Wspólnie projektujemy: Stanowisko energetyczne

Zaproponowałem, żeby w cyklu „Wspólnie projektujemy” zająć się ważną dla prawie każdego elektronika kwestią eksperymentów i napraw urządzeń zasilanych z sieci energetycznej. Kwestia ta ma dwa ważne aspekty. Jeden to szeroko pojęte zabezpieczenia, a drugi – monitorowanie napięcia, prądu i mocy.

W numerze ZE 4/2025 postawione było zadanie konkursowe YK025: Zaproponuj skromniejsze lub bardziej rozbudowane energetyczne stanowisko zabezpieczająco – pomiarowe do pracowni elektronika.

A dlaczego stanowisko zabezpieczająco – pomiarowe?

Otóż napięcie sieci energetycznej 230 V jest śmiertelnie groźne, co potwierdzają informacje prasowe o zgonach spowodowanych przez kontakt z obwodami, gdzie występują takie napięcia.

Początkujący elektronik bez odpowiednich kwalifikacji nie powinien przeprowadzać eksperymentów i prac serwisowych, w których miałby do czynienia bezpośrednio z obwodami sieci energetycznej.

Jednak wielu elektroników chce lub wręcz musi przeprowadzać eksperymenty i pomiary w układach i obwodach dołączonych do sieci energetycznej. W najprostszym przypadku elektronika
interesuje tylko pobór mocy z sieci, a to wymaga pomiaru prądu i napięcia. Jednak pomiary za pomocą woltomierza i amperomierza nie są wygodne. Lepszym rozwiązaniem jest jakaś dedykowana przystawka pomiarowa, która oprócz napięcia i prądu zmierzy też od razu moc, przesunięcie fazowe i ewentualnie także zużytą energię. Czyli interesuje nas pomiar napięcia, prądu i mocy w obwodach sieci.

Druga sprawa to szeroko pojęte bezpieczeństwo. Z jednej strony chodzi o bezpieczeństwo człowieka, żeby minimalizować ryzyko jego porażenia. Z drugiej strony, w praktyce ogromnie ważne jest zabezpieczenie przed uszkodzeniem urządzeń i obwodów dołączanych do sieci. Bardzo prostym i skutecznym sposobem ochrony badanego urządzenia jest wstępne załączanie go, gdy w szereg z nim włączona jest klasyczna żarówka.

Fotografia 1 pokazuje mój tego rodzaju ogranicznik, który wykorzystuję od wielu lat. Jest to prosty, wręcz prymitywny sprzęt z jednym gniazdkiem na żarówkę z gwintem E27 i podwójnym wyłącznikiem.

W licznych przypadkach wystarczy takie stanowisko i żarówka 60-watowa. Jednak do różnych eksperymentów i rozmaitych urządzeń lepsza byłaby żarówka o innej mocy. Do wielu eksperymentów optymalna byłaby żarówka o jak najmniejszej mocy, 15 W lub jeszcze mniej. Z kolei do innych przydałaby się żarówka o mocy kilkuset watów, a nawet 1000 W.

Jeżeli chodzi o pomiary w obwodach sieci, to w ZE 11/2023 przedstawiłem artykuł Modułowe mierniki napięcia i prądu zmiennego, w którym opisałem swoje doświadczenia z trzema różnymi modułami pokazanymi na fotografii 2.

Efektem tych doświadczeń jest „przejściówka pomiarowa”, zawierająca taki moduł, wtyczkę i gniazdka – fotografia 3.

Zadanie YK025 zmobilizowało mnie do zrealizowania starych planów, dotyczących realizacji energetycznego, trójfazowego stanowiska testowego. Stawiając to zadanie w kwietniowym numerze pokazałem składniki takiego stanowiska – fotografia 4.

Jeszcze w kwietniu Szymon Burian zapewnił, że spróbuje zrealizować swoje stanowisko jako rozwiązanie zadania konkursowego YK025. Obietnicy dotrzymał, o czym świadczy fotografia tytułowa tego artykułu (na poprzedniej stronie). I już jest gotowy duży, dwuczęściowy artykuł zatytułowany Dr Frankenstein Project – stanowisko energetyczne, który ukaże się w najbliższych numerach ZE.

(…)

——– ciach! ——–

To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w lipcowym numerze czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 7/2025). Czasopismo aktualnie nie ma wersji drukowanej na papierze. Wydawane jest w postaci elektronicznej (plików PDF). Pełną wersję czasopisma znajdziesz na moim profilu Patronite i dostępna jest dla Patronów, którzy wspierają mnie kwotą co najmniej 10 zł miesięcznie. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 7/2025 znajduje się tutaj.

Piotr Górecki

 

Uwaga! Wskazówki, jak nabyć archiwalne numery znajdują się na stronie: https://piotr-gorecki.pl/n11

Chodzi o ZE 7/2025.