Poslouží k testování vlastností stejnosměrných zdrojů při větších proudech.

Navazuje na článek Přepínatelná zátěž, kde jsou popsány základní teoretické informace. Protože nabídka přepínačů je omezená a běžně dostupné jsou jen otočné přepínače pro proudy do 0,15 A s maximálně 1 x 12 polohami (např. P-DS1B), jsou v zapojení použita relé. Ta se běžně vyrábí s jedním přepínacím kontaktem pro proud až 15 A (např. RELRAS1215). Cívkou relé při napětí 12 V protéká při sepnutí proud jen 30 mA. Aby bylo možné jedním kontaktem přepínače spínat více relé, je použita jednoduchá diodová logika.


Příklad zapojení se dvěma rezistory

zatez2 01

  • Poloha přepínače 1 – obvod je rozpojen (Off)
  • Poloha přepínače 2 – rezistory R1 a R2 jsou zapojeny sériově, R = R1 + R2
  • Poloha přepínače 3 – zapojen jen rezistor R1, R = R1
  • Poloha přepínače 4– rezistory R1 a R2 jsou zapojeny paralelně, R = R1 * R2 / R1 + R2

Použijete-li jako R1 a R2 rezistory stejných hodnot 12 Ω se zatižitelností 50 W, budou výsledné parametry následující:

 
Poloha přepínače Relé A Relé B Relé C Výsledný odpor Maximální napětí Maximální proud Maximální výkon
stav stav stav
 1 Off Off Off 0 0
 2 On Off Off 24 48 V 2 A 100 W
 3 On On  Off 12 24 V 2 A 50 W
 4 On On On 6 24 V 4 A 100 W

Poznámky:
Vypočtené hodnoty jsou zaokrouhleny
Hodnoty v poloze přepínače 1 jsou jen teoretické (např. maximální napětí)

Simulace funkce v programu MULTISIM

 zatez2 02 zatez2 03


Obvod se čtyřmi rezistory

Pro praktické použití je optimální použít 4 rezistory. Je tak možné dosáhnout více různých hodnot výsledného odporu při stejných hodnotách rezistoru R. Nepožadujete-li odpojení zátěže (1. poloha Off), postačí 5 relé a diody. V opačném případě musíte použít ještě jedno relé.

Použití 5 relé nabízí 32 (25) kombinací výstupního odporu, některé hodnoty se ale opakují a jiné mají hodnotu 0 Ω (zkrat). Použitelným výsledkem je 10 kombinací.

Následující animace ukazuje výsledné hodnoty odporu s pěti relé (bez polohy Off).

 

zatez2 animace

Tabulka hodnot rezistoru  v jednotilivých polohách přepínače

 
Poloha přepínače Odpor A B C D E
1 48 Ω 0 0 0 0 1
2 36 Ω 1 0 0 0 1
3 30 Ω 1 0 1 0 1
4 24 Ω 0 0 0 0 0
5 18 Ω 1 1 1 0 1
6 16 Ω 0 0 1 0 0
7 12 Ω 1 0 0 1 1
8  6 Ω 1 0 1 1 1
9  4 Ω 0 1 1 0 0
10  3 Ω 1 0 1 1 0

 Další tabulka ukazuje zapojení rezistorů a maximální hodnoty napětí, proudu a výkonu pro jednotlivé polohy přepínače

 
Poloha přepínače Zapojení rezistorů Odpor Napětí Proud Výkon
 1 R1, R2, R3, R4 v sérii 48 Ω  96 V 2 A 200 W
 2 R1 nezapojen, R2, R3, R4 v sérii 36 Ω  72 V 2 A 150 W
 3 R1 a R2 paralelně v sérii s R3 a R4 30 Ω  60 V 2 A 120 W
 4 R2 a R3 nezapojeny, R1 a R2 v sérii 24 Ω   48 V 2 A 100 W
 5 R4 nezapojen,  R1 a R2 paralelně v sérii s R3 18 Ω  36 V 2 A  70 W
 6  R1, R2, R3 paralelně v sérii s R4 16 Ω  30 V 2 A  60 W 
 7 R1, R3, R4 nezapojeny, zapojen jen R2 12 Ω  24 V 2 A  50 W
 8  R3 a R4 nezapojeny, R1 a R2 paralelně  6 Ω  24 V 4 A 100 W
 9 R4 nezapojen, R1, R2, R3 paralelně  4 Ω  24 V 6 A 150 W
10 R1, R2, R3, R4 paralelně  3 Ω   24 V 8 A  200 W

Poznámka:
Vypočtené hodnoty maximálních hodnot napětí, proudů a výkonů jsou zaokrouhleny.

Celkové schéma zapojení

zatez2 schema

Poznámky:
Svorky X8, X9 a X10 jsou připraveny pro připojení digitálního V/A metru.
K napájení ventilátoru, relé a digitálního V/A metru je možné použít síťový adaptér s výstupním napětím 12 V.

Deska plošného spoje

zatez2 souc col

zatez2 spoje

Rozpiska součástek

položka označení název typ hodnota kusů
1 R1 až R4 Rezistor např. TESLA WK669 12 Ω / 50W 4
2 D1 až D22 Dioda 1N4148   22
3 A až F Relé RELRAS1215   6
4 SW1 Otočný přepínač P-DS1B   1
5 X1 až X10 Faston do plošného spoje FVP 6,3x0,8   10

Konstrukční řešení

Rozměry desky plošného spoje jsou voleny tak, aby se vešel do krabice od zdroje pro PC.  Ze zdroje je potřeba odstranit všechny součástky kromě ventilátoru, pro chlazení výkonových rezistorů R1 až R4, které jsou umístěny mimo desku plošného spoje. K propojení rezistorů slouží dostatečně silná lanka (možno použít z rozebraného zdroje) zakončené fastony. Zapojení je doplněno o měření napětí a proudu digitálním V/A metrem napájeným ze zdroje 12 V. Více o digitálních panelových měřidlech a jejich použití se dočtete zde.

Přední penel s ovládáním

zatez2 panel

Závěrem

Přepínatelnou zátěž je možné použít pro testování stejnosměrných zdrojů (jak síťových, tak i baterií a akumulátorů). Zjistíte, jak se zdroje chovají při zatížení, jaký mají vnitřní odpor, zvlnění (po připojení osciloskopu), nebo v jakém stavu jsou akumulátory.

Nemáte-li k dispozici vhodné rezistory s dostatečnou zatižitelností, můžete zkusit použít výkonové tranzistory a postavit si elektronickou zátěž.

 

Kondenzátory (kapacitory)

Vyznačují schopností shromažďovat v sobě elektrický náboj. Jejich hlavní vlastností je kapacita,…

Číst dál

Vypínač s kontrolkou

 Zapojit vypínač, který indikuje, že jste zapomněli zhasnout a svítí žárovka v místnosti…

Číst dál

Stabilizátory napětí (paralelní)

Podle připojení regulačního prvku rozdělujeme stabilizátory na paralelní a sériové. Nejjednodušším paralelním…

Číst dál

Tranzistory

Tranzistor je aktivní polovodičová součástka se třemi vývody. Používá se zejména v…

Číst dál

Laboratorní zdroj s TLC271

Jednoduchý laboratorní zdroj 0 až 25 V s možností nastavení proudového omezení do 1,5 A.

Číst dál

Korekční zesilovač s TDA1524

Integrovaný obvod TDA1524 je starší a nepatří do Hi-Fi zesilovačů, ale zapojení…

Číst dál

Symetrický regulovaný zdroj

K napájení operačních zesilovačů se používá symetrické napětí.

Číst dál

Kabely a konektory

K propojení jednotlivých komponent v síti (metalické) se používají různé kabely a…

Číst dál

Operační zesilovače

Název operační zesilovače (OZ) pochází z původní funkce, tedy provádění různých matematických…

Číst dál

Regulace ventilátorů v PC

Hlavním důvodem pro regulaci nebo snížení otáček ventilátoru je dosažení co nejnižší…

Číst dál

Rezistory

Jejich hlavní vlastností je elektrický odpor, jehož základní jednotkou je Ω (ohm).

Číst dál

Elektronická zátěž

Nahrazuje klasické reostaty používané při testování vlastností napájecích zdrojů.

Číst dál

Relé

Je součástka, která obsahuje elektromagneticky ovládané kontakty.

Číst dál

Jednoduché pásmové propusti

Na rozdíl od rezistorů závisí reaktance kondenzátorů (kapacitorů) a cívek (induktorů) na…

Číst dál

Návrh elektronického obvodu

Nechcete-li jen kopírovat již vytvořené obvody, osazovat součástky a doufat, že vše…

Číst dál

RC generátor s tranzistory

Oscilátor je zařízení které vytváří periodicky se opakující signál.

Číst dál

Laboratorní zdroj

Laboratorní zdroj patří k nejčastěji používaným elektronickým zařízením. Používá se při oživování,…

Číst dál

Indikátor vybuzení

Slouží k měření velikosti audio signálu.

Číst dál

Go to top