Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Relpol
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W

Sewa2007 18 Wrz 2015 00:24 6015 23
  • Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W

    Witam,

    Chciałbym dzisiaj zaprezentować wszystkim wykonane przeze mnie urządzenie, które jest prostym pasywnym obciążeniem, zbudowanym przy użyciu żarówki halogenowej na 24 V o mocy 150 W chłodzonej przy pomocy wentylatora z regulacją obrotów. Urządzenie to posiada układ czasowy załączający dodatkowe gniazda podłączeniowe, przeznaczone do zewnętrznego zasilania żarówki.

    Pomysł i założenia na wykonanie tego projektu:

    Pomysł na wykonanie tego urządzenia pojawił się jakiś czas temu, kiedy to miałem już dosyć podłączania na krótko różnych obciążeń (np. żarówki) podczas sprawdzania, naprawiania i testowania zasilaczy, prostowników, itp. urządzeń.
    W związku z tym, postanowiłem z tym skończyć i wykorzystując posiadaną żarówkę halogenową o mocy 150 W, która zalegała mi od x czasu w szufladzie, zbudować to urządzenie.
    Założenie podczas realizacji tego projektu było jedno: wykorzystać jak największą liczbę części z demontażu, dzięki czemu projekt ten nie wygenerował zbyt dużych kosztów.
    Za dawcę obudowy do budowy pasywnego obciążenia posłużył mi stary już wysłużony i w dodatku zepsuty zasilacz komputerowy. Wystarczyło wszystko wymontować, wyczyścić z brudu i kurzu tylko potrzebne części, a następnie nawiercić i po wycinać otwory w obudowie.
    Jak wiadomo, każdy element który wytwarza sporą ilość ciepła, powinien posiadać wymuszone chłodzenie wraz z ewentualną ręczną bądź automatyczną regulacją prędkości obrotowej samego wentylatora.
    W moim projekcie zdecydowałem się jednak na układ z ręczną regulacją obrotów wiatraka przy pomocy potencjometru.
    Dodatkowo urządzenie to rozbudowałem o układ włącznika czasowego z regulowanym czasem wysterowania cewki przekaźnika, który odpowiada za załączanie dodatkowej pary gniazd przeznaczonej do bezpośredniego podłączenia żarówki do zewnętrznego napięcia zasilania np. pochodzącego z badanego układu.
    Dlaczego zdecydowałem się na wykorzystanie żarówki halogenowej do budowy mojego urządzenia, która jak wiadomo ma nieliniową charakterystykę rezystancji i nie zawsze jest najlepszym elementem do testowania, a nie np. samych rezystorów dużej mocy bądź budowy samego sztucznego obciążenia z regulowanym prądem?
    Odpowiedź jest prosta:
    Po pierwsze, bo miałem wolną zalegającą żarówkę i flakon po perfumach żony.
    Po drugie, bo zamiast rezystorów dużej mocy chciałem skorzystać z rzeczywistego obciążenia, które oprócz wydzielania ciepła mogło sygnalizować swoje działanie: świecąc.




    Po trzecie – w przyszłości planuję zbudować swoje własne sztuczne obciążenie z regulacją prądową.

    Zdjęcia poszczególnych elementów i układów tworzących pasywne obciążenie:

    Zdjęcia płytki PCB oraz samej elektroniki dla prototypu układu regulatora:

    Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W

    Niestety płytka prototypowa posiadała trzy błędy związane z rozmieszczeniem elementów, przez co nie mogła zostać użyta w tej konstrukcji (metalowa obudowa). Sam układ działa do dziś prawidłowo i to na nim wykonywałem swoje pierwsze testy.
    Wracając do błędów:
    1. Nieodpowiednie umiejscowienie układu scalonego MCY74541 na płytce PCB – zbyt blisko wspornika mocującego potencjometry umieściłem układ scalony, przez co możliwe byłyby ewentualne zwarcia samego układu do uziemienia. Zastosowanie przekładek izolujących, nie wchodziło w grę z powodu dużego ryzyka dla wystąpienia takiego zwarcia, które mogłoby powstać podczas częstego przenoszenia tego urządzenia.

    2. Po złej stronie płytki PCB zamontowałem przekaźnik, który poprzez swoją wagę mocno naprężał samą płytkę ku dołowi, w takiej konfiguracji mocowania jej do obudowy.

    3. Nie do końca właściwy sposób przylutowania 3 kondensatorów elektrolitycznych mogący utrudnić ewentualne serwisowanie samego układu regulatora. Sprawdzone podczas wprowadzania zmian w samym prototypie, kiedy to zaistniała konieczność wylutowania kilku elementów.

    Oddzielna płytka z obwodem bezpieczników i filtrem przeciwzakłóceniowym plus transformator.

    Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W

    Całe urządzenie zabezpieczone jest:
    1. Dwoma bezpiecznikami topikowymi 0,5 A na przewodzie fazowym (L) oraz neutralnym (N).
    2. Obudowa urządzenia została uziemiona.
    3. Transformatorem TS 5/5 z odseparowanym galwanicznie uzwojeniem pierwotnym od wtórnego.

    Płytka zawiera 2 bezpieczniki topikowe (B1, B2) oraz 3 kondensatory (C1, C2, C3) tworzące prosty filtr przeciwzakłóceniowy podłączony bezpośrednio do transformatora Tr1.
    Napięcie po stronie pierwotnej transformatora Tr1 wynosi ~230 V, a po stronie wtórnej około ~17 V.

    Płytka regulatora bez podłączenia:


    Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W

    Płytka regulatora składa się z 4 głównych układów:

    1. Układ prostownika całofalowego dla wszystkich obwodów, dający na swoim wyjściu napięcie + 18 V.
    2. Układ prostego regulatora obrotów dla wentylatora S1 (z elementami zabezpieczającymi D1, D2) przy wykorzystaniu układu US1 = LM317N jako regulator napięcia wyjściowego od 5,08 do 13,57 V (w stanie jałowym). Układ regulatora napięcia po obciążeniu wentylatorem S1 dostarcza max napięcie wyjściowe nie przekraczające 12 V.
    3. Układ stabilizatora napięcia na +12V zrealizowany przy pomocy układu US2 wraz z elementami zabezpieczającymi (D3, D4) oraz sygnalizacją pracy diodą LED 1.
    4. Układ czasowy sterujący pośrednio załączaniem styków zwiernych przekaźnika P1, zrealizowany przy pomocy układu US3 wraz z elementami zabezpieczającymi (R4 i DZ1).
    Sam obwód czasowy został zrealizowany na starym układzie scalonym MCY74541 wraz dobranymi zewnętrznymi elementami (Pr.2, Pr.3 = const., R5, R6, C15) dobranymi tak, by regulacja czasu załączania przekaźnika mieściła się od 10s do około 60s (potwierdzone pomiarami).
    Potencjometr montażowy Pr.3 służy do skalibrowania stałego zakresu dla min. i max. czasów generowanych impulsów służących do wysterowania tranzystora T1.
    Wartość rezystancji dla PR.3 ustalamy tylko raz podczas kalibracji całego układu czasowego, po czym pozostaje bez zmian – stąd opis Pr.3 = const.
    Do zmiany czasu załączania w tym układzie służy potencjometr obrotowy Pr.2.
    Dodatkowe kondensatory (C13 i C14) montowane przy układzie US3 mają zapewnić jego stabilne warunki pracy. Element R7 i T1 zostały użyte do bezpośredniego wysterowania cewki przekaźnika P1 oraz obwodu sygnalizacji diodą LED 2 dla załączenia dodatkowych zewnętrznych gniazd (G4, G5) przy pomocy styków zwiernych przekaźnika P1. Jak wiadomo układ MCY74541 (pin 8) ma małą wydajność prądową, stąd zastosowanie starego poczciwego tranzystora bipolarnego typu NPN.
    Zadaniem diody D8 jest zabezpieczenie elementów półprzewodnikowych (T1 i US3) przed ewentualnym ich uszkodzeniem podczas pojawienia się przepięć wygenerowanych przez cewkę przekaźnika.

    Drobne sprostowanie co do dwóch zdjęć:

    Z głównego przewodu zasilającego (~230 V) został zdjęty pierścień ferromagnetyczny.
    Płytka regulatora od strony druku ma odizolowane śruby mocujące podwójnymi podkładkami z bakelitu.

    Zdjęcia urządzenia prawie złożonego:

    Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W

    Zdjęcia gotowego urządzenia:

    Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W

    Zdjęcia obciążenia podczas pomiarów rezystancji włókna żarówki:

    Rezystancja niewygrzanego włókna żarówki wyniosła 1,2 Ω;
    Rezystancja wygrzanego włókna żarówki po 5 min. wyniosła 1,7 Ω przy napięciu zasilania 12V i prądzie 4A.

    Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W

    Zdjęcia obciążenia podczas pomiarów: minimalnego i maksymalnego czasu załączania styków zwiernych przekaźnika:

    Pomiar min. i max. czasu dla załączenia się z opóźnieniem styków przekaźnika wyniósł: tzmin. = 10s, a tzmax. = 60s

    Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W

    Zdjęcia obciążenia przy różnych wartościach prądu i napięcia zasilania żarówki halogenowej:

    Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W

    Zdjęcia pasywnego obciążenia podczas pomiarów: temperatury pracy samej lampy, temperatury pracy regulatora, napięcia oraz prądu:

    Moje spostrzeżenia wynikające z przeprowadzonych pomiarów temperatury na lampie oraz z wnętrza urządzenia podczas godzinnej ciągłej pracy urządzenia dla napięcia 12V i lekko ponad 4A:
    1. Początkowa temperatura w całym urządzeniu wahała się pomiędzy 20 oC a 21 oC.
    2. Temperatura lampy (tuż przy samej żarówce) osiągnęła w miarę stabilny poziom już po około 10 min. wynoszący około 160 oC przy max. obrotach wentylatora. Temperatura na radiatorze regulatora dochodziła max. do około 40 oC. Niestety niebieski multimetr jak się później okazało wskazywał cały czas temperaturę otoczenia, a nie z czujnika.
    3. Max. temperatura lampy wyniosła 220 oC dla 1h pracy przy min. obrotach wiatraka.
    4. Układ potrzebował około 4 min. aby zejść z temperaturą z 220 oC do 174 oC przy ponownym ustawieniu max. obrotów dla wentylatora.

    Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W

    Tryby pracy dla mojego urządzenia:

    1. Pierwszy tryb pracy jest bardzo prosty, gdyż nie wymaga żadnego zewnętrznego źródła zasilania. Wystarczy podłączyć badany/testowany układ do gniazd (G2 i G3), które są podpięte bezpośrednio do żarówki halogenowej Ż1 i rozpocząć pracę. Warunek jest tylko jeden: Taki test dopuszczalny jest tylko do kilku minut ciągłej pracy, szczególnie przy pracy z max. napięciem zasilania zewnętrznego, które nie powinno przekraczać 24V. Powód jest tylko jeden: skrócenie żywotności samej żarówki lub jej nawet uszkodzenie oraz ewentualne przegrzanie elementów w układzie regulatora.
    2. Drugi tryb pracy polega na dołączeniu badanego/testowanego źródła zasilania do gniazd G2 i G3 (bezpośrednie połączenie do żarówki halogenowej Ż1) lub do gniazd G4 i G5 (pośrednie połączenie do żarówki Z1), a następnie włączenie urządzenia włącznikiem Wl.1.
    Czas opóźnienia dla załączanie styków zwiernych łączących gniazdo G2 i jeden z odczepów żarówki Ż1 z gniazdem G4 oraz gniazdo G3 i drugi z odczepów żarówki Ż2 z gniazdem G5 może by regulowany potencjometrem obrotowym (oznaczenie: CZAS) od 10s do 60s.
    Prędkość regulacji obrotów wentylatora możliwa przy pomocy potencjometru obrotowego (oznaczenie: OBROTY) w zależności od potrzeb, tzn. od stopnia nagrzania urządzenia oraz ewentualnie od wydzielanego hałasu przez wentylator.

    Dokumentacja techniczna:
    - schemat elektryczny;
    - wykaz elementów;
    - specyfikację dla układu MCY74541.

    Wady urządzenia:

    W przyszłości planuję zmienić sposób mocowania żarówki halogenowej do szklanej obudowy, zastępując dotychczasowe rozwiązanie (z klejonego) na możliwość szybkiej i bezproblemowej jej wymiany w razie spalenia.

    Koszty:

    Kwestia kosztów, jak to zwykle bywa w moich projektach jest trudna do dokładnego oszacowania, gdyż większość użytych przez mnie części pochodziła z odzysku, a reszta nowych elementów takich jak: (4 gniazda zaciskowe, 4 metalowe spinki oczkowe oraz koszulki termokurczliwe) pozostała mi jako spadek po innych projektach albo po prostu zapasy warsztatowe.
    Jednakże wydaje mi się, że koszt całego projektu zamknął się w około 10 zł.


    Zapraszam do czytania, zadawania pytań i wyrażania swoich opinii.

    Pozdrawiam
    Sewa2007


    Fajne! Ranking DIY
    Potrafisz napisać podobny artykuł? Wyślij do mnie a otrzymasz kartę SD 64GB.
  • Relpol
  • #2 18 Wrz 2015 00:59
    eurotips
    Poziom 35  

    Umieść żarówkę na radiatorze, tak aby było dobre odprowadzanie ciepła i jednocześnie możliwość wymiany jak się spali, i dmuchaj na radiator, w taki sposób nie będziesz miał piecyka wewnątrz obudowy.

  • #3 18 Wrz 2015 08:10
    Zbigniew 400
    Poziom 36  

    W związku że na światło idzie ok. 20% energii to należało by się zastanowić nad opornikiem.
    Ja zastosowałem w swoim obciążeniu stado tranzystorów w metalowych obudowach.

  • #5 18 Wrz 2015 09:53
    Sewa2007
    Poziom 13  

    Witam,

    Dziękuję za pierwsze posty i już odpowiadam na pierwsze pytania.

    Kolego eurotips:
    Jak najbardziej przyszłościwo pomyślę o dodatkowym chłodzeniu dla wymienialnej żarówki. Zastanawiam się również na zainstalowaniu dodatkowego wnetylatora, który będzie wyciągał powietrze.

    Kolego Zbigniew 400:
    Też myślałem o włożeniu dodatkowego rezystora mocy np. 10 Ω / 50W w metalowej obudowie mocowanego do obudowy urządzenia.

    Kolego Freddy:
    Wentylator dmucha zimnym powietrzem na żarówkę.

    Pozdrawiam

  • #6 18 Wrz 2015 09:53
    14K
    Poziom 5  

    Projekt fajny i przydatny ale mam 1 uwagę dałeś bezpiecznik na N'ie i to jest błąd
    bo jak na N'ie spali się bezpiecznik a na fazie nie to w obwodzie nadal będzie napięcie. Ale podanym jest dobrze 👍

  • #7 18 Wrz 2015 10:06
    kortyleski
    Poziom 41  

    Podałeś 1,7 oma przy 12V i 4A. Nijak mi to nie pasuje. No i generalnie zbudowales skomplikowany piecyk z podświetleniem. Wystarczyło wentylator połączyć równolegle z żarówką, samo by się regulowało. Po za tym brak regulacji prądu. Jak dla mnie nieprzydatna zabawka, chyba że zimą kubek z herbatą postawić. Ale samą konstrukcję pochwalę, estetyka i przemyślany montaż.

  • Relpol
  • #8 18 Wrz 2015 12:15
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    Rezystancja niewygrzanego włókna żarówki wyniosła 1,2 Ω;
    Rezystancja wygrzanego włókna żarówki po 5 min. wyniosła 1,7 Ω przy napięciu zasilania 12V i prądzie 4A.

    Zastanawia mnie jakim sposobem wyszły ci tak małe zmiany rezystancji, czy to aby dobrze zmierzone? żarówki halogenowe 12V 50W których używałem na gorąco miały 2,8Ω na zimno schodziły poniżej 0,3Ω, z powodu że żarówki halogenowe maja wyższą temperaturę pracy włókna od zwykłych, zmiany rezystancji są bardzo duże.

    W całe urządzenie włożyłeś sporo pracy, ale najmniej w samo sztuczne obciążenie, podstawowej funkcji poświęciłeś najmniej uwagi. To trochę jak zbudować samochód z silnikiem od kosiarki. Może uda ci się względnie szybko zamienić tą żarówkę na kawałek elektroniki.

    Zazwyczaj narzędzia dopoasowujemy do wykonywanej pracy, np sztuczne obciążenie do testowanego zasilacza w tym przypadku to zasilacz trzeba dopasować do sztucznego obciążenia, najlepiej żeby był regulowany i z ograniczeniem prądowym, bo takie "lubi" to obciązenie.

  • #9 18 Wrz 2015 12:22
    Freddy
    Poziom 43  

    Sewa2007 napisał:
    Rezystancja wygrzanego włókna żarówki po 5 min. wyniosła 1,7 Ω przy napięciu zasilania 12V i prądzie 4A.
    Cos nas chyba kantujesz :). Jak byk wychodzi 3Ω.
    Powiedz mi poza tym, w jaki sposób dokonujesz pomiaru rezystancji - zdjęcie gdzie widać na przyrządzie 1.7Ω.

  • #10 18 Wrz 2015 13:27
    Sewa2007
    Poziom 13  

    Witam,

    Już odpowiadam na kolejne pytania i zgłoszone uwagi przez Wszystkich:

    W kwestii pomiaru rezystancji włókna, to z tego co pamiętam wartość minimalna wynosiła 1 Ω, a po tych 5 min. max raz pokazało 2,1 Ω (więc faktycznie nie do końca to jasno opisałem). Drobna uwaga jest to żarówka na 24 V a nie na 12 V.
    Faktem było, że rezystancja rozgrzanego włókna, zaraz po odłączeniu zasilania bardzo szybko spadała.
    Sam pomiar rezystancji przeprowadziłem mulimetrem cyfrowym bezpośrednio podłączonym do gniazd z podłączoną żarówką.
    Aby rozwiać wszelkie wątpliwości przez weekend dokonam kolejnych pomiarów:
    Pierwszy pomiar na zimno, drugi po 5 min. i ostatni po powiedzmy 30 min. ciągłej pracy.

    Niestety zdjęcie posiadam tylko jedno zdjęcie z wynikiem pomiaru dla 1,7 Ω (które zamieściłem).

    W początkowym zamyśle tego projektu, miał być to prosty układ tylko z samą żarówką bez żadnej regulacji prądowej. Jak tu już wiele osób zauważyło, jest to wadą tego urządzenia. Pomyślę na ewentualnym rozszerzeniem go.

    W kwestii zaś panującej w środku temperatury i przysłowiowego piekarnika to przy tych wartościach napięcia i prądu tak naprawdę gorąca była sama lampa. Obudowa urządzenia oraz elementy dookoła dobrze schłodzone.
    Dodam tylko, że czujnik temperatury (te 220 oC)umieszczony był na szklanej lamie pod aluminiową osłoną, a nie bezpośrednio na samej żarówce.

    Pozostaje otwarta kwestia wykonania pomiarów dla napięcia zasilania 24 V i powiedzmy 5,5A. Niestety chwilowo nie posiadam sprawnego zasilacza do przeprowadzenia takiego testu. Podjerzewam, że przy takich parametrach zasilania zmieni się dość mocno charakterystyka temperaturowa.

    Pozdrawiam

  • #11 18 Wrz 2015 14:34
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    Faktem było, że rezystancja rozgrzanego włókna, zaraz po odłączeniu zasilania bardzo szybko spadała.
    Sam pomiar rezystancji przeprowadziłem mulimetrem cyfrowym bezpośrednio podłączonym do gniazd z podłączoną żarówką.

    Taki pomiar nie jest miarodajny, rezystancje na ciepło wyliczaj z napięcia i prądu.
    Ile pokazuje twój omomierz na zwartych zaciskach? bo wiele mierników małe rezystancje mierzy bardzo niedokładnie.

  • #12 18 Wrz 2015 18:37
    japko1024
    Poziom 17  

    Czy kierunek wymuszonego przepływu powietrza jest zgodny z kierunkiem konwekcji? Żarówki w przeciwieństwie do zwykłych rezystorów pobierają przy włączaniu duży prąd, więc mógłby się przydać układ soft-start (chyba, że chcesz testować zasilacze przy tego typu obciążeniu - np. rozładowane kondensatory używane do wygładzania przebiegu napięcia również przez chwilę stanowią zwarcie).

  • #13 19 Wrz 2015 13:42
    deus.ex.machina
    Poziom 32  

    Zamień żarówkę 24V na kilka połączonych równolegle podłużnych żarówek 230V (popularne 300 - 500W halogeny) - za 2,5zl trudno będzie znaleźć rezystor o podobnej mocy.

  • #14 19 Wrz 2015 16:39
    skaktus
    Poziom 37  

    Po co żarówka jest owinięta papierem ? Przecież to jest dodatkowa izolacja cieplna.

  • #15 19 Wrz 2015 18:39
    Freddy
    Poziom 43  

    deus.ex.machina napisał:
    ... trudno będzie znaleźć rezystor o podobnej mocy ...

    Takie rezystory mocy są dostępne np. w TME, Elemar.
    Do Elemaru jednak trzeba zadzwonić i pytać, bo nie ma oferty na stronie internetowej.
    Cena takiego rezystora 50W to kilka do kilkanaście złotych.

  • #16 20 Wrz 2015 00:49
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    Cena takiego rezystora 50W to kilka do kilkanaście złotych.

    Tranzystor wychodzi taniej ;) ale tu nie na cenę trzeba patrzeć, na tranzystorach mozna zrobić coś nastawialnego, a z rezystorów co zrobisz, tylko dać tuzin i przełączać.

  • #17 21 Wrz 2015 10:23
    Sewa2007
    Poziom 13  

    Witam,

    Tak jak obiecałem, zamieszczam dodatkowe zdjęcia z pomiarów.
    Faktycznie popełniłem podstawowy błąd podczas obliczania małej rezystancji zimnego włókna nie uwzględniając rezystancji przewodów, stąd te zakłamanie.
    Pomiar wygrzanego włókna wiarygodny jedynie w zasadzie tylko przy pomocy metody pośredniej.
    Dziękuję kolegom za zwrócenie uwagi.
    Pozwoliłem sobie jednak spróbować pomierzyć również rezystancję wygrzanego włókna przy pomocy omomierza. Jak widać mamy sporą różnicę w wartościach spowodowaną bardzo szybkim spadkiem rezystancji zaraz po odjęciu napięcia zasilania (potwierdza tą nieliniową charakterystykę rezystancji w zależności od temperatury włókna żarówki).

    Wszystkie pomiary były wykonywane w wentylowanym pomieszczeniu o temperaturze (20-22) oC.

    Pomiar rezystancji zimnego włókna żarówki halogenowej przy pomocy multimetru cyfrowego firmy V&A INSTRUMENT VA42RP (żółty)

    RZWŻH = RWM – RPM = 1,1 Ω - 0,5 Ω = 0,7 Ω

    gdzie:
    RZWŻH – Rezystancja zimnego włókna żarówki halogenowej
    RWM – Rezystancja wskazana przez multimetr
    RPM – Rezystancja przewodów multimetru

    Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W

    Pomiar rezystancji zimnego włókna żarówki halogenowej przy pomocy multimetru cyfrowego firmy VOLCRAFT VC140 (niebieski):

    RZWŻH = RWM – RPM = 0,6 Ω - 0,1 Ω = 0,5 Ω

    Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W


    Pomiar rezystancji wygrzanego włókna żarówki halogenowej po 30 min. ciągłej pracy przy napięciu zasilania 12 V i prądzie 4 A z zasilacza komputerowego:

    Metoda bezpośrednia przy pomocy multimetru cyfrowego VA42RP:
    RWWŻH = RWM – RPM = 1,8 Ω - 0,5 Ω = 1,3 Ω

    gdzie:
    RWWŻH – Rezystancja wygrzanego włókna żarówki halogenowej

    Metoda bezpośrednia przy pomocy multimetru cyfrowego VC140:
    RWWŻH = RWM – RPM = 1,2 Ω – 0,1 Ω = 1,1 Ω

    Metoda pośrednia przy pomocy multimetrów cyfrowych: VA42RP i VC140:
    RWWŻH = UŻH/IŻH = 10,87 V /3,96 A = 2,745 Ω

    gdzie:
    UŻH – napięcie na żarówce halogenowej (VC140)
    IŻH – prąd przepływający przez żarówkę halogenową (VA42RP)

    Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W

    Pomiar rezystancji wygrzanego włókna żarówki halogenowej po 30 min. ciągłej pracy przy napięciu zasilania 12 V i prądzie 4 A z prostownika:

    Metoda bezpośrednia przy pomocy multimetru cyfrowego VA42RP:
    RWWŻH = RWM – RPM = 2,4 Ω - 0,5 Ω = 1,9 Ω

    Metoda bezpośrednia przy pomocy multimetru cyfrowego VC140:
    RWWŻH = RWM – RPM = 1,1 Ω – 0,1 Ω = 1,0 Ω

    gdzie:
    RWWŻH – Rezystancja wygrzanego włókna żarówki halogenowej

    Metoda pośrednia przy pomocy multimetrów cyfrowych: VA42RP i VC140:
    RWWŻH = UŻH/IŻH = 11,38 V /3,82 A = 2,979 Ω

    Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W

    Charakterystyka zmian temperatury na lampie dla czasu pomiaru tp =30 min. przy napięciu zasilania 12 V i prądzie 4 A z zasilacza komputerowego:

    Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W

    Charakterystyka zmian temperatury na lampie dla czasu pomiaru tp =30 min. przy napięciu zasilania 12 V i prądzie 4 A z prostownika:

    Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W Pasywne obciążenie z żarówki halogenowej na 24 V/150 W

    Dodatkowo w pliku .xls zamieszczam dane z całego czasu trwania pomiaru przy użyciu dwóch źródeł zasilania.

    Z pomiarów wynika, że:

    RZWŻH wynosi około (0,5-0,7)Ω
    RZWŻH wynosi około 3 Ω

  • #18 21 Wrz 2015 10:29
    Freddy
    Poziom 43  

    Tylko jak możesz to mierzyć omomierzem - to nie ma sensu. Jak odłączysz, i podłączysz przyrząd, to temperatura znacznie spadnie.
    Jedyny sensowny i wiarygodny pomiar, to pomiar prądu płynącego i spadku napięcia. Na tej podstawie obliczasz rezystancję.

  • #19 21 Wrz 2015 11:00
    Sewa2007
    Poziom 13  

    Cytat:
    skaktus
    Po co żarówka jest owinięta papierem ? Przecież to jest dodatkowa izolacja cieplna.


    Kolego skaktus:
    Żarówka halogenowa zainstalowana jest bezpośrednio do szklanej oprawy co stanowi swego rodzaju lampę. Sama lampa jest owinięta folią aluminiową z puszki po wiadomo jakim napoju. Zadaniem tej foli było zapewnienie pewnej izolacji termicznej od reszty elektroniki, dodatkowo miała zminimalizować wydostające się światło z całej obudowy, tak by głównie świecił przód lampy.

    System chłodzenia jak widać na pomiarach dobrze się sprawdza, aczkolwiek planuję dodać dodatkowy wentylator wyciągający oraz dorobić mały pierścieniowy radiator zakładany na lampę.

    Samej żarówki na razie nie zamierzam zmieniać (dopiero jak się spali).

    Zastanawiam się jedynie nad dołożeniem równoległego rezystora mocy i ewentualnie regulacji prądu przy pomocy tranzystora.

    Pytanie teraz mam do Was: czy spotkaliście się może z jakimś sprawdzonym projektem w takiej konfiguracji.

    Wiem, wiem, żarówka i zachowanie stabilnej regulacji oraz wiarygodnego wskazania przepływającego prądu dla takiego obciążenia to praktycznie niewykonalna sprawa.

    Dodano po 10 [minuty]:

    Cytat:
    Freddy:Tylko jak możesz to mierzyć omomierzem - to nie ma sensu. Jak odłączysz, i podłączysz przyrząd, to temperatura znacznie spadnie.
    Jedyny sensowny i wiarygodny pomiar, to pomiar prądu płynącego i spadku napięcia. Na tej podstawie obliczasz rezystancję.


    Zgadzam się z Tobą, dlatego na sam koniec zrobiłem podsumowanie moich wyników.

    Pomiary omomierzem zamieściłem jedynie po to, żeby pokazać jak duża jest rozbieżność wyników dla tej metody, kiedy mierzymy tak małe rezystancje dla elementów mocno zależnych od temperatury. Niezależnie od sprzętu jakim dysponujemy oraz szybkości podłączania się do badanego układu.

    Faktem jest, że do tego typu pomiarów musimy stosować jedynie metodę pośrednią.

    Jeszcze raz dziękuję za zwócenie uwagi.

  • #20 21 Wrz 2015 18:41
    japko1024
    Poziom 17  

    Czy papier się nie zapali? Jeśli chodzi o odprowadzanie ciepła, to najprościej byłoby zastąpić wbudowaną lampę zwykłym gniazdkiem, takim jak używa się w instalacji 230 V i podłączyć do niego fabrycznie wykonaną oprawę z wkręconą żarówką. Tylko, że mogłoby to być nieporęczne, zajmowałoby więcej miejsca i nie byłoby tak bardzo DIY :)

  • #22 21 Wrz 2015 19:06
    vodiczka
    Poziom 43  

    Moim zdaniem ta konstrukcja to przerost formy nad treścią, chyba że autor wykorzysta obudowę i wentylatorek do zbudowania tego co zapowiadał

    Sewa2007 napisał:
    Po trzecie – w przyszłości planuję zbudować swoje własne sztuczne obciążenie z regulacją prądową.
    Do wykorzystania żarówki jako obciążenia wystarczy oprawka z przewodem :)

  • #23 21 Wrz 2015 23:10
    Mark II
    Poziom 20  

    Obudowanie żarówki radiatorem to dość karkołomny pomysł. Po pierwsze, co ze stykiem metal-szkło, to są zupełnie różne rozszerzalności termiczne, aluminium ma współczynnik ponad dwukrotnie większy. Po drugie, jeżeli chcemy chłodzić bańkę, to obudowując żarówkę radiatorem część promieniowania podczerwonego odbijemy z powrotem do wnętrza żarówki podnosząc temperaturę włókna, ponadto niejednorodności przewodnictwa cieplnego na styku metal- szkło, zaowocują naprężeniami mogącymi żarówkę wysłać w zaświaty.
    Czy nie lepiej, nawet za pomocą blachy z puszki, zbudować tunel wewnątrz którego umieścimy żarówkę i przez który będziemy przetłaczać powietrze tak, aby omywało ścianki bańki?

  • #24 22 Wrz 2015 09:10
    vodiczka
    Poziom 43  

    Mark II napisał:
    Obudowanie żarówki radiatorem to dość karkołomny pomysł.
    Autor proponuje radiator pierścieniowy, jeżeli będzie wykonany ze sprężystej blachy w formie przeciętego pierścienia to samoczynnie dostosuje się do zmiany wymiarów szkła.
    Tylko tak jak napisałem to wszystko przerost formy nad treścią a przydatność projektu znikoma bo dysponując jedną żarówką zmieniającą oporność w funkcji temperatury żarnika, mamy znikomą możliwość doboru obciążenia do naszych potrzeb.
    Jeżeli autor chce pozostać przy żarówkach to powinien zastosować ich kilka i łączyć odpowiednio do potrzeb ( połączenia równoległe i /lub szeregowe)
    Zbudowanie tego ustrojstwa:
    Sewa2007 napisał:
    bo miałem wolną zalegającą żarówkę
    to przejaw infantylizmu.
    Mam dwie zalegające grzałki po zepsutych czajnikach, mam z tego powodu budować pasywne obciążenie na tych grzałkach? :)