский кипятильник из 2х подков или 2х бритвенных лезвий и спичек с нитками.
Писали бы формулу.
В режиме разряда там задействован реостат, да пара измерительных приборов (амперметр, вольтметр).
Удобно то, что можно выставить любой ток (при 5В от 0,25А) и посмотреть, как будет работать тот или иной блок питания под нагрузкой (в том числе БП для ноутбуков).
Из недостатков только то, что встроенные приборы малоинформативно (но это не беда, использую мультиметр и цифровой вольтметр).
Нагрузка, утилизирующая до 30 кВт, была изобретена лично мною, лет 20 назад
Я пользовал такую штуку 40 лет назад при прожиге силовых кабелей, не знал что ее изобретут в будущем.
26 кг живого веса, выдает до 150 ампер, если позволяет сеть, никакой электроники, только нагрузочные резюки намотанные нихромом на керамике.
Мы им и релейные защиты проверяли и еду подогревали и просто грелись.
Или это у них разброс параметров такой?
— полировка и термопаста? Серьезно? Это даст 2-3 градуса меньше самому резистору, но с учетом «кожуха» — тепловыделение конструкции никак не изменится
— провода, давайте из «бескилородной меди» тогда. Для такой задачи, можно хоть от витой пары взять — на стабильность или точность это повлияет +-никак.
— ну и самое веселое — это выключатель: от него в большей степени зависит итоговое сопротивление нагрузки. Сопротивление выключателя может зависеть времени года, сколько раз им щелкали или просто от настроения того, кто его переключает.
Что и требуется, температура радиатора никогда никого не волновала, если он обдувается.
2) Тут есть закрытая система. Под пластиком. Это обычная физика, 10ватт в закрытом пространстве будут выделять одинаковое количество тепла в итоге.
И в любом случае, для 10вт корпус ТО-220 можно посадить на радиатор без всякой полировки и смазки — все будет зависеть от площади радиатора в итоге
берем Википедию: cat5e по стандарту должен быть толщины 24 AWG, что дает 0.08422 Ом/м.
Судя по картинке, у вас там провода около 5см длиной. Итого, 10см — это 8.5мОм. Не знаю, какая точность резисторов, но даже если, вдруг, 1% — то провод вносит дополнительно сопротивление почти на порядок меньше, чем точность самого резистора.
В любом случае, в рамках поставленной задачи, не вижу необходимости в какой-то серьезной точности
А за самоделку + естественно)
Только я начинал, когда сопли были, а китайского клея еще не было, оттуда и осталось. :0)
Для вас резисторы это только резисторы. Для меня же это и резюки, и сопли. Так что моя речь богаче вашей.
К тому же в любой сфере есть свой жаргон, который вы не сможете отменить никак, понятен он для вас или нет, режет он вам слух или нет.
Да, согласен, у вас больше…
Так что скорее зависит от того, где происходило дело, а точнее, в какой компании, так как сленг люди обычно у кого то перенимают :)
Обычно так называю плохую пайку.
Хотя эти резисторы не такие уж и дрянные. Это ВС, как помнится, высокостабильные. Хотя ножки у них не лудились вообще.
П.С. Заранее прошу прощения за оффтоп, просто знаю что тут очень много знающих и отзывчивых людей.
как то лампу ифк 120 от генератора запитали 30 гц, свет был просто фантастический, но недолго.
По хорошему, нужно узнать что за диоды. Подобрать к ним драйвер в зависимости от того, чем они будут питаться или на худой конец резисторы вместо/вместе с, см. фото.
А вот на какую плату заменить плату х/з.
по моще хватит на любую задачу
и охлаждать не нужно ...:-)
но по моще (Ваш ватт на 50 max) мой покруче будет:-)
Пельтье при питании 4-6 вольт потребляет около 3 А
Включен 1 элемент Пельтье вроде 60ВА, одна сторона на емкости с водой (приклеен термоклеем, другая холодная в воздухе.Греется, ток падает до 2,6А, налил в емкость воды.