Pobór prądu przez HID (ksenonowe, Xenon)

Przy konstruowaniu lamp podwodnych do kamer nadal stosuję lampy HID. Tanie, popularne, dające przyzwoite odwzorowanie kolorów (nie idealne). Dobrze sprawdzają się w tym zastosowaniu.

Problemem jest ich testowanie na powierzchni. Nie zawsze pod ręka są akumulatory o odpowiedniej wydajności prądowej. Wolę zresztą na etapie testów korzystać z zasilaczy (zapewniających np.: pomiary i zabezpieczenie przeciwzwarciowe) i tu powstaje problem, jaką wydajność prądową powinien mieć taki zasilacz? Ja najczęściej wykorzystuję taki:
Zdaje on egzamin w tym zastosowaniu tylko do zasilania pojedynczego palnika z przetwornicą. W żaden sposób nie nadaje się do testowego uruchomienia całego zestawu lamp, gdzie w najbardziej rozbudowanej wersji mam ich 7 sztuk... Wtedy pozostają tylko specjalnie przygotowywane pakiety akumulatorów. Z kilkoma gorzej przygotowanymi akumulatorami pożegnałem się dosyć szybko - padały jak muchy...

Postanowiłem w końcu przeznaczyć chwilę i dokładnie sprawdzić pobór prądu w chwili rozruchu HID.

Pierwszy test
Chińskie moduły z palnikami 35W, które czekają na włożenie do obudowy i okablowanie.
Pierwszy test z użyciem amperomierza z ustawionym próbkowaniem pięć razy na sekundę.



Drugi test
By dokładnie sprawdzić prąd w chwili uruchomienia lampy HID użyłem oscyloskopu. W szeregu zestawiony jest również precyzyjny multimetr z włączonym logowaniem wartości minimalnych i maksymalnych.
I = U/R
I = 1,42 V / 0,1 Ω
I = 14,2 A



Trzeci test
Pierwsza lampa nurkowa 35W, firmowa, mangrowe. Pomiar jak w teście drugim.
I = U/R
I = 2,16 V / 0,1 Ω
I = 21,6 A

Wcześniejsze nagranie z naprawy lampy Mangrove:


***

Pierwsze spostrzeżenie jaki mam, to że każdy z modułów HID pobiera inny prąd. W poprzednich pomiarach, przeprowadzonych dawno temu prąd rozruchu zmierzony multimetrem wynosił nawet 8,5 A (jeden moduł!).



***

Inne wpisy:


Update: 2015.09.10
Create:  2015.09.10
Autor: Brak komentarzy:
Etykiety: , , ,

Elektryka w USA (i Kanadzie)

120 V to jest standardowe napiecie w gniazdkach dla urządzeń małej mocy (zazwyczaj 100 V - 127 V). Częstotliwość 60 Hz, a maksymalna obciążalność takiego gniazda to 15 A. Domowe urządzenia dużej mocy zasilane są z 240 V (dawniej było to odpowiednio 120 V i 220 V).

Sposoby doprowadzenia zasilania do budynków w USA.
Jest to system split-phase, czyli jednofazowe uzwojenie wtórne transformatora  o napięciu 220 V z wyprowadzonym pośrodku odczepem. Dziki temu mamy bezpieczniejsze, niższe, napiecie dla odbiorników małej mocy, oraz 240 V dla odbiorników dużej mocy, jak piekarniki, suszarki do ubrań. Na przykład kuchenka elektryczna moze pobierać 2x40 A, suszarka do ubrań 2x30 A, podgrzewacz wody 2x20 A, a klimatyzacja 2x20 A. Kiedyś takie  urządzenia podłączane były w sposób stały, a teraz za pomocą wtyczek i gniazdek - ale nie takich jak u nas: ich różnorodność ilustruje przedostatnia grafika.

Standardowe przyłącze to ponad 24 kW (zabezpieczenie 100 A). Gdy ktoś potrzebuje większej mocy to można zwiększyć zabezpieczenie główne do 200 A, czy nawet 400 A lub 600 A. Dawniej stosowano 60 A.

Dla przyłączy domowych, nieefektywnego w tym przypadku, systemu 3F się nie stosuje. System amerykański pozawala utrzymać lepszą symetrię obciążenia sieci średniego napięcia, lepszą selektywność zabezpieczeń, ogranicza ryzyka związane z upaleniem przewodu N, tańsze jest wyposażenie rozdzielnicy (jak np. rozłączniki i ograniczniki przepięć) i w domu nie mamy napięcia 400 V AC.




Środkowy odczep transformatora jest uziemiony, albo przez przewód neutralny sieci średniego napięcia - czyli środek strony wtórnej jest połączony z N strony pierwotnej, albo z dedykowanym przewodem N łączącym strony wtórne transformatorów. Dodatkowo uziemienie jest wykonywane przy domu. Napięcie sieci średniego napięcia (czyli po stronie pierwotnej) to najczęściej 7 kV.

Zabezpieczenie dodatkowe, czyli wyłączniki różnicowoprądowe (RCD), w stanach nazywane są GFI lub GFCI:
Oznaczenia wyłączników różnicowoprądowych (RCD), oraz jaki wyłącznik zastosować do obwodów zasilających komputery

Jeżeli montowane są w rozdzielnicy i wtedy są to moduły z członem nadmiarowoprądowym, co związane jest z unifikacją rozdzielnic. Ochronie podlega wtedy cały pojedynczy obwód.
Popularniejszym rozwiązaniem jest gniazdo z wbudowanym RCD. Ponieważ instalacje wykonuje się bezpuszkowo (czyli szeregowo łączy gniazda), to pierwsze gniazdo zintegrowane z RCD chroni wszystkie gniazda (i urządzenia) podłączone za nim.

Ochronie za pomocą wyłączników różnicowoprądowych podlegają: gniazdka zainstalowane przy blatach kuchennych, gniazdka w łazienkach, w garażach, niewykończonych piwnicach i na zewnątrz budynku. Uogólniając, za pomocą RCD chroni się łatwo dostępne gniazdka, gdzie możliwy jest kontakt z wodą, a takiej ochrony nie wymagają (prawnie) urządzenia w I klasie ochronności.

Dla przemysłu podłączenia są bardzo różnorodne: 3x220 V, 3x277 V, 3x347 V, 3x480 V (najczęściej), (w Kanadzie występuje jeszcze 3x600 V), ale też 6 kV, 14,4 kV i ponad 22 kV. U nas też występuje różnorodność w napięciu zasilającym odbiorców przemysłowych.

***

Występują gniazdka spolaryzowane, czyli szerszy kontakt przeznaczony jest na N, a węższy na L. Gniazdo typu "A" nie posiada uziemienia, w przeciwieństwie do typu "B".

Wtyczka posiada dwa złącza o grubości 1,5 mm, szersze (N) 9,9 mm, a węższe (L) 6,3 mm. Złącza oddalone są od siebie o 12,7 mm, a ich długość to 15,9 - 18,3 mm. Ta wtyczka, NEMA 1-15, definiuje II klasę ochronności zasilanego urządzenia, a jaj maksymalne natężenie to 15 A.
Taka wtyczka jest potencjalnie niebezpieczna, ponieważ istnieje możliwość dotknięcia palcami, lub jakimiś przedmiotami, do złącz będących pod napięciem.

Sposoby podłączenia gniazd NEMA 1-15P i obowiązkowych od 1974 roku NEMA 5-15 i NEMA 5-20.


Norma NECA 130-2010 określa położenie styku ochronnego - powinien znajdować sie na górze.


Stosowane w instalacjach przewody mają zunifikowane rozmiary:
American wire gauge (AWG)
i tak używa się przewodu:
- numer 14 dla natężenia 15 A
- numer 12 dla natężenia 20 A
- numer 10 dla natężenia 30 A
- numer 8 dla natężenia 40 A
- numer 6 dla natężenia 60 A
- numer 3 dla natężenia 100 A


Rodzaje gniazd w USA:
***

W Kanadyjskich kuchniach można spotkać jeszcze jedno rozwiązanie:
Dzięki temu można podłączyć w jednym punkcie dwa urządzenia o znacznym poborze prądu, oraz w takim przypadku prąd płynący przewodem N jest mniejszy.


***

Inne wpisy:
Update: 2016.01.17 
Create:  2015.09.09
Autor: 1 komentarz:

Układ wykrywający pobór prądu powyżej 200 mA

Układ sygnalizuje przekroczenie nadanego natężenia. W tym przypadku dobrano elementy by sygnalizowane było przekroczenie natężenia około 200 mA - od takiej wartości LED zacznie działać.

Natężenie mierzone jest klasycznie, przy pomocy pomiaru spadku napięcia na rezystorze. Zastosowałem opornik pomiarowy o stosunkowo dużej wartości wynoszącej 0,1 Ω. Ponieważ jednak założono, że maksymalny prąd będzie na poziomie 3A, czyli na rezystorze odłoży się maksymalna moc wynosząca 900 mW, to nie było potrzeby stosowania rezystora o mniejszych wartościach. Tak dobrany opornik daje większy sygnał do komparatora, co pozwala zmniejszyć wpływ zakłóceń na pracę układu.

Na schemacie widoczny jest stabilizator napięcia 8 V. Przy założeniu używania akumulatora samochodowego i maksymalnym pobieranym natężeniu wynoszącym 3A, napiecie na akumulatorze nie powinno spaść poniżej 10 V. W przypadku zastosowania takiego układu np.: w samochodzie należało by uwzględnić spadek napięcia akumulatora np. podczas użycia rozrusznika.

Porównanie napięcia zrealizowałem za pomocą komparatora. Można zastosować monolityczne komparatory jak µA710, czy AM685. Ja użyłem wzmacniacza operacyjnego w układzie nieodwracającego komparatora przerzutnik Schmitta z histerezą.

Do zadania napięcia porównawczego dla komparatora użyłem rezystorowego dzielnika napięcia, ale mozna tu zastosować inne rozwiązania, jak diodę Zenera, czy źródło napięcia referencyjnego.

Użyłem wzmacniacza operacyjnego  rail-to-rail.
Przykładowe pomiary:
- Zatężenie prądu na obciążeniu LAMP1 217,8 mA
- Napięcie w punkcie NODE1 21,78 mV
- Napięcie w punkcie NODE2 20,75 mV
- Napięcie zasilające LED 1,969 V
- Natężenie przepływające przez LED 15,15 mA

Łatwą regulację histerezy można uzyskać stosując w miejsce R2 potencjometr wieloobiektowy. Zastosowanie potencjometru w miejsce R6 (w zależności od potrzeb również R5) pozwoli regulować ustawienie zadanego natężenia prądu.

Pomiary przy zmianie rezystancji obciążenia LAMP1 od 4 Ω do 80 Ω:




***

Inne wpisy:


Update: 2015.09.02 
Create:  2015.09.02
Autor: Brak komentarzy:
Etykiety:

Dzielnik napięcia - kalkulator

Taki prosty dzielnik napięcia... do czasu, kiedy nie wprowadzimy obciążenia.


Wzór podstawowy:

Schemat obwodu z przykładowymi danymi:

Arkusz kalkulacyjny z obliczeniami:

Można policzyć:

  • Napięcie wyjściowe, gdy znamy pozostałe dane.
  • Natężenie prądu płynący przez rezystory nieobciążonego dzielnika napięcia.
  • Wartość R1, gdy znamy pozostałe dane.
  • Wartość R1, gdy znamy pozostałe dane.
  • Wartość R2, gdy znamy pozostałe dane, ale chcemy uzyskać określony ułamek napięcia wejściowego.



***

Co się stanie, gdy uwzględnimy rezystancję obciążenia?


Schemat obwodu z przykładowymi danymi:

Arkusz kalkulacyjny z obliczeniami:

Można policzyć:

  • Napięcie wyjściowe, gdy znamy pozostałe dane, w tym rezystancje obciążenia.
  • Prąd zwarcia.
  • Moc wydzielaną na obciążeniu, dzielniku i łączną.
  • Zalecaną minimalną wartość rezystancji obciążenia dla danych wartości R1 i R2.
  • Wartość R2, gdy znamy pozostałe dane.


Jak widać rzeczywiste wartości napięcia uzyskanego z wyjścia dzielnika napięcia zależą od rezystancji obciążenia. Warto zwrócić uwagę, że nawet woltomierze (multimetry) posiadają rezystancje wejściową. Zazwyczaj dużą (np.: 10MΩ), ale w niektórych zastosowaniach nawet taka rezystancja może wnosić ważne zmiany napięcia wyjściowego.

Dopiero dziesięć razy większa rezystancja obciążenia od wypadkowej rezystancji dzielnika napięciowego (R1 i R2) zapewni mniejszą niż 10% zmianę napięcia wejściowego.


***

Inne wpisy:
Update: 2015.08.31 
Create:  2015.08.31
Autor: Brak komentarzy:

Energia wydzielona podczas katastrofy lotniczej

Ćwiczenie z obliczeń: mamy dwa warianty samolotów:

A:
- Prędkość: 200 km/h.
- Masa 80 ton.

B:
- Prędkość: 280 km/h.
- Masa 70 ton.


Obliczenia (arkusz kalkulacyjny Google):



Energia uwalnia się (jest przekazywana) wolno, w stosunku do normalnych czasów eksplozji. Zderzenie porównał bym do bardzo szybkiego spalania, ale nie do detonacji.
Przykład wybuchu 40 kg trotylu:


********


Więcej tu:
Inne wpisy, oraz krótko o blogu

***




Update: 2015.08.31 
Create:  2015.08.31
Autor: Brak komentarzy:
Etykiety: ,
Subskrybuj: Posty (Atom)