Strömförbrukning i en AEG, kondensator och kylans påverkan.

Thinker
Inlägg: 434
Blev medlem: 15 maj 2012, 16:17
Spelat sen: 1997
Ort: Markaryd
Kontakt:

Strömförbrukning i en AEG, kondensator och kylans påverkan.

Inläggav Thinker » 9 december 2012, 15:46

Har länge funderat över hur strömbelastningen igentligen är under en cykel i både semi och auto/burst. Så igår eftermiddag plockade jag fram och kopplade samman oscilloskop med strömshunt och AEG osv. Jag gjorde även mätningar för att se hur kondensatorer påverkar samt hur det gick när allting var nerkylt.

Metod:
Strömmätning i AEG med både 7.4V LiPo och 11.1V LiPo och delvis med 8.4V NiCd, på SP90 (0.81J) och på SP120 (1.44J) fjäder i både Semi och Auto/Burst. AEG var en standard Magpul PTS Masada med Guarder Infinity TorqueUp motor. Mätte även med samma SP90 fjäder i en CA M249 med TM EG1000 motor med 11.1V Lipo. Båda AEGs roterar riktigt fint i gearbox, och ett lätt snurr med fingret på ett kugghjul får dem att gör ca två hela cykler av momentet.

Kopplade in ett shunt motstånd i serie med batteriet och mätte med oscilloskop över. Varje ruta i vertikalled var 100mV och motsvarar 10A över strömshunt [10mV = 1A]. Verifierade strömmätningen genom att koppla in en 12V 50W lampa till ett 7.4V lipo och mätte strömmen genom lampa med multimeter och jämnförde med det oscilloskop visade. När oscilloskop visade 33mV visade multimeter 3.23A så shuntvärde stämde och därmed även oscilloskops mätta strömförbrukning.

Batterier:
7.4V 2200mAh 15C
11.1V 1300mAh 20C
8.4V 1900mAh NiCd Sanyo N-1900SRC
Valde dessa batterier medvetet för att det är rätt vanliga batterier, många tenderar skaffa små batterier, samt för att se hur de presterade jämnfört med ett bra gammalt 8.4V NiCd när det är kallt. Jag kunde använt ett 9.6V eller högre spänning på NiCd men den lägre spänningen på 8.4V är ju vad många anser är alldeles för lågt för ett NiCd ska fungera bra. Mätningen är medvetet utförd på batteri sidan av AEG systemet, inte vid motorn, för att se hur själva påverkan på batteriet är samt inomhus i 25C.

Kapacitator påverkan:
Provade även sätta in en eller två parallelkopplade kondensatorer på 35V 6800µF på motorsidan före mätningen vid batteriet för att se hur påverkan var av kondensatorer, vitsen är ju inte hur det ser ut på motorsidan, utan hur det blir för batteriet.

Kyla påverkan:
Lät AEG och batterierna ligga ute på plaststol i skydd och vindstilla -4C under två timmar och utförde sedan ett kallt semi skott och en burst med varje batteri i Masada med SP120 fjäder. Jag använde kondensator i mätningen just för att få bättre finare och mer lättavlästa kurvor, påverkan är inte mycket och bara till det bättre för batterierna.


Avläsningar:
SP90 Semi
7.4V: Första cykel topp 55A, sjunkande till 18A, total längd 68ms (ROF 14.7)
11.1V: Första cykel topp 63A, sjunkande till 27A, total längd 48ms (ROF 20.8)

SP120 Semi
7.4V: Första cykel topp 54A, sjunkande till 25A, total längd 80ms (ROF 12.5)
11.1V: Första cykel topp 60A, sjunkande till 30A, total längd 54ms (ROF 18.5)
8.4V Ni: Första cykel topp 46A, sjunkande till 25A, total längd 84ms (ROF 11.9)

SP90 Burst/Auto
7.4V: Första cykel topp 56A, efterföljande 16-18A toppar, 11-13A bottnar, längd ca 80ms.
11.1V: Första cykel topp 62A, efterföljande 18-20A toppar, odefinerbara bottnar, längd ca 60ms.
11.1V KSP: Första cykel topp 59A, efterföljande 12-14A toppar, 10-12A bottnar, längd ca 45ms.

SP120 Burst/Auto
7.4V: Första cykel topp 55A, efterföljande 22-24A toppar, 12-14A bottnar, längd ca 80-86ms.
11.1V: Första cykel topp 62A, efterföljande 26-28A toppar, 14-16A bottnar, längd ca 54-60ms.
8.4V Ni: Första cykel topp 46A, efterföljande 20-22A toppar, 10-12A bottnar, längd ca 84-86ms.


Kall cykling, SP120 Semi:
7.4V: Första cykel topp 45A, sjunkande till 20-24A, total längd 170ms (ROF 5.8)
11.1V: Första cykel topp 48A, sjunkande till 24A, total längd 106ms (ROF 9.4)
8.4V Ni: Första cykel topp 44A, sjunkande till 24-26A, total längd 106ms (ROF 9.4)

Kall cykling, SP120 Burst/Auto
7.4V: Första cykel topp 46A, efterföljande 20-22A toppar, 6-8A bottnar, längd ca 200ms (ROF 5.8)
11.1V: Första cykel topp 50A, efterföljande 20-22A toppar, 12-14A bottnar, längd ca 90ms (ROF 11.1)
8.4V Ni: Första cykel topp 44A, efterföljande 22-23A toppar, 12-14A bottnar, längd ca 100ms (ROF 10.0)


Fyra mätbilder, alla med SP120 fjäder.

Analys:
Tog mer än 60 bilder, efter sortering, på oscilloskopets skärm, kunde sparat det som filer via oscilloskop men tyckte det var något enklare för att hålla reda på vad som visades vad när jag antecknade på papper jämte under tiden jag tog bilderna.

Första cykel drar mycket ström när motor skulle starta upp, uppe på ca 63A i spik med 11.1V och ca 55A med 7.4V Lipo, men redan efter 20ms hade strömmen sjunkit mycket men första cykel fick i princip bara fallande kurva utan någon dip tills cykel var färdigt och strömförbrukning drastiskt försvinner. Slutvärdet på semi skott är med SP120 märkbart högre än topparna på efterföljande skott i en burst/fullauto salva, det andra skottet i en burst är också vanligtvis ca 2A högre topp/botten än efterföljande skott cyklers toppar.

Den lägre strömförbrukningen som 7.4V ger jämnfört med 11.1V är helt naturlig med en elmotors mest "resistiva last", och snabbare rörelser kräver också högre ström. Den kraftigare SP120 fjädern ger givetvis avsevärd strömförbruknings ökning med båda batterierna, för toppar från ca 17A till 23A för 7.4V och 19A till 27A för 11.1V i burst/auto salvor, för botten strömförbrukningen är knappt märkbar skillnad, även om givetvis 11.1V återigen har högre strömförbrukning även när motorn får jobba utan belastning.

Burst och auto var mycket fladdrig kurva, men med tanke på elmotorns kollektorer och skiftande fält så inte oväntat. Strömmen "spikar" mellan genomsnitts uppmätta toppar/dalar och 0A. Som förväntat påverkade kondensatorer definitivt hur mycket "spikar" och fladdrig kurvan var vid batteriet, och gör även att inital strömspiken inte är så brant stigande, men den dämpar inte direkt strömförbrukningen mer än 0-2A i topp/botten eller påverkar ROF jämnfört med utan kondensator, och detta är stora kondensatorer.

Kyla gör mycket stor effekt på lipo, både 7.4V och 11.1V, 11.1V fungerar mycket bättre men bådas förmåga att lämna ström har drastiskt minskat. 7.4V får otrevligt låg cykling i salvor och låste sig i andra salvans tredje skott då den inte orkade cykla helt färdigt, gick inte att skjuta semiskott direkt efter heller. Lipo första skott cykling ökar med 212% för 7_4V och 96% för 11.1V och i Burst ökar cyklingstiden med 240% för 7.4V respektive 158% för 11.1V. NiCd 8.4V klarade sig mycket bättre, 26% ökning i tid för första skottet och 17% ökning av cyklingstid i Burst. 7.4V lipo hade snäppet snabbare respons och cykling än 8.4V NiCd när det var varmt, men föll så mycket att det var ospelbart och inte orkade cykla när det blivit nerkylt, 11.1V fick samma första skotts respons som 8.4V NiCd, men ökade sedan lite i ROF och var 10% snabbare än 8.4V NiCd efter två salvor. Ja, alla batterierna låg givetvis jämte varandra när de kyldes ner. LiPo fungerar betydligt bättre när det är kallt än NiMH eller dåliga NiCd, men de slår inte bra NiCd.
Senast redigerad av 1 Thinker, redigerad totalt 9 gånger.
This space intentionally left blank

Användarvisningsbild
ministry
Inlägg: 1214
Blev medlem: 14 maj 2012, 14:41
Lag: Vyme
Ort: Uppsala

Re: Strömförbrukning i en AEG, kondensator och kylans påverk

Inläggav ministry » 9 december 2012, 15:58

Mycket intressant läsning!

Måste dock för klargörandets skull fråga; i det sista stycket gällande kylda ack, är det kylt LiPo mot varmt NiCd eller är båda typerna kylda? Om det senare är fallet har du ju lyckats slå hål på axiomet "LiPo funkar bättre i kyla".
И если в поход cтрана позовет
За край наш родной мы все пойдем в священный бой

Thinker
Inlägg: 434
Blev medlem: 15 maj 2012, 16:17
Spelat sen: 1997
Ort: Markaryd
Kontakt:

Re: Strömförbrukning i en AEG, kondensator och kylans påverk

Inläggav Thinker » 9 december 2012, 16:07

Uppdaterade för att klargöra.

Ja, alla var jämte varandra när de kyldes ner. Brydde mig inte ens om att mäta något med NiMH för de har stora problem redan vid några plusgrader. Jag använder bara 11.1V Lipo om det är ner mot noll eller kallt just för att jag vet Lipo ändå sjunker kraftigt, men föredrar ett BRA 9.6V NiCd om det får plats i vapnet, för det pissar kulor, både när det är varmt och kallt. Spela -14C med sådan och man märker inte direkt ROF sjunkning jämnfört med sommaren. Det mätningarna gör är bara att visa påverkan med fin grafisk bild osv.
This space intentionally left blank

Användarvisningsbild
Skepparn
Inlägg: 636
Blev medlem: 10 maj 2012, 12:24
Spelat sen: 2009
Ort: Göteborg
Kontakt:

Re: Strömförbrukning i en AEG, kondensator och kylans påverk

Inläggav Skepparn » 11 december 2012, 20:04

Jämför du små LiPo med stora NiCd nu?
Jobbar på Röda Stjärnan

Thinker
Inlägg: 434
Blev medlem: 15 maj 2012, 16:17
Spelat sen: 1997
Ort: Markaryd
Kontakt:

Re: Strömförbrukning i en AEG, kondensator och kylans påverk

Inläggav Thinker » 12 december 2012, 17:23

Jag har jämnfört betydligt mer än de batterierna ovanför, men valde dem att beskriva och jämnföra här just för att många kör med fysiskt små Lipo som får plats på diverse små ställen, och få använder större Lipo utanpå när det blir kallt även om det finns de som gör det. Få skaffar idag ett större NiCd med special form eller som moddas för att plats internt, som exempelvis 9.6V Nunchuk, och ska man ändå ha stort batteri utanpå i ficka försvinner rätt mycket anledningen till att använda Lipo. Anledningen till jag tog det 8.4V NiCd i postingen ovanför är som jag skrev att jag ville visa hur bra ett större NiCd med låg spänning kan fungera ändå, speciellt när det blir kallt.

Men jo, jag har även kört tester med 11.1V 2200mAh 20C Lipo, 7.4V 5000mAh 30C Lipo, 11.1V 5000mAh 20C Lipo, 9.6V NiCd 1700mAh nunchuck, och ett 9.6V NiCd 1900mAh. Ska tillägga att jag inte spelat med nunchuk 1700mAh NiCd på 3år, och det har inte cyklats under tiden, gjorde bara en cykling innan testet och då fick jag trycka in ström innan automat laddare ville acceptera det, och Large 9.6V 1900mAh ser ca 2-3 uppladdningar per år då jag har med det ut för backup vapen och för kallt väder, men oftast inte används.

....men även de stora Lipo tyckte inte alls om kyla.

7.4V 5000mAh 30C, SP120.
Varmt, Semi: Första cykel topp 53A, sjunkande till 25A, total längd 84ms (ROF 11.9)
Varmt, Burst/Auto: Första cykel topp 54A, efterföljande 22-24A toppar, 10-12A bottnar, längd ca 84-88ms (ROF 11.6)
Kallt, Semi: Första cykel topp 43A, sjunkande till 22-24A, total längd 123ms (ROF 8.1)
Kallt, Burst/Auto: Första cykel topp 45A, efterföljande 21-23A toppar, 8-10A bottnar, längd ca 120ms (ROF 8.3)

11.1V 5000mAh 20C, SP120:
Varmt, Semi: Första cykel topp 68A, sjunkande till 33A, total längd 46ms (ROF 21.7)
Varmt, Burst/Auto: Första cykel topp 68A, efterföljande 24-26A toppar, 14-16A bottnar, längd ca 54-58ms (ROF 17.9)
Kallt, Semi: Första cykel topp 49A, sjunkande till 22A, total längd 124ms (ROF 8.1)
Kallt, Burst/Auto: Första cykel topp 49A, efterföljande 18A toppar, 12-14A bottnar, längd ca 100ms (ROF 10.0)

9.6V NiCd 1700mAh Nunchuck, SP120:
Varmt, Semi: Första cykel topp 38A, sjunkande till 24A, total längd 86ms (ROF 11.6)
Varmt, Burst/Auto: Första cykel topp 38A, efterföljande 20-22A toppar, 12-14A bottnar, längd ca 88-90ms (ROF 11.2)
Kallt, Semi: Första cykel topp 30A, sjunkande till 20-22A, total längd 120ms (ROF 8.3)
Kallt, Burst/Auto: Första cykel topp 30A, efterföljande 19A toppar, 12A bottnar, längd ca 110ms (ROF 9.1)

9.6V NiCd 1900mAh Large, SP120:
Varmt, Semi: Första cykel topp 59A, sjunkande till 29A, total längd 56ms (ROF 17.8)
Varmt, Burst/Auto: Första cykel topp 60A, efterföljande 22-23A toppar, 12-14A bottnar, längd ca 66-68ms (ROF 14.9)
Kallt, Semi: Första cykel topp 49A, sjunkande till 26-28A, total längd 74ms (ROF 13.5)
Kallt, Burst/Auto: Första cykel topp 52A, efterföljande 20-21A toppar, 14A bottnar, längd ca 74ms (ROF 13.5)


Det går att se att 7.4V 5000mAh 30C fungerar bättre i kyla än 7.4V 2200mAh, men ROF sjunker då cyklingstiden ökar ca 39%, 11.1V 5000mAh 20C tappar faktiskt mer i första skotts responsen, 270%, och det märks över flera skott, burst tappar inte så mycket men cyklingstiden har dubblats och ROF har sjunkit till 10bb/s men fortfarande spelbart, dock är det inte 17.9bb/s som varmt batteri hade, det är lite intressant hur bra det lilla 11.1V 1300mAh batteriet ändå klarar sig, men jag har misstänkt det batteriet faktiskt hinner värma upp sig en hel del från det jag tog in det tills mätningen började några minuter senare då det är 3 separata celler, och egenuppvärmning av semiskotten först hjälper, men effekten av det är inte mycket utomhus under pågående spel. Där får man räkna med allting är ordentligt kallt och håller sig där.

Alla NiCd klarar kyla bättre även om de också ökar sin cyklingstid, även 9.6V 1700mAh nunchuk batteriet som inte använts på 3år, 23% ökar dess cyklingstid, och sedan kommer då mitt favorit batteri sommar som vinter, 9.6V 1900mAh Sanyo SRC.
ROF 15bb/s under varmt 25C och när det är kallt ökar bara dess cyklingstid med 10% och ROF är fortfarande 13.5bb/s, vilket är bra mycket snabbare än något annat batteri. Märk också att 8.4V Large NiCd med riktigt bra celler får bättre värden än det sämre 9.6V 1700mAh nunchuk när det blir kallt, det är skillnad på NiCd och NiCd.

Anledningen till att Semi skott kan vara snabbare än cykling i fullauto är att detta är mätt STRÖM, dvs när man släpper avtryckaren så slutar motorn dra ström och kurvan går till 0A, men motorn/gearbox kommer fortfarande ha moment som gör att det rör sig lite till. Så ett semiskott kommer få motorn att fortsätta lite bakåt efter man släppt, och detta ger kortare cykel på nästa semiskott efter. Ju snabbare motorn har rört sig desto större blir skillnaden. Under burst och auto så har ju motorn drivning hela tiden och därmed stabilare och konsekvent cykeltids mätning.
This space intentionally left blank

Användarvisningsbild
Twist
K&S-Admin
Inlägg: 2127
Blev medlem: 7 maj 2012, 15:21
Lag: Disposable Heroes
Spelat sen: 2001
Ort: Tågarp
Kontakt:

Re: Strömförbrukning i en AEG, kondensator och kylans påverk

Inläggav Twist » 20 december 2012, 17:37

Den här fick en klick klister. :-)

Användarvisningsbild
Tamaz
Inlägg: 207
Blev medlem: 21 maj 2012, 14:40
Lag: [saft] och [STAG]
Spelat sen: 2004
Ort: Stockholm

Re: Strömförbrukning i en AEG, kondensator och kylans påverk

Inläggav Tamaz » 9 februari 2013, 19:16

YES!
Fint med lite riktiga siffror på vad en AEG drar. Vad för motor har du i? Jag gissar att vissa av monstermotorerna med superstarka magneter kommer dra betydligt mer ström, men det är riktigt bra data att gå på om man vill dimensionera batteri och mosfet.
Lag: [saft] och [STAG]

Thinker
Inlägg: 434
Blev medlem: 15 maj 2012, 16:17
Spelat sen: 1997
Ort: Markaryd
Kontakt:

Re: Strömförbrukning i en AEG, kondensator och kylans påverk

Inläggav Thinker » 10 februari 2013, 21:45

Tamaz: Läs första delen med Metod: "....Magpul PTS Masada med Guarder Infinity TorqueUp motor. Mätte även med samma SP90 fjäder i en CA M249 med TM EG1000 motor..."

Det starkare magneter gör är att en motor effektivare kan omvandla viss ström till rörelse, dvs snabbare/starkare med samma ström, så en motor med kraftiga magneter kommer klara ge högre ROF och fungerar bättre med lägre batterispänning och kallare batterier. Detta kan leda till något ökad ström (högre ROF = högre ström förbrukning) men inte direkt så det påverkar mycket i slutänden.
This space intentionally left blank


Återgå till "Batterier och elektronik"

Vilka är online

Användare som besöker denna kategori: 2 och 0 gäster