Токовая подпитка

Получившие широкое распространение USB-мультиметры (USB-тестеры) очень удобны для проверки работоспособности и измерения характеристик соединительных кабелей, зарядных устройств и внешних аккумуляторов (пауэрбанков). USB-мультиметр компактен и обходится без батарей, поскольку питается непосредственно от источника измеряемого напряжения. Впрочем, это преимущество порой оборачивается недостатком.

Если вам нужно измерить количество энергии, которая поступает в нагрузку (скажем, в заряжаемый пауэрбанк), проблем не возникает. Но с потребительской точки зрения важнее бывает выяснить, сколько энергии заряженный пауэрбанк способен сам отдать наружу. Для этого USB-тестер нужно подключить между выходом внешнего аккумулятора и нагрузкой, в качестве которой можно использовать смартфон, планшет, мощный низкоомный резистор и так далее. Однако при таком измерении часть энергии потребит сам USB-тестер и результат будет неточным. Что делать? Повысить точность измерений можно компенсацией потребляемого тока с помощью несложного устройства токовой подпитки, которое легко изготовить дома на досуге.

У USB-мультиметров, оснащённых светодиодными индикаторами, потребляемый ток зависит от отображаемых индикатором цифр (ток тем больше, чем больше зажигается сегментов, - сравните числа 111 и 888), а потому энергопотребление прибора всё время колеблется. Компенсация потребляемого таким мультиметром тока мало что даёт. В случае устройств с жидкокристаллическими индикаторами потребляемый ток постоянен. Поэтому мы рекомендуем использовать USB-мультиметр с ЖК-индикатором. Кроме того, лучше выбрать модель с двумя входами (USB и microUSB), чтобы на один из них подавать измеряемое напряжение, а на другой - подпиточный ток.

Устройство токовой подпитки представляет собой настраиваемый стабилизатор тока. Его проще всего собрать на основе низковольтного линейного стабилизатора напряжения и составного транзистора, нагружённого на подстроечный резистор (см. схему на шаге 2). Думается, у каждого электронщика в загашнике найдётся микросхема интегрального стабилизатора типа KA7805 на пять вольт или аналогичная (отечественный аналог - КР142ЕН5А) и пара транзисторов. Вам также понадобятся сетевой блок питания на постоянное напряжение 12-20 В и USB-разъём.

Стабилизатор тока на основе пятивольтной микросхемы KA7805 будет нормально работать при выходном напряжении до 7 В. Если вам нужно измерять большие напряжения, используйте блок питания на 16 или на 20 В.

Для иллюстрации статьи мы применили широко распространённый USB-тестер KOX KCX-017, рассчитанный на измерение напряжений 4-30 В и токов 0,05-3 А с подсчётом и сохранением значений потреблённой энергии от 0 до 20 А·ч. Составной транзистор собрали на двух попавшихся под руку транзисторах КТ3102Б. (Подойдут любые маломощные транзисторы n - p - n.)

Перед использованием схему токовой подпитки нужно откалибровать. Для этого подключите к схеме блок питания и USB-мультиметр, ни с чем более не соединённый. Подстраивая сопротивление R2, добейтесь, чтобы ЖК-экран прибора засветился и отображаемое им напряжение вышло на целевой уровень. После этого можно подсоединять источник напряжения и нагрузку для измерений.

Возникает естественный вопрос: стоит ли овчинка выделки? Дело в том, что сегодня в продаже можно найти такие USB-мультиметры, у которых собственный потребляемый ток весьма невелик (около 5 мА), а потому он не сильно влияет на результаты измерений. Однако мы не можем запретить читателям быть перфекционистами и экспериментировать с электроникой.

При работе будьте осторожны, соблюдайте технику безопасности.

Далее следуйте инструкциям под фотографиями.