Usb нагрузочный резистор 2а 1а. Тестовая нагрузка для usb. На дисплее отображаются показания

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 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:

- большие размеры
- невозможность крепления радиатора (на большинстве)

- 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 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 , . Ищем по «Power resistor».


2) выключатель, я покупал


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


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 .
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…

Цена: $2.97

Вот он красавец.

При детальном рассмотрении становится очевидно, что он прост до невозможности - 5 выключателей, 5 светодиодов, 5 резисторов (сопротивлений), вентилятор, USB-порт, а так же клеммник. Теперь по порядку.

USB-вход и клеммник.

Если посмотреть вот эту схему, что можно подключиться как через USB, так и через клеммник с абсолютно одинаковым успехом, т.к. они соединены напрямую.

Кстати, клеммник винтовой.

Как вариант, к этому же клеммнику, думаю, можно будет подключить какую-нибудь доп. нагрузку. Вообще мне этот клеммник не нравится, т.к. при затягивании винтов он перекашивается. Но это, во-первых, не критично, а во-вторых, клеммник можно будет поменять на другой.

Система охлаждения.

Это реально очень крутой плюс. Я смотрел на ютубе обзоры аналогичных USB-нагрузок, которые идут без системы охлаждения и имеют всего 2 режима - на 1А и на 2А. И очень много кто жаловался, что от нагрузки все это добро сильно греется. Так что система охлаждения тут более чем уместна. И у моей USB-нагрузки она есть. Более того, она имеет 2 режима. Они переключаются вот этим выключателем.

При максимальном охлаждении ток идет напрямую в вентилятор, а при минимальном - напряжение снижается через этот резистор и вентилятор работает медленнее.

А если посмотреть вот с такого ракурса,

То станет понятно, что решетка снизу не позволяет положить плату на стол - всегда остается зазор в пару миллиметров. Это необходимо для циркуляции воздуха при работе вентилятора и, как следствие, более эффективного охлаждения.

Теперь переходим к нагрузочным резисторам. Их тут 4.

И каждый разного номинала. Кстати, все резисторы подписаны.

Имеет резистор на 20, 10, 4,7 и 2,2 Ома. Ну и, как Вы уже догадались, для каждого резистора отдельный светодиод и отдельный выключатель. Т.е. можно задействовать как один резистор, так и два, так и три, так и все.

Ну а теперь, друзья, давайте перейдем к тестированию.

Тест 1. Сопротивление бесполезно.

Очевидно, что мы проверим сопротивление каждого резистора. Подключимся через клеммник - так удобнее.

Обратите внимание - отклонение от заявки не превышает 0,2Ома, т.е. в пределах допуска. Потому будем считать, что резисторы подписаны абсолютно правильно.

Тест 2. Что по чем.

Теперь токовый тест. Мы посмотрим какой ток высасывает USB-нагрузка в двух режимах работы системы охлаждения + каждый резистор в отдельности. Для теста резисторов система охлаждения будет вовсе отключена.

USB-тестер для данной затеи не подходит. Дело не в достоверности показаний, а в том, что он дает дополнительное сопротивление, т.е. ток будет занижен. Поэтому будем тестировать с помощью мультиметра. Для теста я взял блок питания от планшета, который переделал в USB.

Итак, система охлаждения в двух режимах.

Теперь отключаем систему охлаждения и проводим тот же тест для резисторов.

Если грубо, то имеет нагрузку в 0,25, 0,5, 1 и 1,8А. И существует 15 разных комбинаций как их между собой комбинировать. Я покажу только некоторые (систему охлаждения подключил обратно).

10 в параллели с 2,2Ом

Все 4 резистора в параллели.

Итак, мы выяснили, что данный блок питания вполне способен выдать ток в 2А на выходе, а в качестве бонуса - еще и 0,5А сверху. Очень даже неплохо!

Вторым испытуемым будет 1-амперное зарядное устройство Asus для моего смартфона. По очевидным причинам придется на этот раз использовать USB-тестер.

Погнали!

Результаты тоже очень неплохие - своему одному амперу тоже соответствует.

Ну и до кучи давайте я покажу, как протестировать любой повербанк «на отдачу». Для тех, кто не в курсе, емкость повербанка «на прием» и «на отдачу» всегда отличается примерно на 30-35%. Это связано с тем, что в любом повербанке используются повысители напряжения с 3-4,2В до 5-5,2В. Повысить напряжение можно только одним способом - высасывать с аккумуляторов более высокие токи.

Вобщем, тестирование повербанков на разряд производится вот таким способом: подключается USB-тестер, а к нему - USB-нагрузка. Затем на нагрузке задается режим разряда (скажем, 1А), а USB-тестер считает отдаваемую емкость.

В будущем я буду примерно таким же макаром тестировать еще и литий-ионные аккумуляторы. И выглядеть это будет примерно вот так.

Так что я без преувеличения могу сказать, что данный USB-нагрузчик открыл для меня фантастически широкие возможности по тестированию аккумуляторов, повербанков и зарядных устройств. Обязательно должен быть у каждого.

Мудрость: Если дело приносит деньги но не приносит удовольствия - это рабство, от которого надо освобождаться. Если дело приносит удовольствие, но не приносит денег - значит нужно сделать так, чтоб оно приносило и удовольствие и деньги.

Приветствую всех!
Друзья, я достаточно часто стал делать закупки на АлиЭкспрессе, особенно это касается всякой мелкой электроники. И одной из таких покупок является приобретение вот такой нагрузочной микросхемы с резисторами для USB-приборов.

Данная микросхема очень поможет тем, кто хотел бы протестировать литий-ионные аккумуляторы и аккумуляторные зарядные устройства на емкость, токоотдачу, а так же убедиться в том, что имеющийся USB-блок питания способен обеспечить ту токоотдачу, которую указал продавец/производитель.

Собственно, с этого и начнем. У меня есть блок питания от планшета (который я переделал под USB), на котором указана способность отдавать ток до 2А в "штатном" режиме. Давайте проверим.

Задействуем один из четырех выключателей.

Почти ровно 1А. Т. е. с такой нагрузкой блок питания тоже справляется. До кучи давайте "перекинемся" на 4й выключатель.

По идее на этом переключателе блок питания должен выдать ток в 2А, но выдает 1.8А. Ничего страшного, догрузим первым выключателем.

И вот тут мы желаемые 2А, можно сказать, получили. Т. е. блок питания соответствует заявленной токоотдаче. Но давайте его еще и на перегрузе посмотрим, задействовав все 4 выключателя.

Фантастика! Да, я не спорю, это уже жесткий перегруз, но из двухамперного блока питания мы выжали ПОЧТИ 3 АМПЕРА!!!

По аналогии давайте проверим вот такой повербанк на токоотдачу, а заодно и на "полезную" емкость. Обратите внимание - банк полностью заряжен.

Мы уже знаем, что третий выключатель дает нагрузку около 1 ампера. Именно такая токоотдача на данном повербанке и заявлена. Итак, смотрим.

В принципе, дотянуть до 1А эти показания вполне реально - достаточно задействовать первый выключатель в паре с третьим. Но мы поступим еще жестче и задействуем четвертый. вместо выше упомянутой комбинации.

Получили мы в итоге аж 1,6А, что ровно в 1,6 раза выше, чем обещал производитель. Однако, напряжение просело до недопустимо низкого, поэтому я восстановлю все как было. Ну и в качестве бонуса Вы видите, что банк уже отдал 7mAh. Именно по этой методике и происходит замер емкости на аккумуляторах и повербанках.

Кстати, вот банк и разрядился до "отсечки", т. е. показаний на USB-тестере прочесть невозможно. Единственный способ прочитать показания - подключить тестер к тому же самому блоку питания.

По аналогии можно вычислить и емкость литий-ионного аккумулятора. Выглядеть это будет примерно вот так:

С необходимостью приобрести данный USB-нагрузчик в комбинации с USB-тестером мы определились, с целями приобретения - тоже. Теперь давайте просто рассмотрим данную нагрузочную плату со всех сторон.

Как Вы уже заметили, тут 4 выключателя, 4 светодиода и 4 резистора (по 1 выключателю и 1 светодиоду на 1 резистор).

Если перескочить на фото выше, то можно увидеть номиналы каждого резистора - 20,10,4,7 и 2,2 Ома соответственно. Но как это проверить? Очень просто. Можно "запитаться" через тот же USB-вход (что в данном случае не удобно), а можно воспользоваться "аварийным выходом" в виде вот этого клеммника на 2 контакта.

Кстати, он с USB-входом соединен напрямую (если отслеживать дорожки).

Т. е. технически нет никакой разницы между подключением через USB и подключением через клеммник. Но щупы мультиметра гораздо удобнее подключать именно через клеммник.

Итак, проверим все 4 резистора поочередно:

Первые 2 вообще идеально соответствуют тому что заявлено: 20Ом = 19.9Ом, 10Ом = 9.9Ом. А вот у оставшихся двух показания чуть-чуть отличаются от заявленных номиналов: 4.7Ом = 4.4Ом, 2.2Ом = 2Ом. Но данные отличия очень незначительны. Спишем их на погрешность прибора:)

Разные номиналы даются как раз для того, чтоб можно было скомбинировать нужную нагрузку. В идеале должно быть примерно вот так (это касается именно USB-девайсов):
20Ом = 0,25А
10Ом = 0,5А
4,7Ом = 1А
2,2Ом = 2А

Кстати, обратите внимание - на всех 4 фотографиях я отключил систему охлаждения, чтоб не создавалось помех.

В первых трех случаях (помните мы двухамперный блок питания тестировали?) было именно так, с небольшими отклонениями. А вот в последнем получилось немного меньше (спишем это на особенности блока питания). Ну и, как Вы уже догадались, можно скомбинировать 1 и 2 выключатели и получить ток примерно в 0,7-0,75А, 2 и 3 и получить около 1,5А, и т. д. Т. е. резисторы можно комбинировать между собой как угодно.

Теперь давайте протестируем систему охлаждения. Как она отключается - я уже показывал. Однако, этого делать не рекомендуется, чтоб резисторы не перегревались.

Система охлаждения тоже является доп. нагрузкой на источник питания. Управляется система охлаждения вот этим переключателем.

Это не вкл-выкл, это, грубо говоря, 50% мощности и 100% мощности. Теперь давайте посмотрим какую нагрузку они дают.

Т. е. мы можем не задействовать резисторы вообще, дать минимальную нагрузку, в 40-80mA и спокойно пойти спать, пока тот же повербанк будет разряжаться малыми токами.

Итак, подведем итоги.
1) с помощью данного разрядного устройства можно выяснить, на что способны имеющиеся у Вас USB-блоки питания (тем более, что китайцы любят завышать характеристики продаваемого устройства)
2) можно выяснить, какую реальную емкость отдает имеющийся у Вас на руках повербанк
3) очень хороший помощник при выявлении реальной емкости литий-ионного аккумулятора.

Вобщем, такая вещь должна быть у каждого, кто постоянно обозревает зарядные устройства, повербанки, аккумулятор и прочие мелочи с Китая.

Ставьте лайки, если данный отзыв для Вас оказался полезным, следите за новыми обзорами, и до встречи!