これはいったい何?電気工作DIYに超便利な激安の電子負荷についてご紹介します!
Summary
TLDRIn this video, the host introduces viewers to the incredibly affordable and convenient electronic load devices, a tool not widely known outside of electrical engineering circles but immensely useful for DIY electrical projects. The host reveals a surprisingly cheap find on Amazon, priced around 3300 yen, significantly lower than the typical cost of branded counterparts. The video covers what an electronic load is, how it operates, and its application in testing electrical circuits by simulating real-world loads. Furthermore, the host demonstrates the device's setup, usage, accuracy, and even delves into a teardown to explore its internal components, showcasing its value for DIY enthusiasts seeking cost-effective solutions for their projects.
Takeaways
- 🔥 Introduction to an incredibly affordable electronic load for electrical DIY projects, highlighting its sudden drop in price to about 3300 yen.
- 📬 The electronic load, previously known to the DIY community, has become remarkably cheaper, making it accessible for personal purchase.
- 💻 Explains the utility of an electronic load in electrical engineering tasks, such as testing circuits for proper operation and measuring power supply capabilities.
- 🔌 Compares traditional load solutions like cement resistors and incandescent bulbs to the versatility of an electronic load that allows for adjustable resistance (current settings).
- 🛠 Detailed walkthrough of the electronic load's setup, including its power requirements, connection ports, and initial settings.
- 💡 Demonstrates the electronic load in action, testing it with a stabilized power supply and highlighting its accuracy and cooling fan activation.
- 📓 Discusses the importance of the 4-terminal connection method to minimize measurement errors due to voltage drop across wires.
- 👨💻 Offers insights into the electronic load's additional features like cumulative current (mAh) and power (mWh) measurements, and elapsed time display.
- 🔧 Provides an in-depth look at the electronic load's menu options, including voltage and current calibration, overvoltage protection, and the ability to set operational limits.
- 🛡️ Challenges the electronic load's limits by setting it near its maximum capacity, discussing thermal performance and safety shutoff mechanisms.
- 🔩 Concludes with a teardown of the device, revealing its internal components like the MOSFET used for load regulation, and highlights the potential for easy repairs.
Q & A
What is an electronic load and why is it useful in electrical projects?
-An electronic load is a device used in electrical projects to consume power from a circuit under test. It's incredibly useful for testing the circuit's performance under various load conditions, ensuring that power sources like generators or batteries can supply sufficient energy, and identifying any potential issues in the circuit before it is deployed in its intended environment.
How has the price of electronic loads changed recently according to the script?
-According to the script, the price of electronic loads has significantly decreased, making them very affordable. The presenter discovered an electronic load on Amazon priced at approximately 3300 yen, which is considered exceptionally cheap compared to traditional models that can cost tens of thousands of yen.
What are the traditional methods of creating load in electrical experiments as mentioned in the script?
-Traditionally, loads in electrical experiments were created using elements like cement resistors, incandescent bulbs, and stainless steel wires (used as heating elements), which convert electrical power into heat. However, these methods have fixed resistance values and offer limited adjustability.
What advantages does an electronic load offer over traditional load-creating methods?
-An electronic load offers the major advantage of allowing for arbitrary resistance settings, essentially letting the user set any desired current value. This flexibility makes electronic loads incredibly valuable for more precise and varied testing conditions, compared to traditional methods with fixed resistances.
What comes included with the electronic load mentioned in the script?
-The electronic load mentioned in the script comes in a box with the main unit and an AC adapter for power supply. It operates at 12V and starts automatically when plugged in, without the need for a power switch.
How does the electronic load manage to measure and adjust current and voltage?
-The electronic load uses a four-terminal connection method to manage and adjust current and voltage. This method helps reduce the impact of voltage drop across wiring, ensuring more accurate measurements. It also allows for the setting of specific current values and includes features to terminate the measurement based on voltage conditions.
What are some specific features of the electronic load as described?
-Specific features include the ability to set a stop voltage (V-STOP) for measurements, adjust current settings in 0.01A increments up to a maximum of 20A, set measurement times, and calibrate voltage and current measurements. It also has over-voltage (OVP), over-current (OCP), and over-power (OPP) protection settings.
What limitations does the electronic load have?
-The electronic load is limited to a maximum measurement capacity of 150W. Even though it can technically handle up to 300V/38A based on the MOSFET used, the actual operational limit is governed by its thermal management capability and design, which restricts it to 150W to prevent overheating and damage.
How is the electronic load's performance in terms of accuracy?
-The electronic load shows a high level of accuracy, with only a minor discrepancy of 0.02A when compared to the setting value of 3.00A, and voltage measurements that are almost exact to the decimal point. This slight difference can be attributed to voltage drop effects, highlighting the importance of the four-terminal measurement method.
What did the teardown reveal about the internal components of the electronic load?
-The teardown revealed that the electronic load primarily uses a high-spec N-channel MOSFET (FQA38N30) capable of handling 300V/38A for load management. Additionally, it contains a shunt resistor (0.01Ω) for current measurement, an operational amplifier (op-amp), and a microcontroller with its identifier removed, likely for control and measurement tasks.
Outlines
🔌 Introduction to Inexpensive Electronic Loads
The video begins with an introduction to the concept of electronic loads, highlighting their significance in electrical projects for simulating real-life power consumption scenarios. The narrator discovered an incredibly affordable electronic load on Amazon, priced around 3300 yen, a stark contrast to the typical cost of such devices which can run into tens of thousands of yen. This segment sets the stage for a detailed exploration of the electronic load's features, utility, and the underlying technology, emphasizing the product's value and potential DIY applications.
📊 Demonstrating the Electronic Load's Features
This section delves into the specifics of using the electronic load, beginning with its unboxing and highlighting the inclusion of an AC adapter. The device operates at 12V and features a user-friendly interface with no switch for turning it on, instead automatically powering up upon connection. The narrator explains the four-terminal connection method used to minimize voltage drop across wires, ensuring accurate measurements. Initial tests are conducted to demonstrate the device's precision in regulating current flow and its ability to display various parameters such as temperature, power consumption, and accumulated charge.
⚙️ Advanced Functions and Calibration
The narrative progresses to explore the electronic load's advanced settings, including the ability to set minimum voltage levels (V-STOP) for tests, adjust current values, and specify measurement durations. This functionality proves particularly useful for tasks like battery capacity testing. The segment also covers calibration features for voltage and current, highlighting the importance of accuracy in measurements. Protective settings against over-voltage and over-current conditions are discussed, along with a test to push the device to its operational limits, demonstrating its robustness and reliability.
🛠️ Inside Look and Final Thoughts
In the concluding segment, the narrator disassembles the electronic load to inspect its internal components, revealing a high-quality MOSFET at its core. This teardown offers insights into the device's heat management capabilities and overall build quality. The video wraps up with a recommendation for the electronic load, praising its exceptional value for money and versatility for DIY enthusiasts. The narrator encourages viewers to consider adding it to their toolkit, emphasizing the product's contribution to making DIY electrical projects more accessible and affordable.
Mindmap
Keywords
💡Electronic Load
💡Price Breakthrough
💡Load Device
💡DIY Electrical Projects
💡Resistance
💡4-Wire Measurement
💡Current and Voltage Settings
💡Thermal Management
💡Accuracy and Calibration
💡Overload Protection
Highlights
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Transcripts
皆さんこんにちは倹約DIYです!今日は ですね電気工作にあるととても便利な、いつ
の間にかめちゃくちゃ安くなっていた激安 の電子負荷についてご紹介していきたいと思います!
皆様、電子負荷というものをご存知 でしょうか?これ電気工作に詳しい方以外は
ほとんど知られていないかもしれませんね。 これがあると電気工作がかなりはるかに便利
な一品なんです。なお負荷については視聴者 の方からご依頼もいただいておりました
なおこの負荷、全体としては装置になる とは思うんですが自作も不可能ではないん
ですが、Amazonで価格破壊レベルの 激安の電子負荷を今回発見してしまいました!
これ存在自体は知っていたんですが、いつ の間かこれもめちゃくちゃ安くなってました。
価格はなんと約3300円でした!これ 知らない方にはちょっとピンとこないかも
しれませんけど、メーカー品とかですと数 万円はザラなんです。こちらも全くもって
価格破壊レベルですね!この価格なら私でも ついに買うことができそうです
そこで今回は激安の電子負荷の使い方 とは?また精度はどのぐらいなのか?そもそも
負荷装置とは一体何なのか?一体何が できるのか?どういう仕組みになっているのか
構造まで分解調査で確認してみましたので、 個人的な見解と合わせて皆様にご紹介し
ていきたいと思います!
まず始めに超簡単に負荷とは一体何な のかについて簡単にご紹介します。負荷とは
電気回路において電力、エネルギーを消費 する部分のことなんですね。電気工作の
テストとかをすると大抵は必要になります。 実際に負荷を与えた時に回路が正常に動くか?
どこか壊れるところはないか?また電源の 能力は十分足りているのか?電源が発電機の
場合は発電量を確認したり、また電源が バッテリーの場合でしたら電力量を調べ
たりとか用途は意外と多いです! 要は本来の場所で試す前に実験で
確認したいケースで非常に便利なんです。 しかしこの負荷というものは要は抵抗に
なれば何でもいいわけですから、私がこれ まで実験で使ってきたのは
こちらのようないわゆるセメント抵抗 ですね。これは多用してました
あと使っていたのはこちらのような 白熱電球だったり、あとこれもステンレス
線ですけど電熱線も負荷としては比較的 使いやすいです
こういった抵抗の場合、抵抗分で電力 を熱に変換して捨てているわけですね。これ
らの負荷は手軽ではありますけど当然抵抗 値は変えることができません
一応セメント抵抗を直列にしたり並列に したりすれば多少の調整は可能です。それが
電子負荷ではなんと任意の抵抗 この場合電流値になるわけですが任意の
設定が可能になるんです!これ正直、神ですね これ負荷をバリバリ使っている方じゃない
と伝わらないかもしれませんけど、私のこれ までの涙ぐましい努力は一体何なのかと
いった感じです。 さてここまで電子負荷の便利さとすご
さについてなんとなくお伝えしたところで 早速今回の電子負荷の使い方について解説
していきたいと思います。 今回の電子負荷こちらのような箱に入って
届きました
本体と本体の電源用のACアダプターも付いてます
これは大変ありがたいです なお本体の電源は12Vで動作します
測定する回路とは別に必要ですね コンセント挿すと自動的に電源が入ります
スイッチとか特にありません
接続部は左側に4箇所、操作部は右側に ボタンが4箇所あります
これ接続部よく見ると上からA+V+ V-A-とありますね
これ意味はそのままでAは電流の接続端子 Vは電圧の接続端子となります
これ電圧と電流が端子分かれているの不思議 に思われるかもしれませんが、これ電流が多
すぎるとここに来るまでの配線で電圧降下 を起こしてしまうのでその対策ですね
いわゆる4端子接続法になっています。これ はこれまで私の動画を見ていただいていた
方にはおなじみかもしれません。こうしない と誤差が大きくなってしまうんですね
ちなみに初期設定の負荷値はここに電流 値がありますね。3.00Aとなっています
なおその下の部分には後で詳しくご 紹介しますが、この装置の負荷の部分の温度
も表示されています それではここからはテストを行って
いきたいと思います。電源はいつもの安定化 電源でとりあえずやってみます
配線を接続部にプラスドライバーを 使って接続します
色々な端子台の種類があるんですけど このタイプはがっちりと固定できるので
好きですね 配線の電圧降下の影響もみたいので電圧
と電流の配線はまとめてしまいました
電源を入れます ちょっと電圧を上げていきます
電子負荷の方の電圧も上がっていきましたね 今まだスイッチをオンにしていないので
負荷に電流は流れていません 電流を流すためにはこの1番下のオン
オフスイッチを押します
これで電流が流れています 冷却用のファンも勢いよく回り始めました
なお電流値については安定化電源
2.98Aに対して電子負荷は3.00A 0.02Aの誤差はありますが少ないですね
ちなみに電圧のほうは正しい値は電圧計で測定します。 0.1V単位ではありますがほぼほぼ合っていると思います
なお安定化電源との誤差があるのは先ほどお話しした電圧降下 があるせいですね。もちろん配線の太さに
よって全然変わってくるんですけど、3A程度 でもこれ誤差に直すと5%近くありますね
4端子測定法の重要性がよく分かると思います そして電圧と電流の下にはこれ現在の
消費電力が表示されています。どうもこれは 電圧と電流を単純にかけたものが表示され
ているだけのようです
そしてその下側には電流の積算値、mAhと 電力の積算値、電力量mWhが表示されていますね
なお桁数から想像するに電流積算は 9999Ah、電力量は
99999Whまで測定できると思われます なおこの後ご紹介する設定値も含めて
全ての測定値は電源を落としても消える ことはないので安心ですね
そしてこの右下の部分には経過時間が 表示されています
電流を流すのをやめるにはもう一度 オフボタンを押せばいいですね
測定が終わったらここに結果が表示されます なおV-STOPについてはこの後ご
紹介します なおもう1度オフボタンを押すとまた
測定画面に戻ります
そしてまたオフボタンを押せば今度は 途中からの測定となりますね。途中で中断
するのは自由自在にできるということです
なおリセットのやり方はセットボタン を長押しします
メニューに入れるのでセットボタンを 押して1番下のクリアまで持っていきます
そしてプラスまたはマイナスボタンを 押すとOK表示が出てクリアされます
最後1番下のEXITまで持っていって プラスまたはマイナスでメニューモード
終了です 積算値と経過時間はこちらのように
リセットされますね 次に先ほどお話ししたV-STOPの設定
と電流値の設定方法について解説します セットボタンを2回素早く押します
今これ電圧値のところが赤くなりましたね
この状態でプラスを押していくと
V-STOPの下限電圧を設定することが できます
これはこの電圧以下になったら測定を 終了するということですね。これは
バッテリーの容量測定などで便利に使え そうな機能ですね
なおここまで上げることはほぼないと 思いますがMAX150Vまで設定可能です
そしてセットボタンを押すといよいよ 電流値の設定に入れます
プラスもしくはマイナスボタンで 0.01A単位で電流値の設定が可能です
なおこちらは最大20Aまで設定可能 です。もう1度セットボタン押すと今度は
計測時間の設定ができます なお時間は分単位ですね。999時間
まで測定できそうです。これ分じゃなくて秒 だったらもっと良かったんですけどね
ちょっとこれでやってみます
電流が流れ始めましたここで電圧を ちょっと変えてみますね
電圧が変化していっても電流は設定値の 3Aのままですね
電圧が21.8Vを下回った瞬間に測定 が完了しましたね。電圧降下の関係で安定化
電源の方は電圧高くなってますけど、電子 負荷の方は21.8Vになった瞬間に測定
が完了しました 計測時間1分でやってみます
1分で無事自動的に終了しました 次に先ほどは飛ばしたメニューモードに
ついて解説していきたいと思います まず1番上V-30REFと書いてありますが
これは電圧の校正機能ですね なお校正を行うためには安定化電源などで
30Vを入力してあげないとダメです 電圧が入力されていればプラスまたは
マイナスボタンで電圧値の校正ができます
次A-03REFと書いてありますがこちら
は電流の校正機能ですね 今電流が流れていませんので電流を流す
ためにはこのオンオフボタンを押します
テスト電流が流れるようなのでこの 状態で
電流値を校正することができますね
次OVPと書いてあるのがオーバー ボルテージ設定機能です。最初は150Vと
なっていますが150V以下の値を入力 できます。もしそれ以上に電圧が上がったら
測定を終了する仕組みですね 次のOCPとOPPはそれぞれ過電流と
過負荷保護ですね。同じく20A以下150 W以下が入力できます
ここで少し注意が必要なのはこの電子 負荷は150W以上は測定できませんので
電圧と電流こちらそれぞれかけると300 Wになりますが、実際は150Wまでしか
測定できないということですね 次こちらの電子負荷の限界に挑戦してみ
たいと思います。電圧は30V、電流は4.95Aに設定しました。 なお5Aにすると先程の150Wになってしまい測定ができませんでした
今外気温が29℃近くあるんですが、大体 70℃前後で安定しましたね
販売ページを見る限り80℃以上になる と過熱で停止するみたいですけどちょっと
そこまでは確認できませんでした すいません私の部屋が狭すぎるせいで
ストーブ最弱設定でも30℃近くまで爆熱 になってしまいます
しかし70℃程度で収まってくれれば 150Wでもなんとか使えそうですね
次にここからは恒例の分解タイムを行っ ていきたいと思います
こちら分解すると言っても元々ほぼ 基板剥き出しですからこのヒートシンクを
取るぐらいしかないんですけどね 4箇所ネジで止められているだけなので
簡単に外せます。この辺りはCPUのヒート シンクそっくりですね
熱伝導グリスが塗りたくってありますが、この 中心部にMOSFETが1個あるだけですね
正体を確かめるべく起こして型番を見てみます
型番はFQAの38N30と読み取れます 調べたらデーターシート出てきました
やはりNチャンネルMOSFETのようです 300V38Aのかなりハイスペックな
ものが使われていますね ここで少し気になるのがMOSFETって
いわゆる電子スイッチみたいなものですよね そのMOSFETをたった1つでどうして電子負荷
として使えるのでしょうか? それはちょっと原理までは今回は割愛させ
ていただきたいんですけど、このMOSFETの 半導通状態を利用しているからなんです
原理が違うのであくまでイメージなんですが 物理的なスイッチでいう
繋がっている状態と繋がっていない状態、 微妙に繋がっても切れてもいない中途半端な状態を
わざと作り出すことで抵抗を大きくしているんですね
MOSFETは電子スイッチなのでこの中途半端に繋がっている状態を 自由自在に調整することができる
繋がりを調整することで電流値を自由に調査できるということです
あとは細かい話ですがここにシャント抵抗と思われる 0.01Ωの抵抗がありますね
そして映らないですがここにオペアンプもあります ここにはいつもの型番が削られたマイコン
がありますね あとここにショットキーダイオードがありますので
これは逆接続防止っぽいですね この中で圧倒的に壊れやすいと思われるのは
やはりこの抵抗成分になるMOSFETだと 思います。ただこれも同じようなスペックの
MOSFETに交換すれば治ると思います!
いかがだったでしょうか、今日はいつの間に
か激安になっていた電気工作DIYで超 便利な電子負荷についてご紹介しました
正直これが3000円ちょいというのは神 レベル、文句なくコスパ最強で便利すぎますね
性能も悪くないですし機能も充実しています 電気工作DIYをやられているかたで
まだ持ってないよという方は是非1台持っ ておくことを強くオススメできますね。最近
色々な激安品で強く実感するんですがこれ が3000円ちょいで買えるというのは
DIYをする人にとっては本当にいい時代 になったなと思いますね!
もし今日の動画が参考になったよという 方は是非高評価の方お願いいたします。また
私のチャンネルでは色々な倹約になる情報 をお伝えしていきたいと思っていますので
もしそういったことに興味がある方はぜひ チャンネル登録の方もお願いいたします
さて今日も長時間のご視聴ありがとう ございましたそれでは皆さんまた次回
さようなら
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