Плавкие резисторы-предохранители.
Этот обзор не планировался.Но я купил устройство, у которого большие проблемы с зарядкой.
Из-за чего мне пришлось покупать специальное зарядное устройство с ограничением тока и напряжения.
Но после заказа в отзывах появились страшные фотки содержимого этой зарядки.
Из-за чего мне пришлось её разобрать и изучить.
Но на месте входного предохранителя в ней стоял какой-то необычный мощный резистор.
Из-за чего мне пришлось разобраться, что это и почему оно там оказалось…Началось всё с приобретения некоторого устройства, у которого были большие проблемы с зарядкой.
Если коротко, то там нет управления током заряда и при зарядке мощным блоком питания, ток заряда уходит в космос и срабатывает защита аккумулятора.
В качестве решения я приобрёл специальное зарядное устройство, напряжением 4.
В реальности, судя по отзывам, ток там меньше и это меня вполне устраивает.
Но меня не устраивает что там внутри. Уже после заказа появился отзыв с такими фотками:
Там правда она была на другое напряжение, но тем не менее.
Сказать, что внутренний мир зарядки меня не впечатлил, это значит не сказать ничего.
Поэтому по её приходу решил разобрать и оценить масштаб бедствия самостоятельно.
Вот собственно виновница торжества:
Выходной штекер 5.5 x 2.1.
Напряжение 4.24 В (думаю мой мультиметр слегка завышает показания, примерно на 0,03 В).
Максимальный ток удалось выжать 1850 мА.
На холостом ходу индикаторный светодиод светит зелёным, при увеличении нагрузки постепенно, в соответствии со значением нагрузки, меняет цвет до красного.
Но при КЗ опять зеленеет и гаснет. Т.е., видимо, схема индикации питается от выходного же напряжения.
Корпус собран на защёлках.
Разбираем, и… видим немного другую картину, не как в отзывах:
Схема индикации на сдвоенном операционнике LM358:
Маркировка контроллера затёрта, но зато видна на диодном мосту:
Деталей в зарядке побольше, чем на фото в отзывах, общее качество сборки удовлетворительное, но схемотехника всё равно ужасна.
Из серьёзных минусов — Y конденсатор оказался не Y:
Изоляция платы от контактов вилки мягко говоря так себе:
Отсутствуют дроссели.
Очень маленький трансформатор. Хотя может быть 7-8 Вт выходной мощности он и потянет?
В общем, обычное китайское удешевление, ничего особенного. Но что-то меня всё-таки дёрнуло заняться изучением этого резистора.
Пособирав информации в разных источниках, я всё-таки выяснил, что это не простой резистор.
Здесь я нашёл описание, в точности подходящее под него.
Примерный перевод части текста оттуда:
Это проволочный резистор, изготовлен из материала, который имеет характеристики плавления без пламени или без избыточного тепловыделения при превышении тока через него. Выглядит он шероховатым и несколько больше по размеру и не имеет глянцевой поверхности, как обычный резистор. Этот резистор всегда соединяется последовательно во входной цепи питания.
Давайте рассмотрим наш резистор покрупнее:
И правда, при внимательном рассмотрении видны витки проволоки. Покрыт он действительно матовой шершавой мастикой. От себя добавлю, возможно, это препятствующий горению какой-то антипирен ну или просто негорючий минеральный материал.
А теперь сравним с обычным резистором похожего размера:
Разница хорошо заметна.
Видимо, эта деталь действительно относится к классу плавких резисторов-предохранителей.
В подтверждении того, что существование таких элементов не миф, я нашёл даташит
В нём действительно заявлено антипиреновое (самозатухающее) покрытие:
Ссылка на сам резистор.
Подобные резисторы могут быть разных видов:
На Али ищутся по ключевым словам: Fuse Resistor или Fusible resistor.
Другой вопрос, насколько эти китайские изделия соответствует гордому званию плавких резисторов-предохранителей?
Впрочем, и по фирменному даташиту, устройства эти весьма неспешные.
Даже сорокакратное превышение мощности на нём, приводит к срабатыванию только через 10 секунд:
Перегорают (или сгорают?) при этом они как-то так:
Насколько это хуже или лучше полного отсутствия такого резистора, это уже, возможно, тема другого обзора или обсуждения в комментариях к этой.
Например, на фото из отзывов обозреваемого блока питания такой резистор отсутствует. В то же время их часто используют в светодиодных лампах.
Самодельная походная обрывная сигнализация
Каким бы я был вышивальшеком если бы не приглядывался к всевозможным системам охраны периметра лагеря.
Каждый раз когда мы с товарищами отрабатываем «побег из города» или еще какую то вводную, то на месте дневки (ведь движение осуществляется ночью) всегда приходится выставлять дежурного. И вот для его подстраховки было бы неплохо организовать что-нибудь для дополнительной сигнализации.
Классика в виде растяжки из сигнала охотника подходит плохо т.к. весь периметр ей закрыть не получится, или их понадобится слишком много. Также велики ложные срабатывания. Ну и при срыве растяжки нарушитель, хорошо это или плохо, сразу поймет, что его спалили.
Также в интернетах продают специальные армейские и мвдшные устройства типа кувшинка или лиана принцип работы которых основан на обрыве тонкого проводочка. Т.е. пока по проводнику течет ток, устройство находится в ждущем режиме. При обрыве срабатывает сигнализация.
Вот аналог такого устройства я и покажу в данном материале
Самым важным было найти подходящую схему. Оказалось, что есть простейшая реализация на одном транзисторе кт815.
Вот так выглядит схемка.
Я пошел на радиорынок и за 150 р стал обладателем всего необходимого.
Как оказалось, завести ее можно буквально от 3х вольт — 2х батареек АА. Только нужен пятивольтовый зуммер(на 12v Тоже подойдет) — это пищалка, которая и будет являться нашим оповещателем. А также резистор следует заменить. У меня было в запасах несколько советских на 47 КОм. С ними получался тихий, но раздражающий писк. Спать под такой невозможно, при этом сам нарушитель его естественно уже не услышит.
«Шедевр миниатюризации» в моем исполнении.
«Палка, палка, огуречик, вот и вышел человечек…» Это уже подпаяны провода к питанию и к клемнику датчиков цели.
В Компасе быстренько накидал модель корпуса и распечатал на 3д принтере.
Прикидываю компановку.Ну и наконец спаиваю все в кучу.
Как же наше устройство работает?
К клемнику подключается датчик цели. Пока по нему течет ток — сигнализация молчит. При прерывании контакта срабатывает пищалка.
Какие же могут быть датчики цели?
Пока я придумал две штуки. Первый — это классическая растяжка. Я пробовал несколько проводников разного диаметра — 0.05/0.1/0.2 мм
Золотой серединой оказался 0.1. Остальные либо рвутся от косого взгляда, либо слишком толстые.
Какая же может быть длина нашей растяжки?
В теории один метр провода 0.1 имеет сопротивление примерно 0.5 Ом. И если я все правильно понимаю, сигнализация будет работать пока сопротивление датчика цели и резистора в схеме не сравняются. Следовательно на бумаге это примерно дофига метров.
Во всяком случае я обмотал все квартиру в несколько витков облучил всех соседей, и при этом система работает.
Второй датчик цели — это нормально разомкнутый геркон. Оба вывода которого подключены к клемнику.
При поднесении магнита геркон замыкается, появляется контакт и сигнализация работает в ждущем режиме. Если магнит смещается, то коннект разрывается и пищалка срабатывает.
Это уже выводит нас за применение обычной растяжки.
Такой датчик можно ставить на дверь, например, хостела, или на молнию чемодана/рюкзака, на корпус лодки/велосипеда/мотоцикла и пр.
Что превращает нашу сигнализацию из чисто милитари развлечения в более-менее прикладную вещь.
Это пока только первая версия устройства. Планы по модернизации следущие:
Вероятно замена питания. Либо 18650, либо, вообще, внутренний аккумулятор с возможностью заряда от повербанка или сети.
С одной стороны — АА можно достать где угодно. С другой стороны — вся электроника у меня уже либо на 18650, либо со встроенными акумами. Тут надо думать.
Обязательно будет схема со светодиодом/светодиодами. Причем чтоб пищалка отключалась т.е. возможность оставить одну световую индикацию.
Далее, продумать варианты датчиков цели.
Продумать необходимость размещения катушки с проводом внутри корпуса. С одной стороны — так проще все таскать. С другой — провод продается уже намотанным по совершенно разным типоразмерам катушек. А перематывать его под унифицированный стандарт — дикий геморрой.
Именно этим, мне кстати и не нравятся фабричные решения таких сигнализаций. Им нужны специальные катушки продающиеся отдельно.
По всем пунктам с радостью выслушаю мнение читателей. Может упустил чего. Да и в электронике я понимаю не вот уж много.
В конце покажу видео работы устройства. А на этом все. Спасибо за внимание!
оконечных резисторов: их назначение и необходимость на печатных платах | Блог Advanced PCB Design
Однажды я занимался созданием приложений для устройств iOS. Это был неразумный шаг для человека, глубоко разбирающегося в электронике. Излишне говорить, что я сдался едва ли через 6 месяцев, вернувшись к тому, что у меня получалось лучше всего. Спустя несколько месяцев я испытал грубый шок, когда мне приписали ежегодную плату, поскольку я забыл прекратить членство разработчика iOS.
В электронике с вас не взимается плата за то, что вы ничего не нагрузили, за исключением случаев, когда вам не хватает нагрузочных резисторов в линии передачи дифференциальной пары. Следствием этого являются искажения в линии передачи, поскольку сигнал отражается, достигая конца линии.
Что такое согласующий резистор
По определению, согласующий резистор — это одиночный резистор, расположенный в конце линии электропередачи. В электронике вы столкнетесь с согласующими резисторами при работе с сигналами дифференциальной пары, такими как RS 485. Это простой компонент, который обеспечивает целостность сигнала на шине, особенно при высокоскоростной передаче. Кроме того, согласующие резисторы используются для предотвращения отражения сигнала.
Принцип работы согласующего резистора
При всей простоте согласующий резистор, расположенный в конце линии передачи, предотвращает отражение сигнала. Если вам нужна более четкая картина этого явления, вам необходимо понять характер модели передачи по витой паре.
Любые кабели с витой парой характеризуются индуктивностью и емкостью вдоль линии. Вы можете представить это как несколько конденсаторов и катушек индуктивности, соединенных параллельно и последовательно соответственно. Когда вы посылаете импульс по витому кабелю, который не подключен, он будет отражаться и искажать последующий импульс.
Этого отражения сигнала можно избежать, добавив согласующий резистор в конце линии. Основное правило при выборе согласующего резистора заключается в том, что номинал резистора должен быть равен волновому сопротивлению кабеля витой пары.
Согласующий резистор предотвращает рикошет сигнала, например волны, ударяющиеся о стену.
Волновое сопротивление витой пары не является магическим числом. Вместо этого он выводится из физических характеристик самого кабеля. В стандарте RS485 используемый кабель с витой парой имеет характеристическое сопротивление 120 Ом.
При добавлении резистора 120 Ом в конце линии передачи RS485 сигнал будет демпфироваться резистором, а не отражаться в шину. Если номинал резистора не соответствует волновому сопротивлению кабеля, может возникнуть отражение.
В большинстве конфигураций RS485 используются два согласующих резистора. По одному из каждого размещается на крайнем конце витой пары. Однако если система сконфигурирована таким образом, что только одно устройство передает сигнал, а передатчик расположен на одном конце кабеля, на дальнем конце кабеля требуется только один согласующий резистор.
Нужны ли вам согласующие резисторы на печатной плате?
В этот момент вы можете задаться вопросом, были ли случаи, когда линия передачи работала бы нормально без каких-либо согласующих резисторов. Теоретически сигнал дифференциальной пары будет искажен, если сигнал отражения потеряет значительную амплитуду до того, как приемник осуществит выборку следующего бита.
Другими словами, вы, вероятно, будете в порядке при передаче на очень низкой скорости. Но это противоречит цели кабеля с дифференциальной парой, который должен обеспечивать надежную связь на большие расстояния без ущерба для скорости.
Суть в том, что установите согласующие резисторы на линии передачи дифференциальной пары. Стоимость резисторов и установки незначительна по сравнению с потенциальными проблемами, вызванными рикошетом сигнала.
Установку согласующего резистора лучше поручить техническим специалистам.
Что касается того, нужно ли размещать клемму на печатной плате, я бы сказал, что нет. Вам не понадобится согласующий резистор, если конкретное оборудование не является первым или последним на линии передачи.
Кроме того, системные установщики обычно обучены устанавливать согласующие резисторы, а два одинаковых резистора не должны быть подключены параллельно на одном конце линии.
Это уменьшает значение вдвое и создает потенциальный отскок сигнала.
С набором инструментов Cadence для компоновки, анализа и производства печатных плат вы будете более чем готовы справиться с любой задачей, особенно с размещением согласующих резисторов. OrCAD PCB Designer способен выполнить любую необходимую вам задачу проектирования со скоростью и интеллектом, основанными на интеллектуальной механике DRC и инструментах маршрутизации.
Если вы хотите узнать больше о том, как у Cadence есть решение для вас, обратитесь к нам и нашей команде экспертов. Вы также можете посетить наш канал YouTube и посмотреть видеоролики о проектировании и компоновке печатных плат, а также ознакомиться с новинками нашего набора инструментов для проектирования и анализа.
Решения Cadence PCB — это комплексный инструмент для проектирования от начала до конца, позволяющий быстро и эффективно создавать продукты. Cadence позволяет пользователям точно сократить циклы проектирования и передать их в производство с помощью современного отраслевого стандарта IPC-2581.
Подпишитесь на Linkedin Посетите вебсайт Больше контента от Cadence PCB Solutions
OrCAD
Начать бесплатную пробную версию
Нагрузочные резисторы в конструкции печатной платы
Сигналы в трассе мало чем отличаются от сигналов, проходящих через линию передачи — если вы не правильно завершите линию, вы рискуете отразить сигнал обратно к приемнику. Подобно звуковой волне, отражающейся от стены и создающей эхо, отражение сигнала может привести к искажению затухания, звону, дрожанию и другим побочным эффектам, которые приводят к снижению целостности сигнала.
Так же, как инженеры-акустики могут проектировать стены, которые поглощают звук и устраняют нежелательное эхо, инженеры-электрики могут ограничивать сигналы, чтобы устранить отражение. В этом посте мы более подробно рассмотрим согласующие резисторы в контексте проектирования печатных плат.
Что такое отражение?
Хотя легко представить себе, как может быть создано эхо от звуковой волны, отражающейся от стены комнаты, что на самом деле происходит, когда РЧ (радиочастотный) сигнал отражается от конечного конца дорожки или линии передачи? Ответ — несоответствие импеданса.
Импеданс — это комбинированный эффект сопротивления, индуктивности и емкости проводящей среды, но полезно думать о нем как о сопротивлении протеканию тока при приложении определенного напряжения. Ключевым значением, о котором следует знать, является волновое сопротивление линии передачи.
Отражение происходит, когда сигнал проходит по длине проводящей среды и сталкивается с несоответствием импеданса. Это может произойти из-за естественных дефектов трассы, линии или кабеля. Легко представить себе, как обрывы оптоволоконного кабеля могут привести к появлению зеркал, которые легко отражают часть светового сигнала обратно к источнику.
Однако, даже если бы не было дефектов по всей длине линии передачи, концы все равно представляли бы огромное несоответствие импеданса, потому что сама физическая линия обрывается.
Количество энергии отраженного сигнала можно рассчитать по несоответствию импеданса с использованием коэффициента отражения.
Здесь на помощь приходит согласующий резистор. Можно создать видимость бесконечной линии, согласовывая характеристическое сопротивление линии передачи на концевых концах. Конечным результатом наведения ваших дорожек с идеально согласованным резистором является 0% отражения.
Как работает терминация RF?
Большую часть трассировки при проектировании печатных плат можно рассматривать как упражнение по согласованию импедансов, когда вы пытаетесь убедиться, что входное сопротивление электрической нагрузки соответствует выходному сопротивлению источника сигнала. Самый простой способ поддерживать эти импедансы — правильно разместить согласующие резисторы. Давайте подробнее рассмотрим различные типы радиочастотной терминации.
Параллельное окончание
Если вы подключите один резистор от дорожки к земле или Vcc, вы получите то, что называется параллельным окончанием.
Параллельное согласование легко реализовать, потому что значение резистора легко получить, вам нужен только один дополнительный компонент, и он хорошо работает с распределенными нагрузками. Единственным существенным недостатком параллельного подключения является рассеивание мощности через непрерывный путь постоянного тока к земле. Рассеиваемая мощность может накапливаться в цепи, когда вы начинаете терминировать несколько цепей.
Оконечная нагрузка Thevenin
Еще один способ согласования импедансов нагрузки и трассы — использование двух резисторов на конце нагрузки, параллельная комбинация которых равна импедансу трассы. Один резистор подключается к Vcc, а другой подключается к земле, образуя пару подтягивающих и подтягивающих резисторов, которая уравновешивает высокий и низкий логические уровни драйвера. Этот вариант параллельного подключения также может хорошо работать при распределенных нагрузках за счет утечки постоянного тока от Vcc к земле. Также может быть сложно найти оптимальную комбинацию номиналов резисторов для данного драйвера.
Оконечная нагрузка переменного тока
Еще один способ согласования импедансов заключается в добавлении конденсатора последовательно с параллельным согласующим резистором. Добавление конденсатора смягчает проблемы рассеивания мощности других схем параллельного подключения, блокирует низкочастотный шум и сводит к минимуму выбросы и недогрузки. Дополнительными затратами на эту схему является дополнительная сложность управления постоянной времени RC конденсатора.
Оконечная нагрузка серии
При последовательной оконечной нагрузке вы размещаете резистор рядом с драйвером, чтобы увеличить импеданс в источнике и предотвратить отражения на конце дорожки драйвера. Сопротивление резистора выбирается таким образом, чтобы общая сумма согласующего резистора и выходного сигнала драйвера была равна полному сопротивлению дорожки. Последовательное окончание выигрывает от более низкой потребляемой мощности за счет отражения на противоположном конце дорожки.
Программное обеспечение для проектирования печатных плат упрощает согласование импедансов
Ошибки данных из-за отражений наиболее вероятны, когда время распространения сигнала туда и обратно равно или превышает время перехода (нарастания или спада) драйвера. В этом посте мы рассмотрели основы использования оконечной нагрузки для предотвращения отражений в ваших цепях.
Предотвращение отражения посредством оконечной нагрузки — это лишь часть гораздо большей головоломки по устранению шума и улучшению целостности сигнала во всей конструкции печатной платы. Программное обеспечение EDA упрощает управление всеми переменными, связанными с шумоподавлением. Ознакомьтесь с набором инструментов Cadence для проектирования и анализа печатных плат уже сегодня.
Решения Cadence PCB — это комплексный инструмент для проектирования от начала до конца, позволяющий быстро и эффективно создавать продукты. Cadence позволяет пользователям точно сократить циклы проектирования и передать их в производство с помощью современного отраслевого стандарта IPC-2581.
