Устройство нагрузочных вилок для проверки аккумуляторов

Поделки своими руками для автолюбителей

Нагрузочная вилка для проверки аккумуляторов своими руками

Всем привет, на днях я приобрел автомобильный аккумулятор и чтобы проверять его на работоспособность, решил собрать нагрузочную вилку, такая штука здорово выручит и при выборе АКБ в следующий раз.

Пассивная токовая нагрузка при подключении к аккумулятору позволит, во-первых измерить напряжение на аккумуляторе, а во вторых нагрузить аккумулятор током около 100 ампер, если аккумулятор отдаст такие токи на протяжении 4-5 секунд без значительных просадок напряжения, значит в нём ещё остался порох. Эти штуки часто применяются для теста аккумуляторов в сервисах по продаже и обслуживанию автомобильных аккумуляторных батарей.

Наша нагрузочная вилка ничем не уступает промышленным образцам, принцип работы нагрузочной вилки тот же, метод реализации также не отличается.

Конструкция вилки проста до безобразия в её состав входит мощная пассивная нагрузка в виде толстой проволоки, рассчитанной таким образом, чтобы нагрузить аккумулятор током около 100 ампер и цифровой вольтметр, который позволит проверить уровень заряда батареи до и во
время теста.

Найти нужную нагрузку, которая потерпит токи в 100 ампер очень трудно, поэтому пришлось немножко подумать чтобы найти самое оптимальное решение с использованием доступных материалов, чтобы проект мог повторить любой желающий.

И тут под руки попался нагревательный элемент от мощной плиты на два с лишним киловатта, провод скорее всего нихром. Очень желательно, чтоб нагревательный элемент был новым, так как нам придётся его выпрямить, а старая отработавшая проволока будет периодически ломаться при деформациях.

Для начала экспериментальным образом выяснил, что этот провод спокойно терпит токи в 7 — 10 ампер, нагревается естественно и даже слегка краснеет, что полностью нормально, следовательно мы можем сказать, что 10 таких проводов параллельно, могут спокойно пропускать токи в 100 ампер.

Основа положена, теперь перейдём к теории, нам всего лишь нужны две формулы закон дедушки Ома, чтобы выявить нужное сопротивление нагрузки для наших целей и формула расчета параллельного соединения резисторов.Но с учётом того, что все 10 резисторов у нас имеют одинаковое сопротивление, полученное исходя из закона ома значение, просто нужно умножить на 10.

Сначала нам нужно понять, какое сопротивление должна иметь нагрузка, чтобы при питающем напряжении 12 вольт ток в цепи был бы в районе 100 ампер.

Вот формула которая нам нужна.

Исходя из формулы становится ясно, что сопротивление нагрузки должно быть в районе 0,12 Ом, естественно по мере
разогрева сопротивление будет расти, а ток падать, но в нашем случае это не столь важно.

Итак, мы планировали использовать 10 параллельных проводов для нагрузки и знаем сопротивление, которое нам нужно для того, чтобы получить таки в 100 ампер.

Умножив полученное значение на 10 становится ясно, что сопротивление каждой из проволок должно быть около 1,2 Ом.

С теорией покончено, теперь перейдём к практической части.

Берём мультиметр, который способен корректно измерять низкоомные резисторы и экспериментально подбираем длину проводника, так чтобы сопротивление в этом участке было около 1,2 Ома, отмеряем длину полученного участка + запас два сантиметра.

Далее отрезаем проволоку и так 10 раз.

Когда отмеряем 10 проводков, затем их нужно будет скрутить вместе, для этой цели я воспользовался шуруповёртом, зажал их и прокрутил.

Далее на провод надеваем керамические изоляторы для предотвращения замыканий между определенными участками этого же провода.

Корпусом послужил отрезок профиля, не забываем о вентиляционных отверстиях.

Ну а теперь сам процесс сборки и монтажа…

Надеюсь всё будет понятно из фоток…

корпус делаем из алюминиевого строительного профиля

припаиваем колодку для соединения медного наконечника и проводов — ниже будет понятней…

небольшой кусок текстолита для соединения провода и нагревательной скрутки.

тоже припаиваем колодку к текстолиту, который сперва весь пропаяли оловом

затем обернули это всё в тепло или термо скотч ( не помню точно как называется) и приклеили к профилю на клей.

затем взял три мощных провода, так как одного толстого кабеля не нашёл у себя, спаял их вместе.

припаял один конец к щупу

затем взял от паяльника небольшого наконечник.

с одного края вставил наконечник с другого закрутил нагревательную скрутку или наше собранное сопротивление-нагрузку.

Далее собираем ручку для прибора, тоже из профиля только немного меньшего сечения.

кнопка для включения вольтметра

скручиваем ручку и вставляем кнопку.

прикручиваем ручку к прибору саморезами и практически всё готово… а да забыл про вольтметр.

вырезаем под него окошечко и ставим на герметик.

После полной сборки на прибор приклеиваем табличку напряжений.

Порядок проведения тестов следующий.

В самом начале замеряем напряжение на аккумуляторе, далее один из токо-съёмных контактов, по схеме это контакт-1 подключается к плюсу аккумулятора, к массе аккумулятора подключается контакт-3 и вольтметр на данный момент отобразит действующее напряжение на аккумуляторе без нагрузки.

Далее убираем контакт-3. замыкаем тумблер «sa1» и подключаем контакт-2 к массе аккумулятора и наблюдаем за показаниями вольтметра.Сейчас наша самодельная нагрузка пожирает 100 ампер тока от аккумулятора, тест длится 5 секунд. За это время внимательно следим за показаниями вольтметра, после отключения нагрузки исходя из таблицы можно сделать вывод. Одним словом сперва мы проверили напряжение на батарее без нагрузки, а затем с нагрузкой, если аккумулятор разряжается слишком быстро, при том изначально он был полностью заряжен, то скорее всего пластины покрыты сульфатной плёнкой из-за чего аккумулятор потерял ёмкость.Либо имеется проблема с одной или несколькими банками, например обрыв или осыпание пластин.
И ещё раз повторюсь этот тест нужно делать кратковременно не более 5 секунд, сама нагрузка будет при этом нагреваться это нужно учитывать.

Друзья надеюсь эта самоделка позволит вам избежать от покупки плохих аккумуляторов, ну и проверить старый при
необходимости.

Источник

Устройство нагрузочной вилки для аккумулятора и её самостоятельное изготовление

Нагрузочная вилка является важным прибором автоэлектрика и необходим для грамотного тестирования аккумуляторной батареи автомобиля. Водители, которые предпочитают сами обслуживать свой автомобиль, часто хотят узнать, как самостоятельно сделать данный прибор в домашних условиях.

Самостоятельное изготовление нагрузочной вилки не является сложной задачей при наличии необходимых знаний, инструментов и деталей. Для того, чтобы грамотно собрать тестер, необходимо узнать, что он из себя представляет данный аппарат и как он работает. О секретах изготовления вилки читайте далее.

Устройство тестера для аккумулятора

Нагрузочная вилка – это аппарат, с помощью которого анализируется работа аккумулятора автомобиля, иногда её называют разгрузочной вилкой, но разницы меду ними нет никакой. Классический прибор состоит из вольтметра и одной или двух спиралей сопротивления (резистров), к которым подключены два щупа.

В некоторых случаях в состав нагрузочной вилки входит и амперметр. Вид этого агрегата представляет собой металлический короб небольшого размера, к которому присоединены провода и зажимы:

Старые модели нагрузочных вилок обычно оснащены аналоговыми вольтметрами. В комплектации новых моделей уже используются преимущественно цифровые вольтметры и ЖК-дисплеи. Также существуют нагрузочные вилки, которые обладают усложненной схемой, в которых используются несколько сменных сопротивлений (спиралей).

Данные устройства, предназначенные для измерения разных диапазонов напряжений, используются для диагностики как кислотных, так и щелочных аккумуляторов. Для тестирования отдельных банок аккумуляторов существуют специальные нагрузочные вилки.

Данное устройство можно использовать не только для проверки работоспособности АКБ, но и для получения данных работы любой детали, входящей в электрическую цепь. Главной функцией нагрузочной вилки является контроль напряжения. Замер напряжения может проводиться с использованием электродвижущей силы под нагрузкой, а также когда цепь ЭДС разомкнута.

При помощи данного прибора можно определить различные параметры электрических приборов. Все зависит от комплектации конкретного устройства.

Предназначение устройства

• Определить время, которое аккумулятор сохраняет запас электроэнергии. Это зависит от емкости аккумулятора. Если аккумуляторная батарея имеет емкость 50 А/ч, то она сможет держать заряд, примерно, 141 день, если устройство не переохлаждать и держать при плюсовой температуре.

При этом, если АКБ находится в машине и подключена к сети, то время сохранения заряда сокращается вдвое. Все дело в том, что электроэнергия потребляется даже в нерабочем состоянии. При наличии сигнализации в автомобиле утечка тока (в районе 0,02 — 0,05 А/ч) происходит и когда аккумулятор находится в состоянии покоя.

Зимой при такой потере энергии аккумуляторная батарея разрядится за 10 дней, если же температура плюсовая, время разрядки составит около 20 дней.

• Измерить степень заряда. Если напряжение на аккумуляторной батарее 11,7 Вольт — батарея разряжена; от 12,1 до 12,3 Вольт – аккумулятор заряжен наполовину; 12,7 Вольт — заряжена полностью.
• Узнать, как долго аккумулятор еще сможет держать заряд. Важно знать, когда уже следует зарядить аккумулятор. Стандартно зарядка требуется батарее, когда напряжение АКБ падает ниже 12 Вольт. Уже при заряде 11,9 Вольт емкость аккумулятора остается наполненной лишь на 40%. В этом случае лучше зарядить батарею в теплом помещении, не дожидаясь морозов.
• Проверить, существует ли замыкание между пластинами. Замыкание существует если при испытании вилкой: напряжение падает ниже 9 Вольт; электролит закипает в замкнутой банке; во время подачи напряжения в 14,4 Вольт электролит закипает в замкнутой банке или во всех банках помимо замкнутой.
• Установить значение напряжения генератора на выходе. Уровень напряжения на выходе должен быть стабильным. Аккумуляторная батарея автомобиля чувствительна к подобным изменениям. Если уровень напряжения ниже нормы, аккумулятор не будет заряжаться до нужной степени.

Из-за подобных неполадок обычно возникают проблемы с запуском мотора автомобиля. В обратном случае, когда нагрузочная вилка фиксирует повышенное напряжение, настяпает перезарядка АКБ и быстрый износ батареи.

• Провести оценку второстепенных параметров источника питания, например, сульфатацию пластин.

С помощью зажимов аппарат подключается к клеммам аккумуляторной батареи автомобиля или к другим частям электрической цепи. Если устройство укомплектовано амперметром, с его помощью можно измерять силу тока.

Важный показатель — количество спиралей в составе нагрузочной вилки. Уровень сопротивления каждой из них — 0,1-0,2 Ом, рассчитаны они на 100 А. В случае, если спираль в устройстве одна, нагрузочной вилкой можно проверять заряд батарей с малой емкостью (6-12В), если спирали две — большей (24В).

Различные модели отличаются друг от друга по таким параметрам как:

• четкость полученных данных (погрешность измерений обычно лежит в интервале от 2,7 до 2,9 сек.);
• тип вольтметра (цифровой, аналоговый);
• сопротивление спирали (0,1 Ом соответствует нагрузке в 100 Ампер);
• температура, при которой можно использовать нагрузочную вилку (универсальные устройства обычно работают при температуре от +1°С до +35°С, мощные вилки могут работать в диапазоне от –30°С до +60°С);
• диапазон, в котором работает вольтметр (при измерении напряжения составляет 0–15 Вольт);
• проверочная сила тока;
• область эксплуатации (кислотные или щелочные аккумуляторы).

Цифровой вольтметр хорош тем, что визуально им проще показать, что напряжение под нагрузкой растет, потому как растет оно, как правило, незаметно для глаза человека в сравнении с аналоговым измерителем напряжения.

Изготовление нагрузочной вилки своими руками

Нагрузочная вилка, сделанная самостоятельно подходит для использования с 12-ваттными аккумуляторами. Схема сборки прибора могут отличаться нюансами. Суть прибора — это нагрузка-реостат, подключенный через выключатель.

Несложный в изготовлении и недорогой при покупке прибор окажется полезным в гараже автолюбителя. Использование нагрузочной вилки покажет, насколько «устал» ваш аккумулятор и как работает генератор вашего автомобиля. При нежелании покупать(что не удивительно, учитывая то сколько она стоит), этот тестер можно сделать своими руками.

Важно! Приступать к самостоятельному изготовлению нагрузочной вилки стоит только в том случае, если у Вас есть хотя бы минимальный опыт работы с электрическим оборудованием.

Материалы для изготовления

• Вольтметр (лучше со шкалой до 20 Вольт, чтобы не рисовать шкалу самостоятельно). Для изготовления новой шкалы нужно разобрать вольтметр. С помощью тестера или мультиметра проводим замеры тока, проходящего сквозь прибор. Подключая дополнительные сопротивления, измеряем силу тока. Наносим показания на новую шкалу и помещаем ее в вольтметр.
• Провода с хорошей изоляцией, многожильные (диаметр — 6 мм.или больше). Должны быть рассчитаны на большой ток.
• Мощные зажимы-крокодилы. Материал – нихром или сталь. Все дело в том, что зажимы обязаны выдерживать большое напряжение, через них будет проходить большая сила тока.
• Негнущийся каркас. Хорошо подойдет текстолитовая пластина. Каркас следует применять из материалов, не боящихся огня, так как в случае возгорания дерево или обычный пластик сгорят или деформируются, что повлечет за собой поломку прибора.
• Ручка (лучше подойдет прорезиненная пластмасса) для соединения с пластиной.

Схемы

Нагрузочная вилка с одной спиралью

R — сопротивление, V— вольтметр, S —выключатель.

Нагрузочная вилка с двумя спиралями

Для тестирования аккумуляторов объемом от 15 до 100 Ач. подключается одна нагрузка (100 ампер), для проверки АКБ с емкостью от 100 до 240 Ач. подключаются две нагрузки (200 ампер).

Пошаговая инструкция: как сделать самому

1. Перед началом изготовления устройства нужно проверить показатель напряжения одной полностью заряженной батареи. К каждой баночке батареи необходим свободный доступ. Данные, полученные после измерения, используются для составления показателей шкалы, которая будет показывать, насколько должен быть заряжен аккумулятор машины.
2. Следующий этап — включить резистор вместе с микроамперметром. Сопротивление должно быть немного больше, чем в одной из банок аккумуляторной батареи.
3. Чтобы определить параметры добавочного сопротивления, в характеристиках батареи выбираем параметры тока и напряжения под нагрузкой. Определение по формулам: сопротивление R=U/I, где R – сопротивление добавочного резистора, U – напряжение, I – сила тока под нагрузкой; рассеиваемая мощность сопротивления P=UI. Значение мощности сопротивления нужно брать немного выше показателя, полученного после вычислений. Сопротивление должно быть проволочным.
4. Чтобы изготовить щупы, многожильные провода подсоединяем к зажимам-крокодилам.
5. Размещаем щупы, вольтметр и добавочный резистор на пластине из текстолита. Этот материал является стойким к высоким температурам и не проводит ток. Также можно использовать керамическую пластину.
6. На последнем этапе подсоединяем ручку к пластине, на которой размещен наш аппарат.

Выше описана простейшая схема изготовления самодельной нагрузочной вилки. Изготовленное таким образом устройство может стать основой конструкции, к которой можно добавить, например, амперметр, часы и др.

Важно! Все элементы должны быть хорошо соединены! В этом поможет сварочный аппарат.

Полезное видео

Изготавливая самодельную нагрузочную вилку, можете воспользоваться этим полезным видео.

Советы по эксплуатации

• Нельзя использовать батарею, если аккумуляторные клеммы покрыты окисью. Необходимо их зачистить перед использованием.
• Измерять напряжение можно только после отключения АКБ от автомобиля и только после 6 и более часов после заглушения мотора. Батарея все эти 6 часов также должна провести в выключенном состоянии перед подключением к вилке.
• Подключение щупов происходит к каждой баночке отдельно!
• Если подключать нагрузочную вилку к источнику питания больше, чем на 6-10 сек., собранный прибор быстро выйдет из строя.
• Уровень электролита для диагностики должен быть на нормальном уровне. При пониженном – доливается дистиллированная вода.
• Запрещается хранить прибор рядом с аккумуляторами и подобными устройствами.
• После использования необходимо хорошо проветривать помещение.

Заключение

Использование аккумуляторной батареи с низким зарядом в машине грозит тяжелыми последствиями и долгим ее восстановлением. Для нормальной работы транспортного средства водитель должен регулярно проверять АКБ. Нагрузочная вилка является прибором, помогающим продиагностировать работоспособность этой немаловажной детали машины.

Источник