Aparatura – princip měření
Vzdálená úloha Měření zatěžovací charakteristiky zdroje je postavena na principu standardního měření zatěžovacích charakteristik - znázorněno na obrázku č. 1. Jedná se o uzavřený obvod, ve kterém měníme zátěž a tím i proud odebíraný ze zdroje. Na základě naměření několika hodnot svorkového napětí při různých proudech, dokážeme získat část hledané závislosti US(I ). Ze znalosti lineárního tvaru této závislosti – vzorec (5) - lze určit všechny základní charakteristiky zdroje. Využívá se zde i možnost určení zkratového proudu, aniž by bylo třeba zdroj skutečně zkratovat – to je nejen nešetrné k baterii, ale může u některých zdrojů (např. lithiová baterie) dojít i k výbuchu!
Obr. 1 – zatěžovací charakteristika zdroje a schéma pro měření
Pro měření potřebné charakteristiky je tedy třeba měnit zátěž ve vnějším obvodu, měřit odebíraný proud a též určit okamžitou hodnotu svorkového napětí. Pro toto měření byla opět vybrána univerzální měřící USB deska K8055. Blokové schéma úlohy zobrazuje následující obrázek č. 2. Dvojice analogově-digitálních převodníků desky K8055 je využívána jako měřící část. První z převodníků slouží pro načítání svorkového napětí zvoleného zdroje. Druhý převodník načítá napětí na pevně zvoleném odporu ve vnějším obvodu. Výkonový rezistor s tímto odporem slouží nejen jako převodník proudu na napětí, ale zároveň slouží jako omezovač maximálního proudu (zabraňuje zkratování baterie).
Obr. 2 – blokové schéma elektronické části experimentu
Pro regulaci proudu odebíraného ze zdroje je naopak využit jeden z digitálně-analogových převodníků, kterými je deska K8055 též osazena. Regulovatelným výstupním napětím převodníku je „otvírán“ tranzistor, který tak omezuje proud odebíraný z testovaného zdroje. Interval regulace byl pro použité zdroje - ploché baterie (alkalická a zinko-chloridová) – zvolen v rozmezí 0-300 mA, což umožňuje nasbírat poměrně velkou část zatěžovací charakteristiky. Výkonové vlastnosti použitých součástek byly zvoleny tak, aby i dlouhodobé zatížení maximálními provozními proudy bylo zlomkem maximálních hodnot daných součástek – požadavek 24-hodinového provozu bez dozoru.
Aby úloha mohla složit nejen pro naměření zatěžovací charakteristiky, ale i k možnému porovnání dvou zdrojů různé konstrukce, je osazena dvěma zdroji, které lze do obvodu zapojovat. Pro přepínání alkalického a zinko-chloridového zdroje je použito přepínací relé, které buď zapojí první, nebo druhý zdroj. Ovládání tohoto relé zprostředkovává jeden z digitálních výstupů, které jsou též na desce K8055.
Pro vzdálené internetové řízení desky K8055 byla opět použita síťová řídicí aplikace K8055-MARIE, tentokráte však v nové verzi 2.5, která byla vyvinuta při konstrukci této vzdálené úlohy v rámci studentské soutěže Technická olympiáda Plzeňského kraje.
Video tutorial
PRO ZOBRAZENÍ VÝKLADU A VYSVĚTLIVEK ZAPNĚTE VE VIDEU TITULKY!
