OdiS’ блог
Нагрузочный Стенд Для Импульсных Блоков Питания
Запись опубликована OdiS · 27 декабря 2010
6 102 просмотра
Когда приходится ремонтировать импульсные блоки питания компьютеров, то для финальной проверки можно воспользоваться (с некоторой долей риска) собственным компом или соорудить временную нагрузку. Но как быть, если ремонтировать блоки приходится по 3 — 10 штук в неделю! Тут с времянками не наиграешься, да и подопытный комп тоже ведь не бессмертный! Я столкнулся именно с такой проблемой и решил соорудить что-то вроде универсального нагрузочного стенда. Требования к нагрузочному стенду, при изготовлении был следующие.
1) Поскольку ремонтировать приходится блоки питания разной мощности, то он должен создавать суммарную нагрузку 100 — 150 Вт, по всем шинам питания, с возможностью включения, как дополнительной нагрузки, так и в холостую.
2) Иметь возможность ручного запуска и останова БП
3) Индицировать состояние ремонтируемого блока (включен, выключен, POWER GOOD).
4) Обеспечивать защиту неисправного блока питания от «взрыва» в случае КЗ.
5) Ну и конечноже должен иметь простую надежную конструкцию и минимальную стоимость.
Под рукой оказался металлический корпус от 350-ватного блока фирмы FSP. Подойдет! Собственно нагрузку рекомендуют собирать из проволочных резисторов типа ПЭВ-10 или мощнее, включенных параллельно. К сожалению, под рукой ничего подобного не оказалось, а поездка на радио рынок не увенчалась успехом. Выручила спираль на 1,8 кВт с диаметром нихрома около 0,5 мм
Из этого нихрома пришлось изготовить 5 сопротивлений на 1 Ом (18 витков спирали) и 5 сопротивлений на 2,2 Ом (40 витков). Причем каждая пятерка сопротивлений имела цельную структуру, чтобы в дальнейшем упростить сборку самих нагрузочных элементов. В качестве крепежных фланцев были использованы алюминиевые радиаторы от все тех же блоков питания.
Кроме функции крепления, фланцы обеспечивают электрический контакт, являясь боковыми обкладками сопротивлений, а также дополнительными теплоотводами. Для сборки были использованы подручные материалы и крепежные элементы. Далее хочу привести несколько фоток поэтапной сборки основной нагрузки.
В полученной конструкции, центральный фланец является общим проводом (последняя фотография), левый — отвод сопротивления 0,2 Ом (нагрузка для 3,3 В), а правый — отвод сопротивления 0,44 Ом (нагрузка для +5 В). Хочу отметить, что не стоит экономить на сечении проводников (как это сделал я), особенно для цепи «3,3 В». Текстолитовые прокладки служат в качестве изолятора при установке в корпус, а центральный фланец непосредственно крепится к днищу корпуса с помощью малогабаритного уголка.
Для напряжения +12 В роль нагрузки выполняет резистор типа С5 -5 — 10Вт сопротивлением 10 Ом.
При тестовом подключении этой сборки к рабочему блоку питания выяснилось, как я и предполагал, что она выделяет значительное количество тепла. Была даже мысль установить на будущий стенд 2 кулера — на вдув и выдув. Но потом решил просто запитать вентилятор от 17 Вольт (-12 и +5 В), тем самым повысив его эффективность.
В устройстве стенда предусмотрена простейшая, отключаемая, защита тестируемого блока питания от взрыва элементов — электролампа 220В 60Вт. На следующем рисунке привожу полную схему конструируемого стенда (прошу прощения за грубый рисунок. ) ).
Следующий этап — сборка схемы управления и индикации. Кнопки START и STOP типа ПКн6-1. Реле К1 — малогабаритное на 12В, с двумя группами переключающих контактов. Я использовал РЭС-60, паспорт не помню. Двухцветный светодиод зеленого и красного свечения от CD-ROMа. Для удобства монтажа установил несколько контактных лепестков.
Для того чтобы нагрузку можно было легко отключать или изменять ее конфигурацию, например, запаяв перемычки только для +5В, служит этот ножевой разъем (розетка) с разными вилочными частями.
Ну а когда обе «половинки» устройства готовы, можно их «объединить» и надежно увязать жгуты. Не стоит забывать, что длина силовых проводников должна быть как можно короче.
Все! Аккуратно ставим крышку на место, закручиваем 4 винтика и… опа! О времянках можно забыть — нагрузочный стенд готов!
Трехнедельный опыт интенсивной эксплуатации подтвердил удобство работы с этим устройством как в процессе поиска неисправности БП, так и при финальном тестировании под нагрузкой с проверкой стабильности и пульсаций выходных напряжений.
Что еще. Эта конструкция не является окончательной версией, и в дальнейшем будет подвергаться необходимым доработкам и модернизациям. Разумеется, я открыт для Ваших замечаний и предложений
Источник
Балансировочный стенд своими руками на отладочной плате SiLabs C8051F120-TB
Если вы задумали отбалансировать что-то вращающееся, будь то колесо, винт самолета или летающая тарелка. Или Вам интересна история, как проходят рабочие будни программиста. Увлекательная история по созданию балансировочного стенда…
Предисловие.
Выражаю благодарность моему руководителю Дмитриеву Ивану Алексеевичу, инженеру конструктору Арапову Андрею, инженерам электронщикам Тураеву Александру и Гидалю Григорьевичу. Этот стенд результат работы сплаченной команды.
Начну с пред истории: Работаю я программистом в организации
Совершенно не секретно, но к делу не относится, скажу лишь, что занимаемся БПЛА
где периодически появляется множество разных интересных задач, и появилась у нас необходимость провести балансировку высокой точности винта самолета. Оборудование для такой балансировки как оказалось можно купить, но стоить это будет очень дорого, решили сделать сами.
Немного расскажу зачем это понадобилось. Наш самолет, с этим винтом, ужасно колбасило на холостых оборотах(800 об/мин). Обычно балансируют такие штуки, статически и динамически. Статическая балансировка заключается в уравновешивании относительно центра вращения, без вращения, а динамическая это уравновешивание во время вращения.
Что касается статической балансировки, то тут все понятно винт просто уравновешивается относительно центра вращения, а вот что делать с динамической балансировкой, когда при вращении винт начинает создавать вибрацию.
Для такой задачи был построен
, состоящий из рамы прикрепленной на пружинках к массивному основанию.
На массивном основании установлен электродвигатель, и через шкив он вращает ось, на которую установлен балансируемый винт. Еще на раме установлены акселерометры, а на ось с винтом датчик холла. Электродвигатель подключен к частотнику, который управляет частотой его вращения.
В качестве измерителя отклонения был использован акселерометр на две оси, через усилитель подключенный на АЦП отладочной платы SiLabs C8051F120-TB. Чтобы отловить момент прохождения вращающегося тела через 0 градусов, был поставлен датчик холла, сигнал с которого подавался еще на одну ножку отладочной платы.
Итак мы получили нехитрый агрегат,
который может измерить ускорение рамы с телом вращения, и подать сигнал о прохождении через 0 градусов вала, вращающего балансируемый винт.
/внешний вид нехитрого девайса/
Мне дали эту конструкцию, и поставили задачу программным путем узнать, какое необходимо количество изоленты , кусочков пластилина или аракала очень точно взвешенных грузов, прилепить на краешек лопасти винта, для того, чтобы он стал отбалансированным. И сделать приложение с удобным и понятным интерфейсом, чтобы за 5 минут можно было разобраться как ею пользоваться.
Сначала я подумал, что управлюсь за один день, и задача очень простая. Но при снятии сигнала осциллографом, обнаружилось, что вибрация всей установки, помехи от электросети, и прочий шум, превращают снятый сигнал с АЦП в равномерный непонятный шум. Хотя если приглядеться, то проглядывается явный периодический максимум и минимум. На отладку программной части и железа ушло около недели, или даже чуть больше, зато потом точность девайса стала радовать глаз.
/Показания осцилографа/
На отладочную плату я написал программку, которая снимает показания, и посылает их на COM порт.
Конфигурируем контроллер, определяем основные переменные, выделяем массивы и константы. Готовим отладочную плату к программированию.
Тут мы крутимся постоянно в бесконечном цикле, и отправляем полученные измерения АЦП
Создаем событие для прерывания с ножки, на которую подключен датчик холла
Тут мы мониторим прерывания с датчика Холла.
Чтобы точно знать сколько прошло времени, мы запускаем таймер, и считаем в нем время
Тут мы записываем в буфер измерения АЦП
Для того, чтобы как-то отделить нужные отклонения, на настольном приложении я решил применить преобразование Фурье, которое я до этого использовал для обработки картинок, немного поколдовав с бубном, получилось выделить нужные частоты.
Для разработки интерфейса я использовал C++ Builder 6.0
Для выделения из полученного сигнала нужной частоты, очень полезным оказалось прямое и обратное преобразование Фурье. Данные льются непрерывным потоком, и чтобы успевать их обрабатывать, я применил оптимизированную версию, так называемую FFT . это не панацея, и для обработки видео потока лучше распаралеливать и использовать GPU, но для данной задачи, вполне применимо.
Чтобы прием и расшифровка буфера происходила автоматически, я сделал возможность делать это по таймеру, не совсем удачная идея, сейчас бы я сделал по другому, я бы собирал данные по приходу в отдельном потоке, и передавал на вывод, чтобы не мешать интерфейсу ввода и другим приложениям. Однако и такой вариант оказался жизнеспособным, и со своей задачей справился вполне успешно.
В итоге получилась довольно удобная программка, которая показывает, в какую сторону существует дисбаланс, и приноровившись приклеивая кусочки аракала по 0,15г удалось достаточно точно отбалансировать винт.
/Сама программка в работе/
Если посмотреть на пики по частотам, то можно заметить, что ярко выражены две амплитуды, как выяснилось одна отвечает за вибрацию винта, а вторая создается электромотором, так как он подключен через ремень и крутиться быстрее. Таким образом балансируя винт мы минимизируем первый пик, прикрепляя грузик соразмерный с отклонением круга, на противоположенную сторону.
Источник
Стенд для тестирования БП, первая версия.
Дело было вечером, делать было не чего.
Идея соорудить данный стенд появилась давно. Пока подъехали железяки, переходники, пока появилось время…
Обзор будет не полный и не правильный, но какой есть.
То, что было использовано для сборки:
Ваттметр. 15,99$ 
Поставляется в обычной коробке, с инструкцией. 
Что может?
Operating Voltage: AC230V(EU)
Max Operating Current: 16A
Current Range: 0.01A-19.999A
Power Range: 1W-3680W
Indication of Frequency: 46Hz-65Hz
Measurement of Consumption: 0.00kWh to 9999.99kWh
Duration of Indication: up to 9,999 hours 59 minutes
Item Size: 12 * 6.3 * 7.5cm / 4.72 * 2.48 * 2.95in
Item Weight: 150g
Характеристики на упаковке 
Инструкция читабельная 
Использоваться будет для определения потребляемой мощности исследуемого БП.
Главный элемент стенда: амперметр
JUNTEK DC 0.01-100V 0.1-300A 40$ 
Поставляется в обычной коробке, все аккуратно замотано в несколько слоёв пупырки, по отдельности. 
Питается от 12в или usb 
Имеет просто дикий объем функций, но пользоваться я ими, конечно же, не буду. Нужен исключительно амперметр.
Характеристики
Вольтметр-амперметр 3$ 
10а маловато для теста, откажусь от функции амперметра. Вольтаж только для контроля 5в линии, на контроль просадок.
Надо было брать два, еще на 12в линию.
Долго думал про правильное подключение к цепи.
На выходе получил:
2 верхних пина отвечают за питание самого устройства.
3 пина для снятия показаний.
Для использования в качестве вольтметра замываем красный с красным, черный с черным и к бортовой сети (при условии 4,5- 30в)
Для снятия силы тока синий провод цепляем к минусу нагрузки в разрыв между блоком питания и нагрузкой.
Универсальный тестер БП 
Началось все с бумаги, долго и упорно пытался представить себе панельку с приборами, а потом организовать грамотную разводку.
В практическом исполнении получилось приблизительно похоже.
Реализацию начал с поисков похожего корпуса в подвале родителей, который содержит в себе много загадок.
Нашелся корпус и морда к нему, после долгих приготовлений получился вот такой уродец. 
С обратной стороны опытного образца вот такой тихий ужас. 
Опасений было много, провода тонкие, токи планируются большие. Китайцы с али подвели, один обос подвел и прислал только один переходник, другая посылка потерялась. Были планы, входное питание разделить на 3-4 разъема, хоть как то компенсировать тонкие провода. Итого, у меня только мама 6 пин и 8 пин. Полезли проблемы, БП ухрдил на короткое и вырубался. Почему?
Тут я прозрел ( после поиска в гугле ) 
Разъемы бывают разные, будьте внимательны и не повторяйте моих ошибок. 
Физически одинаковые разъёмы 8 пин диаметрально противоположны в электрической части.
А я то думал, где же согрешил при сборке: ведь КЗ получаю.
Силовой блок моего амперметра. 
Шунт для силовой части меня удивил размерами. 
По инструкции готовлю для подключения в разрыв минусовой части цепи. 
Вот тут я допустил ошибку и не стал использовать внешнее питание для данного блока ( разъемы Gnd и vExt ) 
Основной частью нагрузки являются галогенные лампочки по 35вт каждая ( 10 штук ) 
Установил в клеммные колодки, изолировал синей изолентой+ пластиковая проставка между ними. 
Автомобильная лампа 100+ 90 вт 
Дополнительная лампа для Over Load на 40вт 
Итого: нагрузка в теории на 350 + 190 + 40 = 580 Вт, что на 12В будет требовать до до 48А.
Я относился к этому относительно нормально, но папу такие цифры приводили в ужас.
При сборке допустил ошибку, хотел лампы поставить последовательно. После первой 100+90 тока уже не хватало зажечь
десяток 35-ти ваттных. 
Переключил в колодке на параллель. Вот такая нагрузка получилась у меня. 
Я переоценил возможности своей системы, при максимальной нагрузке начала подводить проводка китайских переходников. Словил в стенде КЗ, случайно поймал кадр перед отключением блока питания ПК и волшебным дымом. 
Стенд пойдет в переделку, но результатом я доволен и успел протестировать БП-шку. Обзор скоро оформлю.
Что я уже понял:
нужно внешнее питание для силового блока, что бы не искажались показания по вольтажу.
переделать/ купить коннекторы с нормальными проводами.
выполнить кабельменеджмент панели.
В Планах: собрать все в один корпус, через «рубильник» развести уровни нагрузки.
Поставить в новом корпусе модельный мотор + сервотестер, для охлаждения ламп.
Буду рад комментариям Гуру с советами по доработке данного устройства и нормальной разводке для нагрузки.
Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.
Источник
