Нагрузочный резистор для usb тестера своими руками. USB тестеры и нагрузочные резисторы

Нагрузочный резистор для usb тестера своими руками. USB тестеры и нагрузочные резисторы

27.08.2023

Здравствуйте, друзья!
Так уж исторически сложилось, что одни китайцы пытаются обмануть своих покупателей, продавая товары с заведомо завышенными характеристиками, а вторые продают кучу тестеров, которые помогают разоблачить первых. Ну а самое парадоксальное заключается в том, что нередко на Али есть продавцы, у которых в продаже есть и то и другое. И сегодня я расскажу как раз об одном таком... хотел сказать "нагрузочном тестере" - нет. Правильнее будет сказать об одной нагрузочной плате.

С ее помощью можно тестировать зарядные устройства, кабели, да и еще много чего.

Данная нагрузочная плата выпускается в четырех вариантах:
- в том, который мы и будем обозревать
- она же, но без системы охлаждения
- без охлаждения и с 2 резисторами (по 1 резистору на каждый выключатель)
- без охлаждения и с 2 резисторами (1 общий переключатель между резисторами)

Да, я не спорю, я выбрал далеко не самый крутой вариант, но мне хватит и этого.

Брать подобного рода вещи без системы охлаждения - это садизм, поскольку резисторы греются просто адски.

Кстати про охлаждение - с нее и начнем. Обратите внимание на то, как она сделана. Вот с такого ракурса, думаю, хорошо видно, что если положить плату на стол, то циркуляция воздуха не нарушится, т.к. между платой и столом будет зазор в миллиметра, наверное, в 4.


А если кто не понял - речь идет о вот этой металлической подставке.


Это очень важно, т.к. если бы этой подставки не было, то обдув был бы хуже, соответственно, резисторы грелись бы куда сильнее. Настолько сильнее, что их можно было бы использовать в качестве нагревательного прибора и, например, вскипятить себе воду на чай. Я не шучу, именно до такой степени эти резисторы без охлаждения и греются.

Второй момент, касающийся этой же системы охлаждения - переключатель.


Не ВЫключатель, а именно ПЕРЕключатель. В одном положении скорость вращения кулера одна, а в другом - другая. Единственный способ отключить систему охлаждения - отсоединить штекер, находящийся рядом с выключателем. Я его практически всегда оставляю на максимуме, т.к. чем выше скорость вращения кулера тем эффективнее охлаждение и, как следствие, комфортнее резисторам.

Кстати о резисторах. Их тут 4 штуки. Номиналы - 20 Ом, 10 Ом, 4,7 Ома и 2,2 Ома. При чем заявленное соответствует реальности. Сейчас останавливаться на этом не буду. Если кто не верит - Ваше право .

Да, и вот еще. При необходимости можно подключить и свои резисторы через вот этот клеммник (технически он запараллелен с USB-входом).



Согласен, установленный мной резистор не слишком подходит для данных задач, но это в данном случае не важно, ибо я просто хотел показать, что это возможно.

Ну а теперь, друзья, давайте что-нибудь потестируем.

Например, вот такой блок питания Itian K6.


Без нагрузки мы имеем 5,1В.


Система охлаждения на максимуме и потребляет всего 0,04А.


Теперь давайте поочередно подключим все 4 резистора. Важный момент - все резисторы включались именно индивидуально, т.е. никаких параллельных соединений на приведенных ниже фотках не было.





Теперь мы знаем какой резистор какую нагрузку высасывает. Теперь можно включать резисторы и парами. Важный момент - знак = в данном случае у нас будет условно обозначать не равенство, а параллельное подключение.

2,2 Ома = 4,7 Ома


Почти 3 ампера! Неплохо!

2,2 Ома = 4,7 Ома = 10 Ом



Как видите, высосали мы из данного блока питания целых 3,6А (при заявленных 3А).

Теперь давайте погоняем блок питания USams US-CC004.


Без нагрузки мы имеем 5,2В.


На этот раз мелочиться не будем и дадим сразу максимальную нагрузку, задействовав все 4 резистора.


Обратите внимание - по Usb-тестер тот же, нагрузочная плата та же, а результат лучше и по напряжению и по току.

Теперь давайте погоняем вот такой USB-кабель MaGeek.


USB-тестер, правда, для этих целей пришлось поменять, т.к. на том не было Micro-USB входа.


Итак, без нагрузки мы имеем 5,17В. Теперь давайте нагрузим.

Для начала дадим 1А.


Увеличим до 2А.


Как видим, напряжение просело до 4,7В, из-за чего мы "высасываемые" 3А не получили.

Ну и до кучи давайте потестируем оригинальную зарядку от Самсунг (осталась еще со времен, упаси Господи, GT-S 6102).


Она всего на 0,5А, а большего для заряда того смартфона и не требуется.

"на холостую" она выдает 5,14В.


Заявленные 0,5А мы получили.


Но что будет, если повысить нагрузку до 0,75А? (20 Ом = 10 Ом)


0,7А - вполне неплохо, если сравнивать с исходными характеристиками. Да, я не спорю, мы получили просадку до 4,8В, но все равно неплохо.

А если "запросить" 1 ампер, то дела совсем будут плохи.


С такой просадкой напряжения это уже явный перегруз.

Итак, мы выяснили, что с помощью данной нагрузочной платы модно отмониторить поведение блока питания или USB-кабеля при разных нагрузках, которые между собой можно комбинировать.

Теперь давайте объясню, для чего это нужно.

1) тестирование блоков питания. Т.е. если на блоке питания указан рабочий ток, скажем, до 2 Ампер, то это значит, что такой ток можно получить без просадки напряжения ниже 5В. Но лично мне мнение - 4,9 и даже 4,8В - это нормально, т.к. сам Usb-тестер вносит свои "помехи". Т.е. если взять самсунговскую зарядку, то мы, напомню, обещанные 0,5А получили. Но если бы на ней было заявлено 2А вместо 0,5А, то можно было бы смело сказать, что это барахло, т.к. 3,73В при попытке высосать 1А - это для двухамперных блоков питания не приемлемо. На моей практике был случай, когда зарядка была заявлена как 0,75А, а по факту не выдавала даже 0,2А.

2) тестирование USB-кабелей. Тут ситуация примерно такая же. Допустим, у нас есть блок питания на абсолютно честные 2А. Если кабель тоже заявлен как двухамперный, то можно спокойно при нагрузке в 2А получить на выходе те же самые 5В. Тестированный ранее MaGeek, как мы видели, данной характеристике совершенно не соответствовал: напомню - там было 4,6В, а не 5 (хотя он как двухамперный заявлен и не был). Иногда это напрямую влияет на скорость заряда гаджета. Так же на моей практике был случай, когда даже на 1А кабель просаживал напряжение до целых 4,3В. Это привело к тому, что мой Asus ZC451TG заряжался током 0,35А, не более. А если его заряжать родным асусовским кабелем, то зарядка шла током 0,65А (ограничение в самом смартфоне).

Так что подобная нагрузочная плата должна быть у каждого, кто заморачивается такими вещами. Не обязательно именно такая, но суть Вы поняли.

Есть варианты нагрузок и покруче - с подстроечным резистором, где можно настроить ток с точностью до 0,01А, с дисплеем (то бишь со встроенным USB-тестером), и даже с разными входами - USB, MicroUSB, MiniUSB, айфоновские USB и даже MicroUSB тип C. Но и стоит такой USB-нагрузчик прилично дороже.

Как узнать реальный выходной ток I зарядного устройства для телефона, планшета или для другого устройства. часто наши друзья из "поднебесной" любят завышать реальные параметры устройств, таких как аккумуляторы, повербанки и выходной ток зарядного устройства (адаптера). Но на помощь приходят такие устройства ка показаны на картинках ниже, они стоят копейки на aliexpress.


Но, а если нужно срочно проверить выходной ток, а данного устройства нет, но есть простейший мультиметр, но нужно ведь еще чем-то нагрузить в качестве нагрузки само зарядное устройство или аккумулятор, тогда на помощь приходит данная схема.

Устройство представляет собой четыре параллельно включенных резистора R1, R3, R5, R7 типа МЛТ-2, сопротивлением 56 Ом. Для индикации работы параллельно с каждым резистором мощным резистором включен светодиод с добавочным резистором. Светодиоды VD1, VD2 красного свечения, типа L-7104HD, светодиоды VD3, VD4 зеленого свечения, типа АЛ307Б, добавочные резисторы R2, R4, R6, R8 типа МЛТ-0,5, сопротивлением 330 Ом. Нагрузка управляется при помощи перемычек S1-S4, снятых с вышедшей из строя платы. Сопротивления резисторов, подобраны таким образом, что бы включение одной из ветвей цепи давало нагрузку около 100 мА.

В наше время очень часто востребованы зарядные устройства с USB выходом. С помощью такого устройства можно зарядить телефон, планшет, плеер и множество других современных гаджетов. Но, несмотря на указанные характеристики этих зарядок, далеко не всегда "начинка соответствует описанию". В лучшем случае несоблюдение производителем этих характеристик приводит к увеличению времени заряда, а в худшем может закончится порчей заряжаемого устройства, а иногда даже пожаром. Помочь избежать этих неприятностей нам помогут USB тестеры в комплекте с нагрузочным резистором. Они помогут определить реальные показатели наших зарядок и подсказать, стоит или нет безопасно пользоваться тем или иным устройством.
Ниже на рисунках приведены примеры проверки реальных характеристик USB зарядок. Производитель обещает нам ток 1 ампер при напряжении 5 вольт, что является нормой для заряда большинства мобильных устройств. Что же на самом деле? Подключив к USB выходу зарядки наш тестер с нагрузочным резистором, мы видим совсем другие цифры. Всего 0,49А, а напряжение упало до "неприличных" 2,59V. Таким зарядником не только не получится зарядить телефон, но и дальнейшая его эксплуатация может привести к чрезмерному нагреву, а возможно и к пожару.

Напряжение и ток дешевого китайского зарядного устройства (5V, 1А) при подключении к нагрузке 1А.

На примере ниже мы видим характеристики фирменного зарядного устройства HTC (5V, 1А) при подключении к нагрузке 1А. Здесь все параметры соответствуют заявленным производителем характеристикам.

Вот так эти два простых устройства помогут Вам вывести на "чистую воду" нечестных производителей USB зарядок.

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

- PIC контроллер PIC16F1933-I/SS

- Операционный усилитель LM358 (Ku=21)

- 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.

Планирую купить +104 Добавить в избранное Обзор понравился +83 +200

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.


Ток в 0,25А отдает абсолютно играючи, даже чуть-чуть с запасом. Теперь задействуем второй выключатель, "отпустив" первый.


Почти ровно 0,5А, т. е. тоже нагрузка для блока питания абсолютно незначительная. Перекинемся на третий выключатель.

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.


Разряжал на небольшом перегрузе, поэтому получилась только половина "залитой" в банк емкости. Но в данном случае это не важно, т. к. ток можно снизить, а способ измерения емкости на выходе от этого не меняется.

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


Да, я не спорю, тут по токам будут совсем другие цифры (например, мы видим токоотдачу в 0,27А на втором выключателе, который в блока питания высасывал 0,5А), но тут и напряжение на вход совсем другое. Если в случае с блоком питания это было 5,3-5,4В, в случае с банком - 5В почти ровно, то тут напряжение без нагрузки было 3,95В, т. к. аккумулятор даже не до конца заряжен. Плюс к этому, в повербанке, как правило, несколько аккумуляторов, а тут ОДИН.

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!



© 2024 globusks.ru - Ремонт и обслуживание автомобилей для новичков