Kilka słów o nowym obciążeniu 120 A 2,7 kW i obudowach Mibox

Pod koniec ubiegłego roku pisałem o obciążeniu 2400 W. Wtedy był to w zasadzie prototyp zamówiony przez jednego z moich klientów.
Po Nowym Roku zamówiłem kilka obudów, już przeznaczonych konkretnie do tej wersji, i postanowiłem ją uruchomić — jeśli nie seryjnie, to przynajmniej przenieść na wyższy poziom.

Przypominam: żeby być na bieżąco z nowymi wpisami na blogu, polecam obserwować mój Instagram. Będę tam publikował powiadomienia o nowych wpisach, a może też pisał po prostu o czymś ciekawym — link do konta

Można też subskrybować aktualizacje i nowe artykuły na kanale Telegram — https://t.me/KirichBlog


Od razu uprzedzam, że nie będę szczegółowo opisywał obciążenia — prawie wszystko jest zgodne z tym, co opisywałem w tym artykule.
Są jednak pewne różnice:
1. Dzięki zastosowaniu dwóch wentylatorów nawiewnych wzrosła moc. Właściwie nie montowałem ich po to, żeby zwiększyć moc, ale dlatego, że bez nich musiałbym zrobić obudowę z większą liczbą otworów wlotowych.
2. Obudowa jest teraz metalowa, bo wykonanie jej z dwóch typowych plastikowych obudów byłoby po prostu niewygodne.
3. Zastosowałem zaciski przystosowane do większego prądu. W poprzedniej wersji mogłem deklarować maksymalnie 100 A, choć część mocy pozwala na 120 A.
4. Drobne zmiany, na przykład przednimi wentylatorami steruje kontroler, który automatycznie reguluje ich prędkość w zakresie 50–100%.

Zacznę jednak nie od obciążenia, lecz od obudowy, a właściwie nie tyle od samej obudowy, co od firmy Mibox, która je produkuje. Chcę tu podziękować za przychylne podejście do tego, że już co najmniej dwa razy wykonali dla mnie obudowy z panelami na zamówienie, w których otwory wycinano laserem. Z jednej strony nie ma w tym nic niezwykłego, ale z drugiej — spróbujcie znaleźć kogoś, kto zrobi to bez rysunków z jakiegoś programu CAD, na podstawie zwykłego rysunku, a do tego w rozsądnej cenie. Próbowałem...

Obudowy są w większości całkiem niezłe, choć niepozbawione wad. Dziś opowiem trochę o ich zaletach i wadach.

Tak jak za pierwszym razem, uzgodniłem usługę, termin, przekazałem rysunki, ustaliłem cenę, zapłaciłem i po około 4 tygodniach dostałem pudełko z moimi obudowami (deklarowany czas wykonania zamówienia to maksymalnie 1 miesiąc).
Podstawą była taka obudowa.



Tak, w tym niewielkim pudełku są 3 obudowy :)
Wszystko starannie i troskliwie zapakowane. Nie powiem, że to ideał, ale jakość i zabezpieczenie są całkiem dobre.


W środku mnóstwo paneli. Przy pobieżnych oględzinach wszystko się zgadza. Są pomalowane proszkowo, starannie i estetycznie.


Najważniejsze były dla mnie oczywiście panele przedni i tylny. Uprzedzając fakty, powiem, że trochę pomyliłem się przy rysunku tylnego panelu — nie uwzględniłem, że jest węższy od przedniego. Mój błąd, ale ostatecznie nie miało to żadnego wpływu, choć miejscami wszystko pasowało na styk.


Martwiłem się też o wymiary kontrolera, bo tutaj niczego nie da się przesunąć.


Ale wszystko poszło świetnie, kontroler pasuje jak ulał. Zamówiłem tylko wycięcie głównych otworów, otworów montażowych nie zamawiałem — zrobiłem je na miejscu. Swoją drogą, spotkałem się już z sytuacją, gdy dwa wentylatory tego samego rozmiaru, ale różnych firm, miały nieco inny rozstaw otworów.


Niestety, wpadłem w pułapkę, o której nawet wcześniej nie pomyślałem. Przez nią musiałem najpierw wziąć do ręki szlifierkę kątową i poświęcić pół dnia na cięcie, a potem jeszcze trochę czasu na sprzątanie balkonu, bo pracuję w mieszkaniu :(


Chodzi o konfigurację paneli. Wysokość obudowy jest dla mnie wystarczająca, ale górna i dolna pokrywa mają z przodu półki o szerokości około 10 mm. Przeszkadzają one zarówno w montażu wentylatorów, jak i kontrolera.
Na rysunku widać przekrój z boku. Myślę, że wiadomo, co musiałem ostatecznie przyciąć.

Od razu powiem, że praca z metalowymi obudowami jest wyraźnie trudniejsza, bo trzeba wiercić wiele otworów i nacinać w nich gwinty. Nawet tak banalna czynność, o której nie myśli się przy składaniu obudowy z tworzywa, jak zamontowanie czterech gumowych nóżek, staje się wyzwaniem.

Niestety, po tej operacji na pokrywach pojawiły się drobne rysy. Nie są głębokie, ale wystarczyły, żebym się zmartwił :(



Niestety, to nie wszystkie problemy, na które natrafiłem. Poprzedni wynikał głównie z mojej nieuwagi, ale za te odpowiada już wyłącznie producent. Zauważyłem je podczas końcowego montażu.
Po pierwsze, panele boczne. Kiedy złożyłem pierwszą obudowę, okazało się, że paneli jest nie 4, a 5. Jeden na zapas?
Po drugie, w tylnych panelach były problemy z gwintami. Albo zapchała je farba, albo gwint nacięto tylko pierwszym gwintownikiem z zestawu. W każdym razie, gdy wkręca się tam dołączoną śrubę, gwint po prostu się zdziera.
Po trzecie, już na etapie wstępnego montażu zwróciłem uwagę, że w tylnych panelach nie ma bocznego otworu, choć aż się o niego prosi. Chciałem napisać do producenta, ale sprawa okazała się ciekawsza. Kiedy montowałem już panele boczne, zauważyłem, że otwór w nich jest, a co więcej... jest też w tylnej ściance. Pomyślałem: pewnie mi się wydawało, ale nie — okazało się, że w jednym z trzech tylnych paneli otwory są po obu stronach, a w dwóch pozostałych tylko jeden, po prawej. Czyli jednak mi się nie wydawało, po prostu za pierwszym razem trafił mi się panel z jednym otworem i patrzyłem akurat na stronę, po której go nie ma.

Tak, moim zdaniem nad kontrolą jakości trzeba jeszcze trochę popracować. Co ciekawe, pierwsza zamówiona obudowa nie miała takich problemów.
Problem polega na tym, że producent wykonuje otwory przez częściowe wytłaczanie metalu, dzięki czemu gwint jest głębszy. Z oczywistych względów mogę tylko wywiercić otwór i po prostu nagwintować go. Blacha ma grubość 1 mm, więc lepiej nie dokręcać zbyt mocno, bo można zerwać gwint.



Z tym problemem zetknąłem się już podczas składania pierwszej obudowy — sytuacja jest tu dokładnie taka sama. Przez niezbyt trafne obliczenia sztywności i konfiguracji konstrukcji jest tu drobne niedociągnięcie.
Dolna pokrywa jest mocowana do tylnego panelu w czterech punktach: dwóch po bokach i dwóch od dołu. Ponieważ w zasadzie „wisi” na tylnym panelu, dwa punkty to zdecydowanie za mało. Nawet przy moim stosunkowo niewielkim obciążeniu po prostu się ugina, gdy obudowa stoi na nóżkach, więc musiałem dodać jeszcze jeden punkt mocowania pośrodku.

Rysunek w skali, żeby łatwiej było zrozumieć.




Postanowiłem od razu złożyć dwa obciążenia, bo parametrów trzeciego jeszcze nie ustaliłem. Zmontowałem przednie panele, potem część mocy i częściowo obudowę. Spojrzałem na całość i zrozumiałem, że coś jest nie tak.


Okazało się, że „nie tak” było to, że przydałyby się oznaczenia i napisy na obudowie. W tym przypadku ozdobny panel odpada, a przyklejanie papieru też zupełnie nie wchodzi w grę, więc musiałem wyciągnąć grawer laserowy i wykonać napisy. Podczas grawerowania panele próbowały się przesuwać od wibracji, bo były za długie dla grawera, więc musiałem użyć tego, co miałem pod ręką, żeby je unieruchomić :).




Moim zdaniem tak wygląda to już całkiem nieźle :) Wygrawerowałem tylne panele wszystkich obudów i przednie panele dwóch z nich.



Dalej przyszła kolej na sprawdzanie, kalibrację i ponowne sprawdzanie. Ponieważ obudowa jest metalowa, musiałem wykorzystać styk ochronny w gnieździe sieciowym i połączyć go z obudową.


Nawet po wstępnej, dość zgrubnej kalibracji wynik jest całkiem niezły.


Do dalszej kalibracji potrzebny był większy prąd, więc użyłem akumulatora o pojemności 230 Ah, dla którego takie prądy obciążenia są normalne.
Ustawiłem 100 A. Na początku otrzymałem 100,1 A, ale w miarę nagrzewania wartość nieco spadła, do 99,7–99,8 A, co jest całkiem normalne.


Potem doszedłem do maksymalnego prądu, jaki mogą mierzyć moje cęgi. Przy deklarowanym limicie 100 A pozwalają mierzyć prądy do 108–109 A, ale potrzebowałem więcej.
Wyciągnąłem z szuflady stare cęgi i naprawdę się zdziwiłem, bo wskazały znacznie większy prąd.
Zamiast 100 A było 10.3.6, a zamiast 120 A — 124, czyli wyglądało na to, że wyniki są zawyżone proporcjonalnie. I tak, oczywiście wiem, że trzeba je wyzerować itd. Powiem więcej: sprawdzałem to też inaczej — najpierw zakładałem cęgi bez przepływu prądu, zerowałem je, a dopiero potem włączałem obciążenie. Bez różnicy.

Zmniejszyłem prąd do 30 A i porównałem z moimi podstawowymi cęgami — obraz był dokładnie taki sam.


Podłączyłem podstawowe cęgi do zasilacza — nie, wszystko w porządku, błąd pomiaru mieści się w normie, czyli stare cęgi po prostu kłamią... szkoda.



Ostatecznie powstało takie oto urządzenie o następujących parametrach:
Moc ciągła – 2400 W
Moc krótkotrwała (względnie) – 2700 W.
Prąd – do 120 A
Napięcie – do 100 V
Podłączenie – 4-przewodowe; przy podłączeniu 2-przewodowym nie trzeba zakładać zworek, ponieważ sterownik ma dwa układy pomiarowe.
Podłączenie do komputera – złącze USB-C
Sterowanie wentylatorami zależnie od temperatury, ale główne wentylatory pracują cały czas, tyle że na niskich obrotach.
Zabezpieczenie termiczne wszystkich czterech modułów.

Trochę rozczarowały mnie osłony wentylatorów. Czarne wyglądałyby ładniej. I, o dziwo, nie chodzi o same osłony — czarne można bez problemu kupić (a chromowanych i tak mam zapas). Po prostu jakoś nie udało mi się znaleźć czarnych śrub mocujących.



Co do maksymalnej mocy, napisałem „względnie” — chodzi o to, że faktycznie zamontowane moduły mogą więcej. Na przykład jeden z użytkowników korzysta z obciążenia z jednym modułem przy mocy 650–660 W. Tutaj są 4 moduły, więc wychodzi co najmniej 650 × 4 = 2600 W, a do tego dochodzą jeszcze wentylatory nadmuchowe.




Można też zamontować „uszka”, ale na razie nie dodaję ich do zestawu. Problem w tym, że nie do końca dobrze rozplanowałem położenie wyłącznika sieciowego i znalazł się on zbyt blisko bocznej ścianki. Krótkie śruby nie przeszkadzają, długie, którymi mocuje się „uszka”, też nie, ale jeśli wkręcić długą śrubę bez uszek, wyłamie ona wyłącznik albo przynajmniej go wypchnie. W kolejnej rewizji zostanie to poprawione.



Z tyłu umieściłem odpowiednie oznaczenia oraz otwory wylotowe gorącego powietrza.


Na razie zmontowałem dwa takie obciążenia. Nie wiem, co zrobić z trzecim: zbudować takie samo czy wersję na 160, a może nawet 200 A. Chodzi o to, że wraz ze wzrostem prądu maleje napięcie, przy którym możemy pracować z danym prądem.
Mówiąc w uproszczeniu, obecna wersja pozwala bez problemu obciążyć źródło 20 V prądem 120 A. Jeśli zrobię obciążenie na 200 A, to przy mocy 2400 W będzie to zaledwie 12 V. W dużym uproszczeniu można testować akumulator 4S LiFePO4 prądem 200 A, ale wraz ze wzrostem napięcia i tak trzeba będzie zmniejszać prąd.



Jak się pewnie domyślacie, nie składałem ich dla siebie. Jedno obciążenie pojechało już testować akumulatory do dronów, bo pozwala sprawdzać pakiety 6S prądem do 110 A. Użytkownik poprosił mnie tylko o dodatkowe zamontowanie złącza XT-60, żeby wygodniej testować mniejsze akumulatory. I właśnie przy tej okazji wyszedł problem z metalowymi obudowami: wtyk XT-60 („męski”) montuje się od wewnątrz, dlatego otwór musi być wykonany znacznie staranniej niż w przypadku gniazda („żeńskiego”), które zakrywa krawędź wycięcia. Ale chyba wyszło całkiem nieźle.




To właściwie wszystko, co chciałem dziś powiedzieć. W najbliższych dniach planuję pokazać jeszcze jeden model, tym razem z segmentu „domowego”, z funkcją przełączania ładowania. Ale nie będę wybiegać w przyszłość.
Jeśli chodzi o obciążenia, piszcie i pytajcie. Jeśli czegoś potrzebujecie, najlepiej od razu opiszcie zadanie — wtedy łatwiej będzie mi dobrać coś gotowego albo zaproponować optymalną wersję na zamówienie.