Reinhard Weiß
DC Electronic Load ITECH IT8211

IT8211IT8211Elektronische Lasten sind elektronisch verstellbare Leistungs-Widerstände, um etwa die Belastungsfähigkeit von Stromversorgungen zu testen. Teilweise sind sie programmierbar, um wiederkehrende Test-Abläufe mit Belastungsänderungen zu vereinfachen. Neben konstanten Widerstandseinstellungen (Betriebsart CR) gibt es auch Sonderbetriebsarten mit geregeltem Spannungsabfall (CV) oder konstanter Stromaufnahme (CC), oder auch konstanter Leistung (CP). Für Leistungen von etwa 150 W muss man bei Anbietern in Deutschland mit Preisen ab ca. 350 € rechnen (z.B. Peaktech 2275). Viele Geräte sind im Breitformat, d.h. nehmen relativ viel Stellplatz in Anspruch, andere haben ein praktisches Hochformat, womit sie leichter auf dem Labortisch Platz finden.

Das IT8211 von ITECH (China) ist ein digital steuerbares Gerät im Hochformat mit 150 W, das zu den preisgünstigsten seiner Klasse gehört (im Bild Vorder- und Rückseite). Seine Größe ist 88x175x288 mm. Bei Direktimport aus China über eBay, AliExpress oder Alibaba bekommt man es derzeit (10/2016) ab ca. 231 € (inkl. Steuer und Versandkosten bzw. netto 194 € bei AliExpress Mariana), die Preisspanne reicht aber bis rund 590 € (eBay goodtronic). Wie hoch eventuelle zusätzlich fällige Zollgebühren sind, kann ich derzeit nicht heraus finden. Von Peaktech gibt/gab es das baugleiche P2265 (offenbar nicht mehr lieferbar).

Das IT8211 hat neben der Programmierbarkeit des Widerstands (Betriebsart CR) auch die Betriebsart Konstantstrom (CC) und Konstantspannung (CV). Es zeigt die aktuelle Spannung und den fließenden Strom an, sowie (umschaltbar) die resultierende Leistung und den Einstellwert (Vorgabewert). Hierfür sind 2 grüne 4-stellige LED-Displays vorhanden. Die Einstellauflösung bei Spannung ist 10 mV (bis 60 V), bei Strom 1 mA (3 A-Bereich) bzw. 10 mA (30 A-Bereich) und beim Widerstand von 1 mOhm (10 Ohm-Bereich) bis 1 Ohm (4000 Ohm-Bereich). Die Leistung wird mit einer Auflösung zwischen 1 mW (10 W-Bereich) und 100 mW (150 W-Bereich) angezeigt.

Das IT8211 hat auch eine Funktion, bei der man verschiedene Belastungsänderungen in 100 Schritten (je 0,4-25 sec) programmieren und ablaufen lassen kann (LIST-Funktion). Dabei können Spannungs- und Stromwertgrenzen (up/low) angegeben werden, die überprüft werden, und bei Überschreiten der Grenzwerte erfolgt eine Fehleranzeige. Das Gerät arbeitet dabei fest im 30 A-Bereich. Diese Funktion ist besonders für automatisch ablaufende Serienmessungen geeignet.

Weitere Tasten-Funktionen sind

Im Setup werden festgelegt:

Ein vergleichbares Gerät (fast baugleich) ist das BK8540 von BK Precision, das zumindest bei RS-Online-privat angeboten wird, allerdings kostet es dann auch schon rund 590 € (10/2016). Bei conrad.de (512901) gab es das auch zum etwa gleichen Preis, ist dort aber derzeit vergriffen. Im Unterschied zum IT8211 ist auf der Frontseite lediglich der Drehknopf in der Mitte zwischen den Tasten angeordnet und der Netzschalter ist beleuchtet. Die Rückseite ist gleich und auch die sonstigen technischen Daten sind identisch. Bei einer Firmware-Version des BK8540 unterhalb 1.60 fehlt allerdings die Ablauf-Funktion LIST (Testsequenz) des IT8211, dafür hat es 100 Wertespeichergruppen statt 40. Ab Firmware-Version 1.60 entspricht es aber voll dem IT8211.


Beschaffungsprobleme

Das IT8211 ist preiswert nur über Direktimport aus China zu beziehen (eBay, AliExpress). Die wenigen in Europa angesiedelten Vertriebsfirmen haben das Gerät nicht fest im Programm und sind auf den Verkauf an Privatpersonen nicht eingestellt. Ein einziger Händler in Deutschland, www.hobbyhifiladen.de bzw. hobbyhifiladen_de (eBay), bietet das Gerät als Einzelstück für 385 € bzw. 370 € an, was im Vergleich zu Direktimporten bis zu 150 € teurer ist (inkl. Steuer).

Ich hatte mich entschlossen, das IT8211 bei eBay von tomtop_sales zu kaufen für 247 US$ (netto), entsprechend ca. 270 € inkl. 19% Steuer. Es war innerhalb 1 Woche da. Das heißt, es lag beim Zoll Airport Leipzig, wurde dort aber "verwahrt". Denn wie sich erst nach über 2 Wochen herausstellte, weigerte man sich, mir das Gerät über DHL zuzustellen. Der Zoll hatte nämlich Vorbehalte, was die Gültigkeit der CE-Kennzeichnung anbelangt. Zur weiteren Prüfung wurde das Gerät daher an die zuständige Marktüberwachungsbehörde (Referat 54) geschickt, von wo es mit der Stellungnahme zum Zoll zurück kam, dass das Gerät nicht einfuhrfähig sei. IT821 CELaut mir überlassener Kontrollmitteilung (Prüfprotokoll) der Behörde wurde bemängelt, dass die eindeutige Kennzeichnung der Betriebsspannung (230 VAC) fehle bzw. falsch beschriftet sei (220 V auf dem Umschalter), die Warnhinweise auf dem Gerät nur auf englisch und nicht auf deutsch seien und die Hersteller- bzw. Distributor-Adresse fehle.

Für mich nicht eindeutig interpretierbar ist eine handschriftlich eingetragene Anmerkung, die sich auf den "60 V"-Hinweis auf der Gehäusefront bezieht, der als irreführend verstanden wird, wo doch hinten "220 V" stehe(!?). Das ist natürlich Unsinn. Die "60 V" beziehen sich eindeutig auf den Anwendungseingang (zulässiger Maximalwert an den Eingangsbuchsen) und nicht etwa auf die Versorgungsspannung, das Gerät "erzeugt" diese Spannung auch nicht. Kleinspannungen bis DC 60 V benötigen im Übrigen keinerlei Berührungsschutz. Was also damit gemeint sein könnte, habe ich nicht verstanden. Als ich bei der technischen Behörde telefonisch nachfragte, stellte sich heraus, dass die Fachleute offenbar fälschlich von einem Ladegerät (möglicherweise die nicht korrekte Übersetzung von Electronic Load) ausgegangen sind, aber mehr konnte ich nicht mehr in Erfahrung bringen, weil das Gerät nicht mehr dort war.

Das Bild links zeigt die Beschriftung auf der Rückseite (vergrößern mit Klick). Vermutlich wäre ein richtiges Typenschild eindeutiger. Eine Beschreibung lag dem Gerät ohnehin nicht bei und die wäre dann auch nur in englisch. So wurde das Gerät postwendend dem Absender (Händler in China) zurück gesendet und ich davon lediglich in Kenntnis gesetzt.

Zwar ist es richtig, dass die Anschlussspannung (230 V) nicht eindeutig markiert ist, aber für einen durchschnittlichen Anwender dürften sich hier keine Unklarheiten ergeben (in der Tabelle zur Sicherung steht immerhin "220/240 VAC"). Und der Hersteller oder Verkäufer in China dürfte mir im Falle eines Schadens auch nicht wirklich weiter helfen.

Der eBay-Verkäufer gab sich auf meine Anfrage hin wie üblich ahnungslos und wollte sich beim Hersteller erkundigen. Eigentlich sollten solche Unterlagen leicht beschaffbar sein, immerhin gibt es die Konformitätserklärungen des Herstellers (die mir vorliegen). Aber letztlich hat der Händler meine Bestellung doch storniert und mir mein Geld rückerstattet. Er will die Rückweisung nicht noch einmal riskieren, vielleicht bekommt er vom Hersteller auch nicht die nötige Unterstützung.
Jedenfalls habe ich daraufhin rund 100 € mehr ausgeben müssen und bei dem deutschen Händler hobbyhifiladen_de (eBay bzw. www.hobbyhifiladen.de) das Gerät noch einmal gekauft. Immerhin muss ein deutscher Händler 2 Jahre Gewährleistung bieten, das ist auch ein gewisser Vorteil.

Leider hat sich die Hoffnung auf einen besseren Service bei diesem deutschen Anbieter im Vergleich zu einem chinesischen Händler nicht erfüllt (Stand 02/2017). Meine Anfragen wegen diverser Fehler (siehe weiter unten) wurden ausweichend oder gar nicht beantwortet. Man wolle den Hersteller kontaktieren, aber ein Ergebnis habe ich trotz vieler Nachfragen nicht erfahren. Vermutlich bekommt der auch keinen besseren Support vom chinesischen Hersteller. Aber Kundenzufriedenheit ist etwas anderes.

Allerdings zeigt sich bei diesen Zollproblemen eine scheinheilige Bürokratie. Natürlich ist es korrekt, wenn Importe die gleichen technischen Anforderungen erfüllen müssen wie europäische Hersteller (dokumentiert mit der CE-Kennzeichnung), etwa in Hinblick auf Sicherheitsfragen. In diesem Fall geht es aber gar nicht darum, denn es wurden nur Formalien bemängelt (ob das Gerät wirklich sicher ist, wird ja nicht überprüft). Der deutsche Händler hingegen lieferte mir dasselbe Gerät mit den gleichen (bemängelten) Merkmalen, weil der es als Gewerbetreibender in diesem Zustand importieren darf. Sicher müsste er die Mängel genauso beheben, bevor er es "am Markt" anbietet, aber das wird offensichtlich nicht überprüft. So habe ich also doch ein Gerät erworben, das formal keine gültige CE-Konformität besitzt. Wozu also die Zollkontrolle?

Falls jemand das IT8211 ebenfalls importieren möchte, sollte er bei einer eventuellen Beanstandung beim Zoll diese Punkte berücksichtigen. Sofern der Hersteller weiterhin nichts ändert an seine Aufschriften, könnte möglicherweise die deutsche Beschreibung für das bauähnliche BK8540 hilfreich sein, weil da alle benötigten Informationen enthalten sind. Die Konformitätserklärungen des Herstellers kann ich auf Nachfrage zur Verfügung stellen.

Die Technik

Allerdings, in einem Punkt muss ich den Behörden schon Recht geben: Es sollte für den Hersteller kein Problem sein, die zulässige Netz-Eingangsspannung eindeutig zu spezifizieren. Nach IEC 60038 beträgt die Netzspannung in Europa 230 V +/- 10 %. In allen technischen Unterlagen zu dem Gerät gibt es aber keinen einzigen Hinweise darauf, dass das Gerät diese Spannungsgrenzen akzeptiert. Es wird lediglich von "220 V" (ohne Toleranz) geschrieben (was es in der EU schon seit vielen Jahren gar nicht mehr gibt). Ich habe sowohl an den Hersteller als auch an mehrere Händler geschrieben und gebeten, mir den zulässigen Eingangsspannungsbereich für das Gerät mitzuteilen bzw. zu bestätigen, dass diese Werte eingehalten werden. Kein einziger Händler hat das bestätigt, einige und auch der Hersteller selber haben gar nicht erst geantwortet. Das ist schon traurig und lässt nichts Gutes zur Zuverlässigkeit erahnen.

Beim bauähnlichen BK8540 steht in der deutschen Beschreibung "220 V / 198 V bis 242 V" und "CAT II". Wenn das auch beim IT8211 gilt, wäre der obere Grenzwert (242 V) nur mit 5 % über 230 V spezifiziert. Dabei müssten nach der Norm 10 % zulässig sein.

Die gemessene Leistungsaufnahme liegt bei etwa 5,5 W (7,7 VA, PF 0,71) im Ruhezustand, laut Geräteaufdruck max. 30 VA.

Wie man an der Beschreibung des BK8540 sieht, hat die im Handbuch des IT8211 beschriebene Funktion ADD (Adresse 0-31) für den Anwender keine Bedeutung (wie auch die 9-polige Buchse auf der Rückseite).

Ein Handbuch ist dem Gerät nicht beigelegt, das muss man sich im Internet herunter laden (englisch, siehe Links unten). Allerdings liegt ein Calibration Report bei, der individuell die Messgenauigkeit dieses Geräts dokumentiert.

Die Praxis

Die Bedienung des Geräts ist einfach, allerdings nicht selbsterklärend. Die Beschreibung gibt es nur in englisch (die Beschreibung des ähnlichen BK8540 ist in gutem Deutsch bei Conrad verfügbar), und wird erst beim Ausprobieren etwas klarer. Teilweise ist die Bedienung auch unlogisch: die Spannung wird zwar oben (V), der Strom unten (A) angezeigt, aber der Strom-Einstellwert (wie alle anderen Werte auch) wird immer oben (SV/V) abgelesen, ohne irgendeine Einheit (V/A/Ohm) anzuzeigen, die Leistung unten (W/A). Die passende Einheit muss man sich aus der markierten Betriebsart dazudenken: bei CC = A, bei CV = V, bei CR = Ohm. Die Verwendung der 40 Speichergruppen für die Tasten A, B, C, D über eine im Setup vorgewählte Gruppe (GRP) ist etwas umständlich.

Praktisch ist die Möglichkeit, den Einstellwert auch bei angeschalteter Last (unterbrechungsfrei) zu verstellen und anzuzeigen, entweder permanent im View-(Einstell-)Modus oder auch temporär im Betriebsmodus (hier erscheint beim Drehen des Einstellknopfs kurz der Einstellwert, der bei weiterem Verdrehen verändert werden kann). Die zusätzlich im Setup wählbare Funktionsvariante Real-time reveal (REL On/Off, Standard Off) ermöglicht bei On das Verstellen des Einstellwertes im Betrieb auch ohne die Anzeige auf dem Spannungsdisplay zu unterbrechen. Auf diese Weise kann man ganz bequem den Einstellwert kontinuierlich verändern unter ständiger Beobachtung von Spannung und Strom.

Will man den eingestellten Wert nur kurz überprüfen, kann man auch die Tasten [A <] bzw. [B >] drücken. Die Einstellanzeige blinkt nur etwa 1 sec lang, kann aber nicht verstellt werden. Dreht man statt dessen kurz den Einstellknopf, kann man durch Weiterdrehen den Wert auch verstellen. Allerdings nervt dabei das ständige Blinken und Zurückschalten auf die Spannungsanzeige. Bei den A/B-Tasten muss man auch beachten, dass neben dieser Funktion auch die zu ändernde Ziffernstelle umgeschaltet wird. Wenn man nicht aufpasst, ist danach vielleicht die vordere Stelle aktiv, was man nicht gleich bemerkt und später dazu führen kann, dass der Einstellwert einen unerwartet großen Sprung beim Drehen des Drehknopfes macht.

Die Benutzung der LIST-Funktion, um Abläufe zu programmieren, erscheint mir etwas unübersichtlich. Da man die Werte nicht im PC speichern kann, ist die Verwendung schon recht umständlich. Sie dürfte vor allem dann von Vorteil sein, wenn man die gleiche Messreihe häufig wiederholen muss und Abweichungen bei den festgelegten Schwellen schnell feststellen möchte.

Wenn man mit Strömen von wenigen mA arbeitet, ist zu beachten, dass der angezeigte/gemessene Strom etwa in Betriebsart CC nicht genau mit dem Einstellwert übereinstimmt, bei mir sind es etwa 2 mA weniger, obwohl der tatsächliche Strom ziemlich gut dem Einstellwert entspricht. Beispiel: Beim Einstellwert 5 mA (0,005) ist der angezeigte Strom 3 mA (0,003), und tatsächlich fließen hier 4,7 mA. Bei Einstellwert 100 mA (0,100) werden 98 mA (0,098) angezeigt (*), tatsächlich fließen 100 mA. Es hat also den Anschein, dass nur die interne Strommessung und -anzeige etwas zu niedrig ist. Die Leistungsanzeige berechnet sich aus dem angezeigten Strom. Allerdings bewegen wir uns bei diesen Beispielen ja ohnehin im Bereich, wo es sich um die letzte Stelle bei der Digitalanzeige handelt, die natürlich ungenau ist. Die Spezifikation wird dennoch erfüllt. Der kleinste einstellbare Strom ist 3 mA (Anzeige 1 mA, tatsächlich 2,7 mA).

(*) nach dem zu diesem Gerät gehörenden Calibration Report hätten hier eigentlich "0,100" angezeigt werden sollen.

Ein etwas seltsam anmutendes Phänomen ist mir beim Test von Stromversorgungen aufgefallen, die in der Strombegrenzung arbeiten. Belastet man ein Netzteil mit der Last in der Betriebsart CR (konstanter Widerstand) und erniedrigt den Widerstand so weit, dass die Strombegrenzung des Netzteils beginnt, also die Ausgangsspannung absinkt, beginnt die Elektronische Last zu "flattern". Sie wird unstabil und die Ausgangsspannung bzw. die Belastung schwankt im selben Maße, es ist kein vernünftiger Betrieb mehr möglich. Offenbar ist der Widerstand der Last eben nicht "konstant", sondern wird von der Steuerung permanent nachgeregelt. Wenn dann die Steuerung etwa erkennt, dass der Widerstand geringfügig verringert werden müsste, um den Sollwert einzuhalten, verringert sie den Widerstand zunächst um einen bestimmten Betrag und will das vielleicht über die Zunahme des Stroms kontrollieren. Da wegen der Stromquellenfunktion des Netzteils in dieser Situation der gemessene Strom aber nicht zunimmt, scheint das die Steuerung zu irritieren und kommt nicht zum Ziel.

Das hat aber nichts mit einem möglicherweise ungewöhnlichen Verhalten des Netzteils zu tun. Den gleichen Effekt bekommt man, wenn man ein Netzteil mit zum Beispiel 30 V Ausgangsspanung nimmt und belastet mit einer Reihenschaltung bestehend aus einem Festwiderstand von 3 kOhm und dem Gerät in Betriebsart CR, das auf 2 kOhm (oder weniger) eingestellt ist. Auch in dem Fall beginnt die Steuerung unstabil zu werden, weil der "Innenwiderstand" der Quelle zu hoch ist. Erst, wenn man den Sollwert des Widerstands auf etwa 3 kOhm erhöht, arbeitet das Gerät in dieser Konstellation wieder stabil. Ein weiteres nachvollziehbares Beispiel für die Unstabilität ist eine Netzteilspannung von 12 V, Vorwiderstand 100 Ohm, Einstellwert 80 Ohm (oder weniger).

Ich halte das für einen Implementierungsfehler in der Steuerung der Elektronischen Last. Ich könnte mir vorstellen, dass eine Firmwareänderung das in den Griff kriegen könnte. Mein Gerät hat der Firmware 1.75. Es wäre interessant zu erfahren, ob andere Elektronische Lasten ähnliche Probleme auch haben.

Ein weiterer Fehler kann tückisch sein, wenn man das Gerät einschaltet. Normalerweise ist beim Einschalten des Netzschalters der Eingang OFF (hochohmig), was eigentlich ganz praktisch ist, weil das die "sichere Seite" ist, wenn man einen Testaufbau angeschlossen hat. War aber vor dem Ausschalten die Betriebsart Constant Voltage (CV) eingestellt, wird beim Netz-Einschalten stattdessen der Eingang voll leitend (0 Ohm), obwohl die Anzeige auf OFF steht! Erst bei Betätigung der ON/OFF-Taste nach ON und dann wieder auf OFF zurück schaltet der Eingang auf hochohmig. Auch das ist offensichtlich ein Softwarefehler.

Innerreien

Im Inneren werkeln 4x IRFP250N MOSFETs als Leistungshalbleiter, die auf einem massiven Alu-Kühlkörper montiert sind und von einem 12 V-Lüfter zwangsgekühlt werden, unterstützt von 8x OP07C sowie 1x TL084CN Operationsverstärkern im analogen Schaltungsteil. Es werden als Versorgungsspannungen 5 V (MC7805), +12 V (MC7812) und -12 V (MC7912) verwendet. Der Trafo hat keinerlei erkennbare Sicherheitsprüfzeichen, es steht nur "110 V" und "220 V" drauf. Da hier kein Schaltnetzteil eingesetzt wird, ist möglicherweise die Frage der maximal zulässigen Überspannung am Netz nicht so kritisch (bei Gelegenheit werde ich mal die Eingangsspannungen der Regler nachmessen). Ansonsten macht das Gerät einen soliden Eindruck, die Drähte sind mit Kabelbindern fixiert, alle Steckverbinder sind mit Sicherheitskleber gegen Herausrutschen gesichert. Nachfolgend einige Bilder vom Inneren.

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© Reinhard Weiß 2013, 2016 letzte Änderung: 01.02.2017 22:17 / 2