Bank rezystorów z przełączanym obciążeniem o mniejszym rozmiarze kroku: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Zestawy rezystorów obciążenia są wymagane do testowania produktów energetycznych, do charakteryzowania paneli słonecznych, w laboratoriach testowych oraz w przemyśle. Reostaty zapewniają ciągłą zmianę rezystancji obciążenia. Jednak wraz ze spadkiem wartości rezystancji zmniejsza się również moc znamionowa. Ponadto reostaty mają indukcyjność szeregową.

Niektóre z pożądanych cech banku rezystorów obciążenia to:

1) Indukcyjność szeregowa powinna być jak najmniejsza

2) Mniejszy rozmiar kroku

3) Gdy rezystancja obciążenia jest zmniejszona, moc powinna wzrosnąć.

Tutaj podana jest konstrukcja banku rezystorów obciążających. Cechą szczególną tej konstrukcji jest mniejszy rozmiar kroku przy mniejszej liczbie przełączników i rezystorów.

Krok 1: Wymagany materiał

Poniżej znajduje się zestawienie komponentów:

1) Płytka ogólnego przeznaczenia 12 "x 2,5" - 1 szt

2) Prostokątna rura aluminiowa (12 "x 2,5" x 1,5") - 1 szt

3) Rezystory 3300 Ohm 2W - 27 szt.

4) Przełączniki dwustabilne - 15 szt.

5) Śruby, podkładki i nakrętki M3 x 8 mm - 12 kompletów

6) Przewody

Krok 2: Schemat obwodu

Obwód składa się z 27 rezystorów z folii węglowej o mocy 2W. Pierwszy rezystor R1 jest bezpośrednio podłączony do zacisków T1 i T2, jak pokazano na rys. 2. Obwód wymaga 15 przełączników dwustabilnych. Trzynaście przełączników SW1 do SW13 służy do przełączania dwóch rezystorów w obwodzie. Dwa przełączniki dwustabilne J1 i J2 są używane wraz z SW1 i SW2. SW1 łączy R2 i R3. Tutaj R2 jest bezpośrednio podłączony do ziemi. R3 jest podłączony do masy przez J1 (gdy J1 jest w pozycji ON). Podobnie SW2 łączy R4 i R5. Tutaj również R5 jest bezpośrednio połączony z ziemią. R4 łączy się z masą, gdy J2 jest w pozycji ON. Gdy J1 i J2 zostaną przesunięte do pozycji OFF, rezystory R3 i R4 są połączone szeregowo. Połączenia dla SW1, SW2, J1 i J2 pokazano na rys. 3.

Poniżej znajdują się specyfikacje projektowe:

1) Maksymalna rezystancja Req = 3300 omów (wszystkie przełączniki SW1 do SW13 są wyłączone)

2) Moc znamionowa przy maksymalnej rezystancji = 2 W

3) Minimalna rezystancja Req = 3300/27 = 122,2 om (SW1 do SW13 są ON, zworki J1 i J2 są ON)

4) Moc znamionowa przy minimalnej rezystancji = 54 W

5) Liczba kroków = liczba przełączników * 3 = 13 * 3 = 39

W tabeli przedstawiono wartości równoważnej rezystancji Req dla różnych ustawień przełączników i zworek.

Uwagi do tabeli:

^ R3 i R4 są połączone szeregowo

* J1 OFF i J2 ON dają ten sam wynik

** R4 nie znajduje się w obwodzie.

Krok 3: Produkcja

W rurze aluminiowej zrób szczelinę pośrodku szerszego boku. Szczelina powinna mieć około 1,5 cala szerokości, pozostawiając margines 0,5 cala u góry iu dołu, jak pokazano na rys. 4. Wywierć 12 otworów montażowych o średnicy 3 mm.

Weź płytkę ogólnego przeznaczenia i wywierć 15 otworów o średnicy 5 mm. Otwory te znajdują się tuż pod górnym marginesem, dzięki czemu po zamontowaniu przełączników dwustabilnych nie dotykają one rury aluminiowej. Wywierć również 12 otworów montażowych na płytce drukowanej, aby pasowały do tych na rurze aluminiowej. Zamocuj wszystkie przełączniki w otworach 5 mm.

Krok 4: Połączenia międzysystemowe

Weź długi, nieosłonięty drut miedziany i przylutuj go do górnych zacisków wszystkich przełączników SW1 do SW13. Nie podłączaj tego przewodu do J1 i J2. Podobnie weź kolejny goły drut miedziany i przylutuj go do płytki drukowanej w pewnej odległości poniżej przełączników. Weź dwa rezystory i połącz je na jednym z końców. Następnie przylutuj to do środkowego zacisku przełącznika SW3. Podobnie przylutuj po 2 rezystory do wszystkich przełączników do SW13. Drugi koniec rezystorów jest przylutowany do drutu miedzianego (uziemienie), jak pokazano na rys. 5.

Połączenia do SW1, SW2, J1 i J2 zgodnie ze schematem obwodu z ryc. 3 pokazano na ryc. 6. Przylutuj dwa przewody na środku tablicy i wyciągnij je do połączeń zewnętrznych T1 i T2, jak pokazano na powyższych rysunkach.

Krok 5: Integracja i użytkowanie

Wsuń zmontowaną płytkę drukowaną do aluminiowej rury. Upewnij się, że żaden z rezystorów nie dotyka rury. Przymocuj płytkę PCB do rury za pomocą 12 śrub. Bank rezystorów obciążenia jest gotowy do użycia.

Wszystkie przełączniki pozostaw WYŁĄCZONE. Teraz włącz SW1. Wraz z SW1, J1 można wykorzystać do zmniejszenia wartości rezystancji. Następnie włącz SW2. Teraz J1 i J2 będą skuteczne. J1 i J2 w stanie OFF dają maksymalną wartość rezystancji w tym ustawieniu zakresu. Włączenie J1 zmniejszy opór. Teraz włączenie J2 jeszcze bardziej zmniejszy opór. Aby przejść do kolejnych niższych wartości Req, SW3 musi być włączony. W tym ustawieniu ponownie możemy przejść przez trzy kroki, np. J1, J2 OFF, następnie J1 ON i na końcu J2 również ON.

Zalety:

1) Wykorzystuje mniejszą liczbę przełączników i rezystorów oraz zapewnia większą liczbę kroków.

2) Wszystkie rezystory mają identyczną wartość i moc. Zmniejsza to koszty. Zwłaszcza, gdy mają być zastosowane rezystory dużej mocy. Rezystory dużej mocy są dość drogie.

3) Wszystkie rezystory są równomiernie obciążone, stąd lepsze wykorzystanie mocy znamionowej rezystora.

4) Możemy kontynuować dodawanie kolejnych przełączników i rezystorów, aby uzyskać pożądany zakres rezystancji.

5) Ten obwód może być zaprojektowany dla dowolnego zakresu wartości rezystancji i dowolnej mocy znamionowej.

Ten projekt jest przydatny dla wszystkich laboratoriów elektrycznych/elektronicznych w instytucjach edukacyjnych, w centrach testowych i w przemyśle.

Vijay Deshpande

Bangalore, Indie

e-mail: [email protected]

Drugie miejsce w wyzwaniu „Porady i wskazówki dotyczące elektroniki”