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Discussione: Il "morboso accoppiamento" fra PWM e tester

  1. #1
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    Lightbulb Il "morboso accoppiamento" fra PWM e tester

    Si parla spesso del fatto se con un comune tester si riesca a misurare la “vera” tensione in uscita da un PWM. In linea di principio la risposta è NO. Quasi sempre, e almeno non direttamente.
    Eppure ogni tanto diabolicamente si persevera

    Piccolo ripasso: un BB con uscita PWM (in cui la tensione oscilla fra un valore massimo Vmax e zero ed il duty cycle è la frazione di tempo in cui si trova alla tensione massima) dal punto di vista della potenza erogata è come se funzionasse continuamente ad una tensione Veff, superiore alla tensione media Vmed erogata durante le pulsazioni, ma inferiore alla tensione massima Vmax che erogano le batterie sotto carico. Il problema è trovare il valore di Veff per poter calcolare la potenza erogata secondo le classiche formule (tensione al quadrato diviso la resistenza dell'atom).

    Un buon metodo può essere quello suggerito da @Thio QUI http://www.esigarettaportal.it/forum...tml#post409893 in questi post che cito (dove mi sono permesso di fare piccoli editing di forma):
    Citazione Originariamente Scritto da Thio Visualizza Messaggio
    ufo, hai ragione ma ripensandoci la trattazione pseudo matematica e' molto piu semplice metto qui le formule cosi che più esperti di me come giangi possano dire se sono esatte o no.
    si parte dalla formula del V medio
    Vmed=Vmax*d
    da cui si ottiene il duty cycle d:
    d=Vmed/Vmax
    ora approssimando Vmax alla tensione delle batterie a riposo e Vmed alla tensione che si misura con il tester si può calcolare il duty cycle che va da 0 a 1
    A questo punto la formula del voltaggio efficiente e' data Veff=Vmax*rq(d) in cui rq e' la radice quadrata
    conoscendo Vmax ed e' semplice calcolarsi il Veff almeno in prima approssimazione
    L’unico problema sembrerebbe essere che la misura del Vmax andrebbe fatta sotto carico (con atom connesso), ma anche qui @Thio ci dà la risposta:
    Citazione Originariamente Scritto da Thio Visualizza Messaggio
    basterebbe fare le misure di Vmax e Vmed sotto carico però, quello che mi sembra difficile e' fare le misure del Vmed non son sicuro che il tester dia il Vmed o piuttosto un V qualsiasi. Penso dipenda dal tempo di acquisizione
    Citazione Originariamente Scritto da Thio Visualizza Messaggio
    Se hai accesso alla connessione della batteria il Vmax lo puoi misurare anche sotto carico secondo me o almeno io sul banco lo faccio, misurando il Vmed da tester poi puoi renderti conto se il valore che misuri è più o meno med sapendo più o meno a che duty cycle sei.
    Il problema è che, accessibile o meno, se misurate la tensione delle batterie sotto carico con il PWM in funzione, il tester vi darà un valore medio fra la tensione a vuoto e la tensione sotto carico, perché anche la corrente nelle batterie sarà “pulsata” provocando una caduta di tensione anch’essa pulsata. Dovete misurarla con lo stesso atom su un altro tubo o box puramente meccanico, usando ad esempio il voltmetro digitale con attacchi 510.

    Rimane poi ancora il dubbio fondamentale: ma quando misuro con il tester e riesco a leggere la misura, cosa leggo? Il Vmed o un valore “più o meno casuale”?

    E poi, quanto può essere affidabile il voltmetro digitale con attacchi 510 che molti di noi hanno?

    (segue) Se vi state annoiando passate direttamente al post #4


  2. #2
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    Predefinito Confronto oscilloscopio-tester "fico" e tester di "ming"...

    Di multimetri (tester) ce ne sono di vario tipo e di vario prezzo.
    1. [A] Un normale tester “da 5 euro” può essere sufficiente ad effettuare le misure che servono ad uno svapatore medio (resistenza e tensione in corrente continua). Questi misurano in genere anche la tensione in corrente alternata. Sono in genere calibrati per soli segnali puri sinusoidali alternati con duty cycle 50% (come l’elettricità in casa, ad esempio)
      [B] Esistono poi multimetri più sofisticati che consentono di misurare, per le correnti alternate, anche la frequenza ed eventualmente il duty cycle. Sono anch’essi in genere calibrati per soli segnali puri sinusoidali alternati.
      [C] Infine i multimetri professionali (spesso da banco, ma anche portatili) hanno la capacità di misurare i valori cosiddetti “true RMS” nei segnali oscillanti, di qualunque natura siano. In pratica misurano come un oscilloscopio.


    Posseggo due multimetri: uno di tipo A (tester cinese da 5 euro) ed uno di tipo B (un Lafayette DBM-6). Riesco a generare un segnale ad onda quadra di prefissata frequenza e duty cycle, con Vmax di circa 4 V, e lo misuro contemporaneamente con l’oscilloscopio, il tester B ed il tester A.



    Diciamo subito che entrambi i miei tester, settati in corrente continua (DC o CC) misurano la tensione media Vmed (analoga a quella misurata con l’oscilloscopio), ovviamente con ottimo accordo nel caso del Lafayette e con un errore di circa 0,01-0.04 V con il “cinese”. Questo, quindi potremmo darlo per “assodato” (con riserva): un tester in corrente continua misura la tensione media di un’uscita PWM.

    Con il settaggio in alternata (AC) tutti i tester misurano “un” cosiddetto valore RMS, ma solamente nel tester di tipo B viene fornito un valore RMS della componente alternata del segnale (quella che oscilla intorno al valore medio), vicino a quello fornito dall’oscilloscopio, ma con errore maggiore quando ci si discosta dal duty cycle del 50% (tipico dell’onda perfettamente simmetrica come quella sinusoidale), e se la frequenza diventa troppo alta.
    Infatti anche i multimetri che riescono a misurare “dignitosamente” il valore RMS della componente alternata, saranno soggetti ad un errore sempre più grande se il segnale ha una frequenza al di fuori dell’intervallo di frequenze dello strumento (nel caso del mio Lafayette, il campo di misura affidabile è per segnali fra 40 e 400 Hz).
    Questi multimetri riescono infatti a distinguere le componenti sinusoidali con cui si può scomporre un qualunque segnale variabile (serie di Fourier, per chi se ne intende) e misurare la componente fondamentale.

    Nel tester A il valore misurato della componente alternata (ricordo: con il settaggio in AC) si può discostare notevolmente dal valore corretto.
    Questo perché il tester A è in grado di leggere correttamente il valore efficace solo di una corrente sinusoidale alternata e non di un’onda qualsiasi (non distingue le diverse componenti sinusoidali con cui può essere “scomposto” il segnale e lo tratta sempre come una sinusoide pura), soprattutto se è presente una componente continua non nulla (nel segnale sinusoidale alternato l’oscillazione è intorno al valore nullo, mentre nelle onde quadre generate dal PWM l’oscillazione è sempre dello stesso segno fra zero a Vmax e con durate in genere differenti fra la fase ON e la fase OFF).

    Una volta misurato con un tester adatto il valore medio Vmed (per un’onda quadra sempre positiva, per la sola componente continua) ed il Valore Vrms (per la sola componente alternata), il valore cosiddetto efficace della tensione Veff si calcola con la formula:


    A meno che non abbiate uno strumento “true-RMS” (multimetro tipo C) che fa il calcolo per voi.

    Risultati numerici di confronto:
    Ultima modifica di giangi; 27-05-2012 alle 17:05


  3. #3
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    Predefinito Lo "strumentino" con attacchi 510

    E il “Battery Voltage meter”, come si comporta? Intendo il piccolo indicatore digitale di voltaggio con attacchi 510 che molti di noi usano per le misure sotto carico.



    Normalmente con un PWM nella gran parte dei casi non riesce a misurare (sfarfalla). Analizzando il comportamento del piccolo strumento al variare della frequenza e del duty cycle, si rileva che:
    - La misura è leggibile se il duty-cycle è molto alto
    - La misura è leggibile se la frequenza è molto alta
    - Più è alta la frequenza, minore sarà il valore del duty cycle in corrispondenza del quale si riesce a leggere una misura.

    Praticamente, per frequenze sotto i 100 Hz (eGo), non si riesce a leggere mai nulla, per frequenze di 500 Hz si riesce ad avere una lettura se il duty cycle è superiore al 97%, per frequenze a 1000 Hz si riesce a leggere qualcosa se il duty cycle è superiore al 92%, per frequenze sui 2000 Hz, il duty cycle minimo per leggere qualcosa è 88%.

    Quindi la possibilità di leggere qualcosa c’è nei sistemi PWM solo se funzionanti ad alta frequenza e settati alla massima potenza o con batterie scariche (alto duty cycle).

    Ma quello che si legge, cos’è? E’ comunque molto variabile, superiore al Valore Vmed ed inferiore al Vmax. Può dare l’illusione che sia il Veffettivo, ma questa illusione è data dal fatto che ad alti valori del duty cycle il Vmed, il Vmax ed il Veff sono molto vicini fra loro.
    Inoltre ho notato che il funzionamento dello strumentino disturba notevolmente la misura dell’oscilloscopio, come si può vedere dal brevissimo filmato seguente, dove un’onda quadra perfetta in origine viene rilevata come vedete:

    http://imageshack.us/clip/my-videos/...3812537833.mp4
    Ultima modifica di giangi; 27-05-2012 alle 17:09

  4. I seguenti User ringraziano:


  5. #4
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    Predefinito E allora?

    In definitiva, se non avete un oscilloscopio ma solo un tester e non riuscite a dormire la notte se non misurate qualcosa , si può seguire la procedura suggerita da @Thio, che riassumo così:

    • Misurare la Vmax sotto carico: utilizzate una box o un tubo puramente “meccanico” con lo stesso atom che sarà poi montato sul PWM, ponendo i puntali (rosso sul positivo e nero sul negativo) sui poli della batteria o meglio se lo avete utilizzate il voltmetro digitale con attacchi 510. Se la misurate nello stesso sistema che ha il PWM (sempre che sia possibile), non avrete un valore corretto (ma la media fra la tensione a vuoto e quella sotto carico).
    • Misurare la Vmed sotto carico nel sistema PWM: misurate a questo punto con il tester la tensione di uscita sotto carico, se riuscite ad avere accesso ai poli positivo e negativo in uscita. Il voltmetrino digitale non è affidabile, anche nei rari casi in cui vi consente di leggere un qualche valore.
    • Ottenete il duty cycle come d=Vmed/Vmax
    • Ottenete il valore effettivo della tensione come Veff = Vmax x RQ(d) [RQ = radice quadrata]


    Oppure avete per caso un multimetro che avete pagato intorno ai 100 Euro, e che misura anche la frequenza e il duty cycle: Allora misurate La Vmed in corrente continua e la Vrms settandolo in corrente alternata (sempre sotto carico) e poi utilizzate la formula che ho riportato due post sopra.

    Mi fermo prima che cominci anch’io a sbadigliare .
    Ultima modifica di giangi; 27-05-2012 alle 17:22


  6. #5
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    @giangi sei mitico!!!! REP+ (devo darla prima in giro!)

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    stupenda trattazione non poso repparti devo darla il giro ma la segno

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  10. #7
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    Con il talpa non posso dartela
    Ma i complimenti fortunatamente sono liberi.
    Grazie


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  12. #8
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    Complimenti ottima guida, devo leggermela ancora un paio di volte per capirci bene qualcosa, ma è per la mia ignoranza in materia non perchè sia spiegata male. REP+ anche se prima devo darla un po' in giro
    Riva+eGo+Lavatube+999 Yasu+Galileo Restyling+Provari V2+Damn's Box mod+GGTS+Damn's Delorean
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  14. #9
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    Grazie Prof

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  16. #10
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    Citazione Originariamente Scritto da lordbyron77 Visualizza Messaggio
    Grazie Prof
    Lo devo tenè allenato quel manipolo di neuroni rimasti, prima di finire su una panchina dei giardinetti...

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