Навантажувальний резистор для USB тестера своїми руками. USB тестери та навантажувальні резистори

Навантажувальний резистор для USB тестера своїми руками. USB тестери та навантажувальні резистори

27.08.2023

Привіт, друзі!
Так вже історично склалося, що одні китайці намагаються обдурити своїх покупців, продаючи товари із заздалегідь завищеними характеристиками, а другі продають купу тестерів, які допомагають викрити перших. Ну а найпарадоксальніше полягає в тому, що нерідко на Алі є продавці, у яких у продажу є і те, й інше. І сьогодні я розповім якраз про одне таке... хотів сказати "навантажувальному тестері" - ні. Правильніше сказати про одну навантажувальну плату.

З її допомогою можна тестувати зарядні пристрої, кабелі, та ще й багато чого.

Ця навантажувальна плата випускається у чотирьох варіантах:
- у тому, що ми і будемо оглядати
- вона ж, але без системи охолодження
- без охолодження та з 2 резисторами (по 1 резистору на кожен вимикач)
- без охолодження та з 2 резисторами (1 загальний перемикач між резисторами)

Так, я не сперечаюся, я вибрав далеко не найкрутіший варіант, але мені вистачить і цього.

Брати подібні речі без системи охолодження - це садизм, оскільки резистори гріються просто пекельно.

До речі про охолодження – з неї та почнемо. Зверніть увагу на те, як вона зроблена. Ось з такого ракурсу, гадаю, добре видно, що якщо покласти плату на стіл, то циркуляція повітря не порушиться, тому що це не так. між платою та столом буде зазор у міліметра, напевно, о 4-й.


А якщо хтось не зрозумів - йдеться про ось цю металеву підставку.


Це дуже важливо, т.к. якби цієї підставки не було, то обдування було б гірше, відповідно, резистори грілися б набагато сильніше. Настільки сильніше, що їх можна було б використовувати як нагрівальний прилад і, наприклад, закип'ятити собі воду на чай. Я не жартую, саме настільки ці резистори без охолодження і гріються.

Другий момент, що стосується цієї системи охолодження - перемикач.


Не вимикач, а саме перемикач. В одному положенні швидкість обертання кулера одна, а в іншому – інша. Єдиний спосіб відключити систему охолодження - від'єднати штекер поруч із вимикачем. Я його завжди залишаю на максимумі, т.к. що швидкість обертання кулера тим ефективніше охолодження і, як наслідок, комфортніше резисторам.

До речі про резистори. Їх тут 4 штуки. Номінали - 20 Ом, 10 Ом, 4,7 Ома та 2,2 Ома. Причому заявлене відповідає дійсності. Зараз зупинятись на цьому не буду. Якщо хтось не вірить - Ваше право.

Так, і ось ще. При необхідності можна підключити і свої резистори через цей клемник (технічно він паралельний з USB-входом).



Згоден, встановлений мною резистор не надто підходить для цих завдань, але це в даному випадку не важливо, бо я просто хотів показати, що це можливо.

Ну а тепер, друзі, давайте щось тестуємо.

Наприклад, такий блок живлення Itian K6.


Без навантаження ми маємо 5,1В.


Система охолодження на максимумі та споживає всього 0,04А.


Тепер давайте по черзі підключимо всі 4 резистори. Важливий момент - все резистори включалися саме індивідуально, тобто. ніяких паралельних сполук на наведених нижче фотографіях не було.





Тепер ми знаємо який резистор яке навантаження висмоктує. Тепер можна включати резистори та парами. Важливий момент - знак = у разі у нас буде умовно позначати не рівність, а паралельне підключення.

2,2 Ома = 4,7 Ома


Майже 3 ампери! Не погано!

2,2 Ома = 4,7 Ома = 10 Ом



Як бачите, висмоктали ми з цього блоку живлення цілих 3,6А (при заявлених 3А).

Тепер давайте поганяємо блок живлення USams US-CC004.


Без навантаження ми маємо 5,2В.


Цього разу розмінюватися на дрібниці не будемо і дамо відразу максимальне навантаження, задіявши всі 4 резистора.


Зверніть увагу - по Usb-тестер той же, навантажувальна плата та ж, а результат краще і за напругою і струмом.

Тепер давайте поганяємо такий USB-кабель MaGeek.


USB-тестер, щоправда, цих цілей довелося змінити, т.к. на тому не було Micro-USB входу.


Отже, без навантаження ми маємо 5,17. Тепер давайте навантажимо.

Для початку дамо 1А.


Збільшимо до 2А.


Як бачимо, напруга просіла до 4,7В, через що ми "висмоктуються" 3А не отримали.

Ну і до купи давайте потестуємо оригінальну зарядку від Samsung (залишилася ще з часів, боронь Господи, GT-S 6102).


Вона всього на 0,5А, а більшого для заряду смартфона і не потрібно.

"на неодружену" вона видає 5,14В.


Заявлені 0,5А ми отримали.


Але що буде, якщо підвищити навантаження до 0,75? (20 Ом = 10 Ом)


0,7А – цілком непогано, якщо порівнювати з вихідними характеристиками. Так, я не сперечаюся, ми отримали просідання до 4,8 В, але все одно непогано.

А якщо "запросити" 1 ампер, то справи будуть погані.


З таким просіданням напруги це вже явне перевантаження.

Отже, ми з'ясували, що за допомогою даної навантажувальної плати модно відмоніторити поведінку блоку живлення або USB-кабелю при різних навантаженнях, які можна комбінувати між собою.

Тепер поясню, для чого це потрібно.

1) тестування блоків живлення. Тобто. якщо на блоці живлення вказаний робочий струм, скажімо, до 2 Ампер, то це означає, що такий струм можна отримати без просідання напруги нижче 5В. Але мені думка - 4,9 і навіть 4,8В - це нормально, т.к. сам Usb-тестер вносить свої "перешкоди". Тобто. якщо взяти самсунгівську зарядку, то ми, нагадаю, обіцяні 0,5А отримали. Але якби ній було заявлено 2А замість 0,5А, можна було б сміливо сказати, що це барахло, т.к. 3,73В при спробі висмоктати 1А – це для двоамперних блоків живлення не прийнятно. На моїй практиці був випадок, коли зарядку було заявлено як 0,75А, а за фактом не видавало навіть 0,2А.

2) тестування USB кабелів. Тут ситуація приблизно така сама. Допустимо, у нас є блок живлення на абсолютно чесні 2А. Якщо кабель теж заявлений як двоамперний, то можна спокійно при навантаженні в 2А отримати на виході ті самі 5В. Тестований раніше MaGeek, як ми бачили, цій характеристиці зовсім не відповідав: нагадаю - там було 4,6В, а не 5 (хоча він як двоамперний заявлений і не був). Іноді це впливає на швидкість заряду гаджета. Так само на моїй практиці був випадок, коли навіть на 1А кабель просаджував напругу до 4,3В. Це призвело до того, що мій Asus ZC451TG заряджався струмом 0,35А, не більше. А якщо його заряджати рідним асусівським кабелем, то зарядка йшла струмом 0,65 (обмеження в самому смартфоні).

Так що подібна навантажувальна плата має бути у кожного, хто морочиться такими речами. Не обов'язково саме така, але суть Ви зрозуміли.

Є варіанти навантажень і крутіше - з підстроювальним резистором, де можна налаштувати струм з точністю до 0,01А, з дисплеєм (тобто з вбудованим USB-тестером), і навіть з різними входами - USB, MicroUSB, MiniUSB, айфонівський USB і навіть MicroUSB тип C. Але й коштує такий USB-навантажувач пристойно дорожчий.

Як дізнатися реальний вихідний струм Iзарядного пристрою для телефону, планшета або іншого пристрою. часто наші друзі з "піднебесної" люблять завищувати реальні параметри пристроїв, таких як акумулятори, повербанки та вихідний струм зарядного пристрою (адаптера). Але на допомогу приходять такі пристрої як показано на картинках нижче, вони стоять копійки на Aliexpress.


Але, а якщо потрібно терміново перевірити вихідний струм, а даного пристрою немає, але є найпростіший мультиметр, але потрібно ще чимось навантажити як навантаження сам зарядний пристрій або акумулятор, тоді на допомогу приходить дана схема.

Пристрій є чотири паралельно включених резистора R1, R3, R5, R7 типу МЛТ-2, опором 56 Ом. Для індикації роботи паралельно з кожним потужним резистором резистором включений світлодіод з додатковим резистором. Світлодіоди VD1, VD2 червоного свічення, типу L-7104HD, світлодіоди VD3, VD4 зеленого свічення, типу АЛ307Б, додаткові резистори R2, R4, R6, R8 типу МЛТ-0,5, опором 330 Ом. Навантаження управляється за допомогою перемичок S1-S4, знятих з плати, що вийшла з ладу. Опір резисторів, підібрані таким чином, щоб включення однієї з гілок ланцюга давало навантаження близько 100 мА.

В наш час дуже часто потрібні зарядні пристрої з USB виходом. За допомогою такого пристрою можна зарядити телефон, планшет, плеєр та багато інших сучасних гаджетів. Але, попри зазначені характеристики цих зарядок, які завжди " начинка відповідає опису " . У кращому випадку недотримання виробником цих характеристик призводить до збільшення часу заряду, а в гіршому може закінчитися псуванням пристрою, а іноді навіть пожежею. Допомогти уникнути цих неприємностей нам допоможуть USB тестери в комплекті з резистором навантаження. Вони допоможуть визначити реальні показники наших зарядок і підказати, чи варто безпечно користуватися тим чи іншим пристроєм.
Нижче на рисунках наведено приклади перевірки реальних характеристик USB заряджання. Виробник обіцяє нам струм 1 ампер при напрузі 5 вольт, що є нормою заряду більшості мобільних пристроїв. Що ж насправді? Підключивши до USB виходу зарядки наш тестер з резистором навантаження, ми бачимо зовсім інші цифри. Усього 0,49А, а напруга впала до "непристойних" 2,59V. Таким зарядником не тільки не вдасться зарядити телефон, а й подальша його експлуатація може призвести до надмірного нагрівання, а можливо, і до пожежі.

Напруга та струм дешевого китайського зарядного пристрою (5V, 1А) при підключенні до навантаження 1А.

На прикладі нижче бачимо характеристики фірмового зарядного пристрою HTC (5V, 1А) при підключенні до навантаження 1А. Тут усі параметри відповідають заявленим виробником характеристикам.

Ось так ці два простих пристрої допоможуть Вам вивести на чисту воду нечесних виробників USB зарядок.

За рекомендаціями місцевих користувачів, прикупив цей пристрій на досліди:)
Пристрій раніше вже було описано та випробувано, це лише доповнення.

Замовив одразу комплект із навантажувальним модулем.
Надіслали як завжди - у пакетику










Модель: KCX-017
Зібрано тестер акуратно, на екрані захисна плівка.
Довжина кабелю USB 15см.
На екранчику одночасно відображаються: напруга (V), струм (A), енергія електричного заряду (mAh), що проходить, номер комірки пам'яті (0-9).
Детально пристрій вже неодноразово описано, тому постараюся писати тільки додаткову інформацію.
Корпус скріплюється на 4-х клямках і розбирається просто.

















Якість монтажу - нормальна, флюс не відмитий.
Плата вимірювача містить такі компоненти:
- Інверсний LCD дисплей із заднім білим підсвічуванням
- LCD контролер HT1621B

- PIC контролер PIC16F1933-I/SS

- Операційний підсилювач LM358 (Ku=21)

- Стабілізатор напруги 3V
- Керуюча мікрокнопка
- Струмовий шунт 0,025 Ом
- Дільник напруги (K=7,66)
- Роз'єми та кабель підключення

Сама схема живиться до вимірювача струму, напруга контролюється до нього.
Власне споживання струму 6,6мА (33мВт)
Змальована з плати схема LCD USB тестера


Для спрощення схемотехніки, вимірювальний шунт поставили в ланцюзі загального дроту.
Операційний підсилювач посилює невелике падіння напруги на струмовому шунті 0,025 Ом підвищення точності перетворення вбудованого АЦП.
Провід підключення дуже тонкий (на вигляд 28AWG) та викликає додаткове падіння напруги при значному навантаженні. Повний прохідний опір LCD USB тестера 0,115Ом, тобто при струмі 2А на виході напруга буде приблизно на 0,25В менше, ніж на вході:(

Індикатор трохи занижує напругу, що відображається (на 2%) і струм (на 3%).
Залежність Реальна напруга - Наявна напруга:
2,60 – індикатор не світиться
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

Здатність приладу проводити вимірювання з прийнятною точністю в широкому діапазоні напруг (від 2,70 до 10,0 В) і струмів (від 0,05 до 3,50) дозволяє вимірювати параметри не тільки USB, але і безпосередньо параметри літієвих акумуляторів.
Вимірювач струму має зону нечутливості 50мА, тобто. ток менше цього значення буде відображатися як нульовий.
При напрузі менше 4,6 і більше 5,35, підсвічування індикатора починає моргати, показуючи неприпустиме значення напруги на вході.
Граничний струм, що вимірюється - 3,67А, далі показання не збільшуються, т.к. операційний підсилювач входить у насичення після виходу. При зменшенні напруги живлення, межа вимірювання граничного струму знижується.
Гранична напруга, що вимірюється 9,99В, при подальшому підвищенні напруги, індикатор втрачає значення десятка вольт, але інші значення відображаються правильно - перевіряв аж до 12В.
Інтерфейсні провідники D+ D проходять через тестер транзитом.
Також слід мати на увазі, що вимірюється саме мАч без урахування значення напруги. Тобто. показання індикатора I(мА)*T(ч), є струм - є збільшення накопичених показань мАч.
Дуже великим плюсом тестера є запам'ятовування накопичених значень пам'яті при відключенні живлення пристрою. Це відбувається з періодичністю близько 10мАч – накопичені значення запам'ятовуються в пам'яті.

Навантажувальний модуль має таку нехитру схему.

У режимі навантаження 1А світиться зелений індикатор.
У режимі навантаження 2А світиться червоний індикатор.
Є неприємна особливість - дуже сильне нагрівання резисторів, тому розташовуйте навантажувальний модуль так, щоб він не торкався горючих речовин і пластиків.
Також не можна чіпати резистори працюючого модуля руками - миттю обпалитесь.
У режимі 1А виміряно максимальне нагрівання резисторів 183ºС.
У режимі 2А виміряно максимальне нагрівання резисторів 235ºС. У цьому режимі від плати досить пахне паленим - обгорає емаль резисторів і сама перегріта плата.
Опір навантаження за температури 20ºС: 5,141Ом/2,587Ом і відповідно розрахунковий струм при напрузі 5В - 0,972А/1,932А




Опір навантаження за нормальної температури близько 180ºС: 5,119Ом/2,576Ом і відповідно розрахунковий струм при напрузі 5В - 0,977А/1,941А




З нагрівань опір навантаження зменшується всього на 0,5%, тому зміну струму можна не враховувати.
Примітно, що опір резисторів з нагріванням не збільшується - це означає, що матеріал дроту резисторів термокомпенсований (скоріше константан або манганін).
Для зниження нагріву плати приклеїв теплопровідним клеєм парочку радіаторів на плату






Температура плати значно знизилася, смердіти навантаження поменшало, виймати нагріту плату стало безпечніше.

Підсумкові висновки: обидва пристрої придатні, але мають особливості та незначні недоліки, описані вище.

Планую купити +104 Додати в обране Огляд сподобався +83 +200

Вітаю всіх!
Друзі, я досить часто став робити закупівлі на Аліекспресі, особливо це стосується всякої дрібної електроніки. І однією з таких покупок є придбання ось такої мікросхеми навантаження з резисторами для USB-приладів.

Дана мікросхема дуже допоможе тим, хто хотів би протестувати літій-іонні акумулятори і акумуляторні зарядні пристрої на ємність, струмовіддачу, а також переконатися в тому, що USB-блок живлення здатний забезпечити ту струмовіддачу, яку вказав продавець/виробник.

Власне, із цього й почнемо. У мене є блок живлення від планшета (який переробив під USB), на якому вказана здатність віддавати струм до 2А в "штатному" режимі. Давайте перевіримо.

Задіємо один із чотирьох вимикачів.


Струм у 0,25А віддає абсолютно граючи, навіть трохи із запасом. Тепер задіємо другий вимикач, "відпустивши" перший.


Майже рівно 0,5А, тобто теж навантаження для блоку живлення абсолютно незначне. Перекинемося на третій вимикач.

Майже рівно 1А. Т. е. з таким навантаженням блок живлення теж справляється. До купи давайте "перекинемося" на 4-й вимикач.

По ідеї на цьому перемикачі блок живлення повинен видати струм 2А, але видає 1.8А. Нічого страшного, довантажимо першим вимикачем.

І тут ми бажані 2А, можна сказати, отримали. Т. е. Блок живлення відповідає заявленої струмовіддачі. Але давайте його ще й на перевантаженні подивимося, задіявши всі 4 вимикачі.

Фантастика! Так, я не сперечаюся, це вже жорстке перевантаження, але з двоамперного блоку живлення ми вичавили МАЙЖЕ 3 АМПЕРИ!!!

За аналогією давайте перевіримо ось такий повербанк на струмовіддачу, а заразом і на "корисну" ємність. Зверніть увагу – банк повністю заряджений.

Ми вже знаємо, що третій вимикач надає навантаження близько 1 ампера. Саме така струмовіддача на цьому повербанку і заявлена. Отже, дивимось.

В принципі, дотягнути до 1А ці свідчення цілком реально – достатньо задіяти перший вимикач у парі з третім. Але ми вчинимо ще жорсткіше і задіємо четвертий. замість вищезгаданої комбінації.

Здобули ми в результаті аж 1,6А, що рівно в 1,6 рази вище, ніж обіцяв виробник. Однак, напруга просіла до неприпустимо низької, тому я відновлю все, як було. Ну і як бонус Ви бачите, що банк вже віддав 7mAh. Саме за цією методикою і відбувається замір ємності на акумуляторах та повербанках.

До речі, банк і розрядився до "відсічки", тобто показань на USB-тестері прочитати неможливо. Єдиний спосіб прочитати показання - підключити тестер до того ж блоку живлення.


Розряджався на невеликому перевантаженні, тому вийшла лише половина "залитої" до банку ємності. Але в даному випадку це не важливо, тому що струм можна знизити, а спосіб виміру ємності на виході від цього не змінюється.

За аналогією можна обчислити і ємність літій-іонного акумулятора. Виглядати це буде приблизно так:


Так, я не сперечаюся, тут по струмах будуть зовсім інші цифри (наприклад, ми бачимо струмовіддачу 0,27А на другому вимикачі, який у блоку живлення висмоктував 0,5А), але тут і напруга на вхід зовсім інша. Якщо у випадку з блоком живлення це було 5,3-5,4В, у випадку з банком - 5В майже рівно, то напруга без навантаження була 3,95В, тому що акумулятор навіть не до кінця заряджений. Плюс до цього, у повербанку, як правило, кілька акумуляторів, а тут ОДИН.

З необхідністю придбати даний USB-навантажувач у комбінації з USB-тестером ми визначилися, з метою придбання - теж. Тепер давайте просто розглянемо цю навантажувальну плату з усіх боків.

Як Ви вже помітили, тут 4 вимикачі, 4 світлодіоди та 4 резистори (по 1 вимикачу та 1 світлодіоду на 1 резистор).

Якщо перескочити на фото вище, то можна побачити номінали кожного резистора – 20,10,4,7 та 2,2 Ома відповідно. Але як це перевірити? Дуже просто. Можна "запитатися" через той же USB-вхід (що в даному випадку не зручно), а можна скористатися "аварійним виходом" у вигляді цього клемника на 2 контакти.

До речі, він із USB-входом з'єднаний безпосередньо (якщо відстежувати доріжки).

Т. е. технічно немає жодної різниці між підключенням через USB і підключенням через клемник. Але щупи мультиметра набагато зручніше підключати саме через клемник.

Отже, перевіримо всі 4 резистори по черзі:

Перші 2 взагалі ідеально відповідають тому, що заявлено: 20Ом = 19.9Ом, 10Ом = 9.9Ом. А ось у двох показання, що залишилися, трохи відрізняються від заявлених номіналів: 4.7Ом = 4.4Ом, 2.2Ом = 2Ом. Але ці відмінності дуже незначні. Спишемо їх на похибку приладу:)

Різні номінали даються саме для того, щоб можна було скомбінувати необхідне навантаження. В ідеалі має бути приблизно ось так (це стосується саме USB-девайсів):
20Ом = 0,25А
10Ом = 0,5А
4,7 Ом = 1А
2,2 Ом = 2А

До речі, зверніть увагу - на всіх чотирьох фотографіях я відключив систему охолодження, щоб не створювалося перешкод.

У перших трьох випадках (пам'ятаєте ми двоамперний блок живлення тестували?) було саме так, із невеликими відхиленнями. А ось в останньому вийшло трохи менше (спишемо це на особливості блоку живлення). Ну і, як Ви вже здогадалися, можна скомбінувати 1 і 2 вимикачі і отримати струм приблизно 0,7-0,75А, 2 і 3 і отримати близько 1,5А, і т. д. Т. е. резистори можна комбінувати між собою як завгодно.

Тепер протестуйте систему охолодження. Як вона відключається – я вже показував. Однак цього робити не рекомендується, щоб резистори не перегрівалися.

Система охолодження також є доп. навантаженням на джерело живлення. Керується система охолодження ось цим перемикачем.

Це не вкл-выкл, це, грубо кажучи, 50% потужності та 100% потужності. Тепер давайте подивимося, яке навантаження вони дають.

Т. е. ми можемо не задіяти резистори взагалі, дати мінімальне навантаження, в 40-80mA і спокійно піти спати, поки той же повербанк буде розряджатися малими струмами.

Отже, підіб'ємо підсумки.
1) за допомогою даного розрядного пристрою можна з'ясувати, на що здатні наявні у Вас USB-блоки живлення (тим більше, що китайці люблять завищувати характеристики пристрою, що продається)
2) можна з'ясувати, яку реальну ємність віддає наявний у Вас на руках повербанк
3) дуже хороший помічник для виявлення реальної ємності літій-іонного акумулятора.

Втім, така річ повинна бути у кожного, хто завжди оглядає зарядні пристрої, повербанки, акумулятор та інші дрібниці з Китаю.

Ставте лайки, якщо цей відгук для Вас виявився корисним, стежте за новими оглядами і до зустрічі!



© 2023 globusks.ru - Ремонт та обслуговування автомобілів для новачків