Geschaltete Lastwiderstandsbank mit kleinerer Schrittweite - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Lastwiderstandsbänke werden zum Testen von Leistungsprodukten, zur Charakterisierung von Solarmodulen, in Testlabors und in der Industrie benötigt. Rheostate bieten eine kontinuierliche Variation des Lastwiderstands. Wenn jedoch der Widerstandswert verringert wird, verringert sich auch die Nennleistung. Außerdem haben Rheostate eine Serieninduktivität.

Einige der wünschenswerten Eigenschaften der Lastwiderstandsbank sind:

1) Die Serieninduktivität sollte so klein wie möglich sein

2) Kleinere Schrittweite

3) Wenn der Lastwiderstand verringert wird, sollte die Nennleistung steigen.

Hier wird ein Design der Lastwiderstandsbank angegeben. Das Besondere an diesem Design ist eine kleinere Schrittweite bei weniger Schaltern und Widerständen.

Schritt 1: Benötigtes Material

Nachfolgend die Materialliste:

1) Allzweck-PCB 12" x 2,5" - 1 Stück

2) Rechteckiges Aluminiumrohr (12" x 2,5" x 1,5") - 1 Stück

3) Widerstände 3300 Ohm 2W - 27 Stück

4) Kippschalter - 15 Stück

5) M3 x 8 mm Schrauben, Unterlegscheiben und Muttern - 12 Sätze

6) Drähte

Schritt 2: Schaltplan

Die Schaltung besteht aus 27 Kohleschichtwiderständen mit 2W Nennleistung. Der erste Widerstand R1 ist direkt über die Anschlüsse T1 und T2 geschaltet, wie in Fig. 2 gezeigt. Die Schaltung benötigt 15 Kippschalter. Dreizehn Schalter SW1 bis SW13 werden verwendet, um jeweils zwei Widerstände in der Schaltung zu schalten. Zwei Kippschalter J1 und J2 werden zusammen mit SW1 und SW2 verwendet. SW1 verbindet R2 und R3. Hier ist R2 direkt mit Masse verbunden. R3 ist über J1 mit Masse verbunden (wenn J1 auf ON steht). Ebenso verbindet SW2 R4 und R5. Auch hier ist R5 direkt mit Masse verbunden. R4 wird mit Masse verbunden, wenn sich J2 in der ON-Position befindet. Wenn J1 und J2 in die AUS-Position gebracht werden, schalten die Widerstände R3 und R4 in Reihe. Verbindungen für SW1, SW2, J1 und J2 sind in Abb. 3 dargestellt.

Im Folgenden sind die Designspezifikationen aufgeführt:

1) Max Resistance Req = 3300 Ohm (Alle Schalter SW1 bis SW13 sind AUS)

2) Nennleistung bei maximalem Widerstand = 2 W

3) Mindestwiderstand Req = 3300/27 = 122,2 Ohm (SW1 bis SW13 sind EIN, Jumper J1 und J2 sind EIN)

4) Nennleistung bei Mindestwiderstand = 54 W

5) Anzahl Schritte = Anzahl Schalter * 3 = 13 * 3 = 39

Die Tabelle zeigt die Werte des äquivalenten Widerstands Req für verschiedene Schalter- und Jumpereinstellungen.

Hinweise zur Tabelle:

^ R3 und R4 sind in Reihe

* J1 OFF und J2 ON ergeben das gleiche Ergebnis

** R4 nicht im Stromkreis.

Schritt 3: Herstellung

Machen Sie im Aluminiumrohr einen Schlitz in der Mitte der breiteren Seite. Der Schlitz sollte etwa 1,5" breit sein, wobei oben und unten 0,5" Spielraum bleiben, wie in Abb. 4 gezeigt. Bohren Sie 12 Befestigungslöcher mit 3 mm Durchmesser.

Nehmen Sie die Universalplatine und bohren Sie 15 Löcher mit 5 mm Durchmesser. Diese Löcher befinden sich direkt unter dem oberen Rand, so dass bei montierten Kippschaltern das Aluminiumrohr nicht berührt wird. Bohren Sie auch 12 Befestigungslöcher auf der Platine, um denen auf dem Aluminiumrohr zu entsprechen. Befestigen Sie alle Kippschalter in den 5 mm Löchern.

Schritt 4: Verbindungen

Nehmen Sie langen blanken Kupferdraht und löten Sie ihn an die oberen Klemmen aller Kippschalter SW1 bis SW13. Verbinden Sie dieses Kabel nicht mit J1 und J2. Nehmen Sie auf ähnliche Weise einen weiteren blanken Kupferdraht und löten Sie ihn in einiger Entfernung unter den Kippschaltern an die Platine. Nehmen Sie zwei Widerstände und verbinden Sie sie an einem der Enden. Diesen dann an den mittleren Anschluss des Kippschalters SW3 anlöten. Löten Sie auf ähnliche Weise jeweils 2 Widerstände an alle Kippschalter bis SW13. Das andere Ende der Widerstände wird an den Kupferdraht (Masse) gelötet, wie in Abb. 5 gezeigt.

Die Anschlüsse an SW1, SW2, J1 und J2 gemäß dem Schaltplan von Abb. 3 sind in Abb. 6 gezeigt. Löten Sie zwei Drähte in der Mitte des Arrays und bringen Sie sie für die externen Anschlüsse T1 und T2 heraus, wie in den obigen Abbildungen gezeigt.

Schritt 5: Integration und Nutzung

Schieben Sie die bestückte Leiterplatte in das Aluminiumrohr. Stellen Sie sicher, dass keiner der Widerstände das Rohr berührt. Befestigen Sie die Platine mit 12 Schrauben am Rohr. Die Lastwiderstandsbank ist einsatzbereit.

Lassen Sie alle Kippschalter AUS. Schalten Sie nun SW1 ein. Zusammen mit SW1 kann J1 verwendet werden, um den Widerstandswert zu reduzieren. Als nächstes schalten Sie SW2 ein. Jetzt sind J1 und J2 beide wirksam. J1 und J2 im AUS-Zustand ergeben den maximalen Widerstandswert in dieser Bereichseinstellung. Durch Einschalten von J1 wird der Widerstand verringert. Wenn Sie jetzt J2 einschalten, wird der Widerstand weiter reduziert. Um zu den nächstniedrigeren Werten von Req zu gelangen, muss SW3 eingeschaltet werden. In dieser Einstellung können wir wiederum drei Schritte durchlaufen, z. J1, J2 AUS, dann J1 EIN und zuletzt J2 auch EIN.

Vorteile:

1) Verwendet weniger Schalter und Widerstände und bietet mehr Schritte.

2) Alle Widerstände sind in Wert und Leistung identisch. Dies reduziert die Kosten. Besonders wenn Hochleistungswiderstände verwendet werden sollen. Hochleistungswiderstände sind ziemlich teuer.

3) Alle Widerstände werden gleichmäßig belastet, daher bessere Ausnutzung der Widerstandsleistung.

4) Wir können weitere Schalter und Widerstände hinzufügen, um den gewünschten Widerstandsbereich zu erhalten.

5) Diese Schaltung kann für jeden Widerstandsbereich und jede Nennleistung ausgelegt werden.

Dieses Design eignet sich für alle Elektro-/Elektroniklabore in Lehreinrichtungen, in Prüfzentren und in der Industrie.

Vijay Deshpande

Bangalore, Indien

E-Mail: [email protected]

Zweiter Platz in der Elektronik-Tipps & Tricks-Challenge