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Discussione: Misura delle prestazioni dell’elettronica “eGo” (PWM)

  1. #1
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    Smile Misura delle prestazioni dell’elettronica “eGo” (PWM)

    Misurare una eGo?!?

    “Sarà scemo”, direte voi.

    “Più o meno, ma non del tutto”, rispondo io. La verità è che quanto fatto è stato di allenamento e addestramento per misure più interessanti su circuiti VV con PWM nei prossimi giorni e settimane, e per darvi un’idea su come si presentano e si interpretano i risultati.
    L’eGo in questione è una Joyetech “genuina” () 650 mAh modello passthrough (le mie “normali” sono da tempo nel cimitero delle batterie) in ottime condizioni e mantenuta carica durante le misure ricaricandola ogni due o tre test di poche decine di secondi.

    Lo strumento è un piccolo oscilloscopio portatile, opportunamente configurato e calibrato con sorgente a tensione nota.
    Non essendo la eGo a tensione variabile, ho utilizzato diversi atomizzatori per verificarne le prestazioni al variare della resistenza ( e quindi della corrente assorbita) e, per due di essi, al variare dello stato di carica della batteria: i “magnifici sette” atom sono da 1.25, 1.45, 1.9, 2.4, 2.6, 3 e 4.8 ohm.

    Come noto, le batterie eGo sono “regolate”, nel senso che l’elettronica prevede un circuito ad impulsi fra la tensione massima e lo zero che, variando il “duty cycle” (cioà la frazione di tempo durante la quale eroga la tensione massima) dell’onda “rettangolare” a frequenze più o meno elevate, mantiene costanti le prestazioni in uscita (volt) durante quasi tutto il periodo di scarica della batteria.

    Un primo “mito” che conviene sfatare subito è che la tensione in uscita sia pari alla tensione media degli impulsi: nel senso che se il duty cycle (dc) fosse del 50% (metà tempo a tensione massima e metà tempo a tensione nulla), la tensione media Vmed è sicuramente pari a 0,5 Vmax, ma dal punto di vista della potenza erogata è come se la tensione fosse 0,707 Vmax (0.707 è la radice quadrata di 0,5). In generale risulta che la tensione EFFETTIVA Veff = SQRT(dc)*Vmax.

    Senza stare a fare dimostrazioni matematiche con gli integrali, si intuisce facilmente che, ad esempio con il dc = 50%, la potenza erogata è la metà di quella che si avrebbe se l’erogazione fosse sempre a Vmax. Quindi:
    Peff = 0,5*Pmax = dc*Pmax = dc * (Vmax)^2/R = Veff^2/R (solita legge di Ohm)
    Da cui risulta evidente che, la tensione di un’onda rettangolare equivalente a quella di un’alimentazione continua è appunto Veff = SQRT(dc)*Vmax.

    In particolare i normali tester difficilmente misurano correttamente le proprietà di un’onda rettangolare, in quanto questa è composta da una componente continua (caratterizzata dal valor medio Vmed), più una componente alternata, caratterizzata da un valore Vrms (radice del valore quadratico medio). La Veff è data dal contributo di entrambe le componenti, ma il tester, se ci riesce in base alle frequenze dell’impulso, misura solo la componente in continua (o solo quella in alternata, per i tester più sofisticati, settati in AC e che sono in grado di darvi anche il duty cycle).

    Per questo motivo, quando misurate un circuito VV con PWM, o non riuscite a leggere nulla, o se leggete dei valori…. non sono assolutamente indicativi.

    Vi mostro alcune letture per un paio di atom utilizzati nei test a batteria completamente carica e a batteria quasi scarica.
    1.25 ohm batteria a piena carica
    1.25 ohm batteria scarica
    3 ohm batteria a piena carica
    3 ohm batteria scarica

    Un’idea dell’analisi sule forme d’onda con i diversi atomizzatori è la seguente:

    A seguire il confronto per i due atomizzatori testati con batteria carica e batteria scarica:

    Si noti che, dato l’elevata potenza necessaria e all’inevitabile diminuzione della tensione della batteria,, il duty cycle ha raggiunto il 100% (corrente continua)

    In questo caso (3 ohm) il duty cycle è aumentato al ridursi della tensione della batteria.

    .... segue.....


  2. #2
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    Predefinito Misura delle prestazioni dell’elettronica (PWM) “eGo” - 2^ parte

    ….segue….

    Nella tabella che segue i risultati numerici dei test. La corrente massima, Imax, è quella che effettivamente attraversa la batteria nei momenti ON del ciclo. I valori Veff e Ieff sono i valori effettivi di tensione e corrente, equivalenti a quelli di un’erogazione in corrente continua, in termini di potenza effettivamente erogata (ultima colonna). Nota: i valori di Vmax non sono quelli che leggete sulle schermate dell’oscilloscopio, dovuti a i “picchetti” dello switch OFF-ON, ma quelli del “plateau” della fase ON.


    Per chi è pigro e non ha voglia di soffermarsi sulla tabella, alcune considerazioni:
    • La frequenza del circuito della eGo è intorno a 84 Hz per qualunque carico, sufficientemente bassa per far lampeggiare il vostro voltmetro indicatore e non farvi leggere nulla.
    • Il duty cycle varia fra l’80& ed il 100% (valori alti per non far sentire l’effetto pulsazione, data la bassa frequenza), cresce all’aumentare della corrente richiesta (quindi al diminuire della resistenza ed all’aumentare della potenza richiesta, ovviamente) e cresce man mano che la batteria si scarica, per cercare di mantenere costante la tensione effettiva.
    • La tensione effettiva diminuisce all’aumentare della corrente (quindi al diminuire della resistenza applicata), per effetto della resistenza interna della batteria.
    • La batteria eGo sembra sopportare correnti superiori a 2 A, quasi 3 A.
    • La potenza massima estratta è stata di poco più di 9 W.
    • La tensione effettiva è superiore alla tensione media di circa il 10%. Vi posso anticipare però che, con circuiti PWM a frequenze più alte e duty cycle più basso, le differenze saranno maggiori: la massima differenza assoluta sii ha con duty cycle del 25%, in termini relativi più è basso il duty cycle, maggiore sarà lo scostamento fra Vmed e Veff.
    Per pura curiosità, la eGo “pulsa” anche “a vuoto” (senza atom):

    Su questo non so dirvi molto, perché di elettronica ci capisco poco più di una cippa

    Infine:
    Le Riva regolate hanno un comportamento simile ma operano a frequenze leggermente più alte. La Brother 1300 (ricordate?) anche, ma ha un funzionamento irregolare (frequenza e duty cycle non costante). Le SLB, come noto, hanno una vita …. “sregolata” e sparano sempre tutto quello che hanno in continua (col noto effetto di “spunto” maggiore all’inizio).

    Prossimamente dovrebbero arrivare news sul Vmax (in prestito) e sull’Hatch VV plus (acquistato) e la Betty III (quando arriverà).

    Fine della trasmissione.
    Ultima modifica di giangi; 07-05-2012 alle 20:02


  3. #3
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    non ci ho capito una mazza...solo per questo meriti rep+ hahaha
    [/url]

  4. #4
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    Citazione Originariamente Scritto da axio Visualizza Messaggio
    non ci ho capito una mazza...
    Per penitenza imparalo a memoria, alla prossima svapocena ti interrogo

  5. #5
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    Ma sai che sinceramente non capisco molto in proposito che dire! Splendida iniziativa tuttavia


    Un Reo Grand VV al giorno toglie un Provari di torno

  6. #6
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    Ottima spiegazione e rece. Pulsa anche senza atom perche penso che comunque chiudi il circuito con l'oscilloscopio

  7. Il seguente User ringrazia :


  8. #7
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    Citazione Originariamente Scritto da Thio Visualizza Messaggio
    .....Pulsa anche senza atom perche penso che comunque chiudi il circuito con l'oscilloscopio
    ...c'è sempre da imparare!

  9. #8
    mc0676
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    Se non sono pirla mi pare di capire che percentualmente parlando queste piccole ego sono dei mostri di autonomia durante l'utilizzo.
    Sarei davvero curioso di vedere le prestazioni della nuova twice quando uscirà.
    Grazie per il test @giangi, molto utile.

  10. #9
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    grazie mille @giangi 3d utilissimo!

  11. #10
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    molto interessante rep+

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