USB Lastwiderstand: Was kann er, wofür ist er gedacht?

USB Lastwiderstand

In meinen Powerbank-Tests, wie vor Kurzem dem der Charmast Powerbank, kommt regelmäßig ein USB-Lastwiderstand zum Einsatz. In diesem Artikel möchte ich euch erklären, was das eigentlich für ein Ding ist und was – in meinem Fall – der Verwendungszweck ist. Wenn ihr von Abkürzungen wie mAh, Wh und ähnlichem schon Kopfschmerzen bekommt, kann ich euch beruhigen: Ich gebe mir große Mühe, dass der Artikel auch für Elektro-Laien verständlich ist.

Hinweis: Ich bin kein Elektro-Fachmann und habe mir diese Sachen nur autodidaktisch beigebracht. Bitte verzeiht mir, wenn der eine oder andere fachliche Fehler im Beitrag sein sollte. Wenn ihr mir Bescheid gebt, korrigiere ich das gerne.

Ein kleiner Auszug meiner USB Lastwiderstände, die meistens mit USB-A Stecker ausgestattet sind aber teilweise auch Micro-USB, USB Type-C oder sogar Lightning-Buchsen haben (Fotos: Sir Apfelot).

Ein kleiner Auszug meiner USB Lastwiderstände, die meistens mit USB-A Stecker ausgestattet sind aber teilweise auch Micro-USB, USB Type-C oder sogar Lightning-Buchsen haben (Fotos: Sir Apfelot).

Ein Lastwiderstand simuliert einen elektrischen Verbraucher

Lastwiderstände gibt es nicht nur in Verbindung mit dem USB-Anschluss, sondern auch in anderen Bereichen. Sie ermöglichen, einen Verbraucher – als ein Gerät, das Strom verbraucht – zu simulieren, dessen Eigenschaften sogar einstellbar sind.

Das heißt, ich kann die Leistung, die der Widerstand verbraucht, mit einem Regler einstellen, damit er als Konstantstromlast funktioniert. Bei dem von mir genutzten Modell sieht man zwei  Potis, über die ich einmal eine grobe und dann eine feine Einstellung der Stromstärke vornehmen kann. Da der USB-A-Port immer 5 Volt Ausgangsspannung hat, ergibt sich dann durch die Rechnung von Stromstärke mal Spannung die elektrische Leistung (I * U = P), die verbraucht wird.

Im linken Bild sieht man das grosse elektronische Bauteil, das den Strom in Wärme umwandelt. Durch die aktive Kühlung mit Kühlblech und Lüfter steigt die Temperatur jedoch nicht über 50 Grad Celsius an.

Im linken Bild sieht man das große elektronische Bauteil, das den Strom in Wärme umwandelt. Durch die aktive Kühlung mit Kühlblech und Lüfter steigt die Temperatur jedoch nicht über 50 Grad Celsius an.

Elektrische Energie wird in Wärme umgewandelt

Nun fragt man sich vielleicht, was der Lastwiderstand mit der ganzen Energie macht, die in so einer Powerbank steckt. Die Antwort ist einfach: Er wandelt sie in Wärme um und gibt diese an die Umgebung ab. Aus dem Grund findet man auf meinem Lastwiderstand auch ein dickes Kühlblech und einen Ventilator, der anläuft, wenn die Temperatur der Elektronik eine gewisse Höhe überschreitet.

Mein Einsatzzweck: Kontrolliertes Entladen von Powerbanks

Es gibt sicher viele Anwendungsfälle für USB-Lastwiderstände, wie ein Stresstest von der Elektronik, die den Port beliefert, genauso wie die Prüfung von USB-Netzteilen, die mit unterschiedlichen Lasten ausprobiert werden sollen.

Für die Powerbank-Tests verwende ich die USB-Konstantstromlast in der Regel, um die Powerbank komplett zu entladen.

Für die Powerbank-Tests verwende ich die USB-Konstantstromlast in der Regel, um die Powerbank komplett zu entladen.

In meinem Fall geht es jedoch darum, Powerbanks für die Tests komplett zu entladen und mit einem USB-Multimeter zu messen, wie viel elektrische Energie sie insgesamt abgeben können. Man könnte dies auch erledigen, indem ich ein iPad zum Laden anstecke, aber leider schaffen die größeren Powerbanks ohne Probleme, das iPad vollzuladen, ohne selbst leer zu sein. Das hilft mir dann für die Tests nicht weiter.

Ok, manchmal verwende ich die USB-Lastwiderstände auch, um zu messen, bei welcher Leistung Powerbanks oder USB-Netzteile abschalten. Dies passiert, wenn man zuviel Leistung entnimmt und die interne Elektronik aus Sicherheitsgründen die Ausgänge deaktiviert. Um diesen Punkt zu finden, schließe ich den Lastwiderstand an das Netzgerät oder die Powerbank an und regele dann langsam die Leistung hoch, bis die Abschaltung eintritt – oder bei besonders starken Netzteilen, bis ein unangenehmer Geruch nach zu heißer Platine aufkommt.

Dieser USB-Lastwiderstand ist mein aktueller Liebling: Er arbeitet zuverlässig, kühlt sich auch bei Stromstärken von 2 bis 3 Ampere selbständig runter und hat schon viele Arbeitsstunden auf dem "Buckel" – ohne Ausfall.

Dieser USB-Lastwiderstand ist mein aktueller Liebling: Er arbeitet zuverlässig, kühlt sich auch bei Stromstärken von 2 bis 3 Ampere selbstständig runter und hat schon viele Arbeitsstunden auf dem "Buckel" – ohne Ausfall.

Kleine Einkaufsberatung für USB-Lastmodule

Mittlerweile habe ich schon einige dieser USB-Lastwiderstände gekauft und durch diese Stresstests auch den einen oder anderen gekillt. Letztendlich gibt es aber nur dieses eine Modell, dass ich wirklich empfehlen kann:

Einstellbare elektronische Konstantstromlast mit USB-Anschluss, 35-W-Entladungsstrom-Prüfgerät mit...
  • ➤Multifunktion: Diese elektronische Last kann in Echtzeit Spannung, Strom, Kapazität, Energie, Leistung und Timing...
  • ➤Eingangsschnittstelle und Ausgangsschnittstelle: USB-Eingang;Clip-Wire-Schnittstelle;Steckdose mit...
  • ➤Ansprechendes Design: Mit einem hochwertigen Aluminium-Kühlkörper in der Mitte für eine bessere Wärmeableitung

Es ist leider unmöglich einen Hersteller zu nennen, da diese Geräte aus China kommen und die Händler alle paar Wochen wechseln. Ihr erkennt es aber anhand der Fotos: Es sind zwei silberne Regler auf der Platine, dazu ein Kühlblech und ein kleiner Lüfter – siehe Foto.

Die anderen Modelle, die ich in Betrieb hatte, sind allesamt entweder durch kalte Lötstellen bei den Anschlüssen oder durch einen Defekt der Elektronik kaputtgegangen.

Mein nächstes Testmodell: 200 W Lastwiderstand

Wenn ich mir aktuell ein neues Konstantstrom-Lastmodul kaufen müsste, würde ich wahrscheinlich dieses hier nehmen, da es enorm viel Leistung (bis 200 W – unsinnig bei USB, aber nice to have) verträgt und sich damit auch für starke Netzteile verwenden ließe. Allerdings muss man mögen, dass die Anschlüsse mit Kabelklemmen versehen sind:

Einstellbare elektronische Last-USB Konstantstrom Elektronische Last Batteriekapazität Tester Modul...
  • LCD-Bildschirm, Informationen umfassend und übersichtlich anzeigen.
  • Konfiguration des intelligenten Lüfters, der die Wärme effektiv und leise abführen kann.
  • Maximale Leistung 150 W, maximale Spannung 200 V, maximaler Strom 20 A.
Dieses Lastmodul hat zwar einen USB-C-Eingang,aber ist nicht USB-Power Delivery kompatibel und arbeitet nur mit 5 Volt Spannung.

Dieses Lastmodul hat zwar einen USB-C-Eingang, aber ist nicht USB-Power Delivery kompatibel und arbeitet nur mit 5 Volt Spannung.

USB-C-Lastwiderstände mit Quick Charge und USB PD

Da bei mir immer mal wieder USB-C-Netzteile mit USB Power Delivery reinflattern, wäre es schön, eine Konstantstromlast zu haben, die mit den höheren Spannungen von USB PD umgehen kann und über einen USB-C-Anschluss verfügt.

Es gibt zwar hier ein Gerät, das mit USB C anschließbar ist und sogar Qualcomm QuickCharge 2.0 und 3.0 unterstützt, aber leider kein Power Delivery, was für Apple Geräte der passende Standard wäre:

Wenn ihr einen Anbieter kennt, der einen Lastwiderstand mit Unterstützung des USB PD-Protokolls im Angebot hat, dann würde ich mich über einen kurzen Kommentar freuen.

Das Atorch USB-Lastmodul UD18L läßt sich über Bluetooth mit dem iPhone verbinden und erlaubt dort die Überwachung der Werte (Foto: AliExpress).

Das Atorch USB-Lastmodul UD18L läßt sich über Bluetooth mit dem iPhone verbinden und erlaubt dort die Überwachung der Werte (Foto: AliExpress).

Update 04.04.2020: USB PD Tester auf AliExpress

Nach dem Tipp meines Lesers Raffi (Danke!), habe ich mal etwas bei AliExpress geforscht und bin auf den USB Tester "UD18L" gestoßen. Dieses Gerät ist eine Verbindung aus USB Multimeter und USB Lastmodul. Das Besondere: Es unterstützt – laut Produktbeschreibung – auch USB Power Delivery mit Spannungen bis 20 Volt und einer Leistung von 65 Watt. Damit kann man zwar kein dickes MacBook Pro Netzteil laden, die mittlerweile 85 bzw. 96 Watt. Die meisten USB C Netzteile, die ich bisher im Test hatte, könnte man damit jedoch bis zum Anschlag belasten.

Ich habe mir das Gerät noch nicht bestellt, aber ich denke, es wird beim nächsten AliExpress-Shopping-Tripp im Einkaufswagen laden. Dann kann ich euch berichten, wie es sich im Praxistest schlägt.

 


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10 Kommentare

  1. Martin sagt:

    Spannendes Thema (wußte bisher gar nicht, das es so etwas gibt) und gute Darstellung! Vielen Dank!

  2. Micha sagt:

    Hoi Jens, wenn du mir sagst was du für Spannungen und maximale Ströme verarbeiten möchtest kann ich dir so ein Teil zusammenlöten. LG

    • Sir Apfelot sagt:

      Hallo Micha! Das ist ein tolles Angebot. Bei USB PD "bestellt" der Verbraucher ja die Spannung und sagt, was er verarbeiten kann. Wenn du hinbekommst, dass der selbstgelötete Lastwiderstand das hinbekommt, wäre es super. Das sind dann die Spannungen 5, 9, 12, 15, 20 Volt. Dabei sollten Leistungen bis 100 Watt möglich sein. Ich glaube, das ist ziemlich was zu tun für den elektronischen Verbraucher, oder?

  3. Raffael sagt:

    Besorg dir noch so ein Gerät: https://de.aliexpress.com/item/32880908871.html
    Dann kannst du direkt messen: Powerbank/Netzeil->Multimeter->Last.
    Da siehst du direkt wo die Powerbank/das Netzteil aussteigt und es zeichnet auch Grafen auf. Wenn du mehr wissen willst, schreib mir eine E-Mail!

    Gruß Raffi

    • Sir Apfelot sagt:

      Hallo Raffi! Danke für den Tipp. Das Ding ist bestellt. Mal schauen, was die iPhone App taugt. 😀 Ich denke, da gibt es bestimmt einen Testbericht drüber, wenn es nicht totaler Schrott ist. 😀

      • Raffael sagt:

        Also die App kenne ich nicht, meins hat noch keine. Aber Schrott ist es nicht, perfekt um zu testen ob ein USB-Netzteil dauerhaft 2A oder ähnlich macht. Viele geben schnell auf. Auch zum Kabel testen gut, wie gesagt meld dich gerne.

  4. M.B. sagt:

    Ich denke da gibt es noch ein paar mehr interessierte Leser! 😉

    Gerade solche, die sich, wie ich, ein wenig mehr für die Funktion der Hardware und Testvorgänge interessieren!

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