nacho76

Resa e parametri di regolazione


320 messaggi in questa discussione

SLIDE 1
Con questo topic voglio proporvi la presentazione che ho fatto ieri al Genova Vapefest 2013 in merito alla “Resa del sistema e parametri di regolazione”.
L’argomento trattato è quello già illustrato in questo forum alla discussione “atom, resa e Volt”, tuttavia nella presentazione vengono proposti alcuni spunti di riflessione sul utilizzo delle tabelle per la regolazione del sistema (regolazione intesa come “volt” e “watt” da impostare sui dispositivi VV – VW in commercio).
La discussione è rivolta prevalentemente a chi rigenera le coil.

SLIDE_01.jpg


SLIDE 2
Per poter funzionare al meglio la resistenza di un atomizzatore deve riscaldarsi in modo da per poter "vaporizzare" il liquido ottenendo la massima quantità di vapore senza bruciare lo stesso vapore (ZONA VERDE).
Affinché venga raggiunto il riscaldamento ottimale della resistenza, la batteria dovrà erogare una determinata corrente elettrica Io (ampere).


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SLIDE 3
Se i costruttori degli atomizzatori fornissero la corrente elettrica ottimale delle coil (testine intercambiali, o coil preconfezionate) sarebbe semplice impostare i volt e i watt, basterebbe infatti applicare la legge di Ohm: V = i x R W = i x i x R
Se fornissero un semplice pittogramma con indicata la zona verde non occorrerebbe fare conti…

Al di là dell’impedenza (espressa in ohm) questi parametri di regolazione non vengono forniti, quindi occorre arrangiarsi ed andare per tentativi partendo da un basso voltaggio (wattaggio) ed aumentare gradualmente fino ad ottenere il vapore che più ci soddisfa.
Orientativamente per sistemi dual coil che utilizzano generalmente fili sottili si può ipotizzare una corrente ottimale totale di 2,6A, mentre per i classici sistemi single coil (per i quali normalmente vengono utilizzati fili diametro 0.18-0.20mm) si può ipotizzare una corrente ottimale di 1,8-2A.
Tale valore di corrente moltiplicato per l’impedenza letta dal BB (ohm) fornisce il voltaggio ottimale da impostare sui dispositivi VV.
Volendo impostare i watt, basta moltiplicare: “corrente x corrente x impedenza”.

Per gli svapatori che rigenerano le resistenze c’è invece il modo di stimare i corretti parametri di regolazione in funzione del filo resistivo utilizzato e del tipo di atomizzatore.





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La corrente ottimale è quella che attraversando la resistenza consente di dissipare un valore preciso di watt/mm² ( 0,30-0,35 w/mm² per sistemi “top coil” ; 0,40-0,45 w/mm² per sistemi “bottom coil” ).
Personalmente svapo a 0,30 w/mm² su sistemi Genesis/rigenerabili.
Al massimo 0,35 w/mm² per sistemi con grande apporto di liquido alla resistenza.
Altri svapatori avvertono la necessità di “spingere” maggiormente 0,40-0,45 w/mm² con sistemi bottom coil e dripping.

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La corrente ottimale dipende unicamente dal tipo di filo resistivo (diametro D, resistività al metro lineare r) con cui è realizzata la coil e dalla quantità di liquido che afferisce alla resistenza (effetto Joule).




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Nella formula compaiono solo il diametro D(mm), la resistività lineare r (ohm/ml) e i watt/mm2 C.




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Lecita riflessione dopo le formule;)

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SLIDE 9
Tutti i calcoli sono già stati eseguiti e tabulati per i fili resistivi più diffusi in commercio (kanthalD, kanthalD Ribbon, kanthalA, kanthalA Ribbon, Nikrothal80).
Conoscendo il diametro del filo, la resistività al metro lineare del filo ed il tipo di atomizzatore (“bottom” o “top Coil”, quindi i watt/mm2) si ricava il voltaggio ottimale da impostare sul dispositivo VV.
Volendo impostare i watt basta moltiplicare il voltaggio ottimale tabulato per l’intensità di corrente ottimale tabulata.




SLIDE 10
Colonna 1 tipo di filo,
Colonna 2 diametro (mm)
Colonna 3 resistenza al metro lineare (ohm/ml)
Colonna 4 watt/mm2
Colonna 5 corrente ottimale (ampere)
Colonna 6 in poi resistenze (espresse nella seconda riga. A partire dalla 3° riga e dalla 6° colonna troviamo il voltaggio ottimale corrispondente a ciascuna resistenza).
La slide, per esigenze di presentazione, mostra solamente uno stralcio di tabella.
In realtà le tabelle complete riportano per ciascun filo (ad esempio il kanthalD) i diametri a partire dai più piccoli (D=0.14mm) fino ai diametri più spessi reperibili in commercio (D=0.30-0.32mm).

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SLIDE 11
Esempio: resistenza da 3 ohm realizzata con kanthal 0.14mm e kanthal 0,20mm in sistema “top coil” quindi 0,30 w/mm2
Il filo kanthalD 0,14mm 1,23A per scaldarsi in modo ottimale (0.30 watt/mm2) 3,7volt
Il filo kanthalD 0,20mm 2,09A per scaldarsi in modo ottimale (0.30 watt/mm2) 6,3volt
Quindi il filo kanthal 0,20mm risulta inadatto a realizzare impedenze elevate da utilizzare con i dispositivi hardware più diffusi (il voltaggio ottimale 6,3v non è compatibile con i BB in commercio).
Invece filo kanthal 0,14mm risulta adatto a realizzare impedenze elevate da utilizzare con i dispositivi hardware più diffusi (il voltaggio ottimale 3,7v è compatibile con qualsiasi BB in commercio;
una coil in kanthal 0,14mm con impedenza da 3ohm realizzata in sistema “top coil”, potrebbe addirittura essere impiegata con batterie ego, o BB meccanici).




SLIDE 12
Esempio: resistenza da 2 ohm realizzata con kanthal 0.14mm e kanthal 0,20mm in sistema “top coil” quindi 0,30 w/mm2
Il filo kanthalD 0,14mm 1,23A per scaldarsi in modo ottimale (0.30 watt/mm2) 2,5volt
Il filo kanthalD 0,20mm 2,09A per scaldarsi in modo ottimale (0.30 watt/mm2) 4,2volt
Il filo kanthal 0,20mm si adatta a resistenze medio-basse (il voltaggio richiesto 4,2v consentirebbe di svapare tranquillamente BB e batterie VV).
Il filo kanthal 0,14mm invece si rivela inadatto a resistenze medio basse (il voltaggio richiesto 2,5v non è compatibile con i BB in commercio. Il minimo di 3volt dei BB è già troppo elevato per la coil dell’esempio)

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SLIDE 13
(0.14mm kanthalD/nikrothal80, 0.20mm kanthalD/nikrothal80, kanthalD ribbon 0,30x0,10mm e 0,50x0,10mm, KanthalA1 0,32mm).
I fili resistivi di comune utilizzo e presenti sul mercato differiscono per la lega metallica che li compone.
A parità di diametro il filo kanthal ha una resistività al metro lineare superiore a quella del Nikrothal80.
In virtù di ciò il filo Nikrothal80 si riscalda con una corrente ottimale superiore al kanthalD, e quindi richiederà di conseguenza voltaggi maggiori a parità di impedenza realizzata.

I fili ribbon sono fili piatti, a sezione rettangolare.
Hanno il grande vantaggio di offrire una superficie di scambio termico molto elevata, questo perché in quanto piatti aderiscono bene alla wick/mesh.
Tuttavia in commercio esistono fili ribbon a partire da 0,3x0,1mm fino a 0,7x0,1mm.
Il filo 0,3x0,1mm necessita di una corrente di 2,3A per scaldarsi in modo ottimale.
I ribbon più spessi richiedono amperaggi via via crescenti al punto da poter risultare incompatibili con dispositivi VV/vW più diffusi in commercio (evic, batterie VV, e tutti i dispositivi limitati a 2,5A).
Il filo kanthal 0,32mm utilizzato da vapers rinomati come Busardo e Todd, funzionano bene a basse resistenze (<1 ohm, ottenuti con 3 spire su wick/mesh larga 2.5mm). Dalla tabella si vede infatti come una resistenza da 0,9ohm funzioni bene a 3,7volt, compatibili con i BB meccanici che vediamo utilizzare nei video dai succitati vapers (questo conferma ancora una volta la bontà del modello che vi propongo, dei parametri di regolazione tabulati).
Tuttavia tale filo, essendo molto spesso necessita di un amperaggio molto elevato 4,1 ampere (amperaggio incompatibile con molti BB regolati)….Questo mi porta a pensare che le batterie di Busardo e Todd durino molto poco…
Per chi utilizza i BB meccanici può essere interessante utilizzare il ribbon 0,30x0,10mm, facendo 3 spire su una mesh/wick da 3mm ottenendo circa 1,6 ohm svapabili tranquillamente con un BB meccanico a 3,7 volt medi.




SLIDE 14
Esempio: 2 resistenze da 3 ohm il BB leggerà 1,5 ohm questo per via del collegamento in parallelo

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SLIDE 15
 filo non troppo spesso (0,14÷0,16 mm)
 voltaggio corrispondente alla singola resistenza da 3 ohm ( e NON 1,5ohm ! )
Tale voltaggio consente infatti il transito di 1,23ampere in ciascuna singola coil da 3ohm.




SLIDE 16
1) LR single coil filo spesso – poche spire
2) HR single coil filo sottile – tante spire
3) Dual coil filo medio-sottile
4) Ribbon wire 0,30 - 0,40mm x 0,10mm

Vale comunque il principio che le tabelle danno utili informazioni per la realizzazione delle coil e per l’ottimizzazione della resa, ma l’esperienza per chi rigenera gli atom è comunque fondamentale per tutti quegli aspetti di primaria importanza come il distanziamento delle spire, la larghezza della wick/mesh, etc…

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wow...utilissima...interessantissima...ottimo lavoro! :clap

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Perfetto, gran bel lavoro di cui ti ringrazio! :ok

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Messa in evidenza nella sezione :ok

Ottimo lavoro :sisi

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daksha ha scritto: Perfetto, gran bel lavoro di cui ti ringrazio! :ok
Purtroppo ieri sono arrivato tardi alla fiera e terminata la presentazione sono andato via quasi subito...Ho uno strascico di bronchite e con quel clima rischiavo di peggiorare la situazione.
Per questo motivo non sono riuscito a incontrare molti degli utenti del forum e questo mi dispaice ma...sarà per il prossimo anno ;)

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:clap:clap:clap:clap
solo una domanda, più una curiosità di tipo accademico direi, per il calcolo dell'intensità di corrente che temperatura hai considerato come ottimale per l'evaporazione del liquido?

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ilberse ha scritto::clap:clap:clap:clap
solo una domanda, più una curiosità di tipo accademico direi, per il calcolo dell'intensità di corrente che temperatura hai considerato come ottimale per l'evaporazione del liquido?

Il calcolo parte dalla percezione soggettiva.
E' stato fatto a ritroso in base a rese da molti ritenute soddisfacenti su coil realizzate con fili resistivi di nota lunghezza, diametro, resistività e impedenza, svapate con voltaggio noto.
Dall'analisi di questi valori è emerso un coefficiente di 0.30 watt/mm2 per sistemi top coil.
Per sistemi dripping e bottom coil con molto apporto di liquido mi trovo bene con 0,35watt/mm2, altri sentono la necessità di spingere di più, ma io mi limito a 0,35watt/mm2 e mi soddisfa pienamente.
Il calcolo a partire dalla temperatura sarebbe quasi impossibile, perchè ci sono fra l'altro cambiamenti di fase del liquido, quindi enormi sbalzi nel coefficiente globale di scambio termico...

Dopo questa però, la smetto con i tecnicismi altrimenti molti utenti potrebbero spaventarsi :ghgh

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infattiiii!:mur:mur:ghgh
parlando in parole povere ho notato che piu le spire sono strette piu il vapore è corposo! "binaco bello doppio doppio"
confermi?
ottimo lavoro ma riguardo al discorso rigenerazione dovevi approfondire di piu il punto 5! qello dell esperienza pratica:]

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effettivamente al cambio fase non avevo pensato :mur
leggendo in giro vedo che le dimensioni della camera di combustione sui genesis vengono considerate importanti per la resa dell'atom, dalla tua esperienza credi che sia più dovuto a una questione di geometria o di volume della camera (più è ampia più dispersione ho e considerato che ci aspiro metto in circolo molto più aria ce va a raffreddare la coil e brucio meno e-liquid, o almeno questo è quello che ho dedotto)
scusa le domande a raffica ma mi sono fissato a voler capire almeno i principi base fisici per fare le resistenze a modo e cercare di capire le varie variabili in gioco...


p.s. appena testata la tua teoria rifacendo la coil di un igo-s...nacho ho deciso di considerarti il mio personale messia dello svapo!

vado a provare con did :P

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 Citazione
arturo81 ha scritto: infattiiii!:mur:mur:ghgh
parlando in parole povere ho notato che piu le spire sono strette piu il vapore è corposo! "binaco bello doppio doppio"
confermi?
Non capisco cosa intendi per strette, se intendi molto aderenti alla wick, oppure molto vicine.
Quando usavo la wick non ho mai stretto il filo sulle wick anzi. Lasciandolo morbido l'apporto di liquido mi consentiva tiri ripetuti senza mai andare a secco (usavo rigenerabili top coil con pescaggio da tank). Oltretutto riuscivo anche a fare il dryburn senza minimamente ingiallire la wick...
Spire molto vicine non le ho mai fatte, il ricordo di quei giocattoli alla CE4-CE5 e simili che avevano spire vicinissime è ancora presente....Un tiro buono su 4... :sgrat.
Cmq a mio avviso spire e strette e vicine danno vapore più denso ma...non necessariamente migliore, anzi...
Ad ogni modo la silica wick non è esattamente il mio campo...troppo complicato il cambio di aroma per i miei gusti :sisi



 Citazione
arturo81 ha scritto:
ottimo lavoro ma riguardo al discorso rigenerazione dovevi approfondire di piu il punto 5! qello dell esperienza pratica:] Come faccio a trasmettere l'esperienza :? quella si acquisisce sul campo.....
Cmq dopo la mia presentazione al vapefest di Genova, si è tenuto un interessante workshop sui rigenerabili durante il quale alcuni abili vapers rigeneravano le coil su modelli diversi di atomizzatori :sisi


 Citazione
ilberse ha scritto:
leggendo in giro vedo che le dimensioni della camera di combustione sui genesis ......
Camera di combustione?! :ohmy: ed io che pensavo di aspirare vapore :ghgh
A parte gli scherzi/lapsus, tutto fa brodo, dimensioni della camera di svapo, grandezza del foro di aerazione, posizione della coi, etc....
Il sistema deva avere il suo equilibrio. I buoni genesis li riconosci proprio da queste cose, riescono a bilanciare tutti questi aspetti...
Tempo fa ho allargato il foro nel cup di un atom da 4 soldi, perchè sentivo il tiro troppo duro...Ebbene l'atom da 4 soldi aveva un cup molto piccolo, ed il foro praticato con la punta da trapano da 1.5mm si è rivelato peggiorativo per l'hit e l'aroma...Insomma troppa ria per una camera di vaporizzazione molto piccola..
Su altri genesis di dimensioni importanti (AGA-T, RSST) il foro nel cup da 1,5mm mi sta benissimo :sisi

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ilberse ha scritto:
leggendo in giro vedo che le dimensioni della camera di combustione sui genesis ......

Camera di combustione?! :ohmy: ed io che pensavo di aspirare vapore :ghgh
A parte gli scherzi/lapsus, tutto fa brudo, dimensioni della camera di svapo, grandezza del foro di aerazione, posizione della coi, etc....
Il sistema deva avere il suo equilibrio. I buoni genesis li riconosci proprio da queste cose, riescono a bilanciare tutti questi aspetti...
Tempo fa ho allargato il foro nel cup di un atom da 4 soldi, perche sentivo il tiro troppo duro...Ebbene l'atom da 4 soldi aveva un cup molto piccolo, ed il foro praticato con la punta da trapano da 1.5mm si è rivelato peggiorativo per l'hit e l'aroma...Insomma troppa ria per una camera di vaporizzazione molto piccola..
Su altri genesis di dimensioni importanti (AGA-T, RSST) il foro nel cup da 1,5mm mi sta benissimo :sisi

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 Citazione
nacho76 ha scritto: SLIDE 9
Ottimo lavoro e molto utile a tutti noi anche se purtroppo c'è un parametro che non è valutabile: la soggettività!
Ad esempio in una delle tue slide dici che con kanthal 0,20 e resistenza da 2 ohm su sistema top coil il voltaggio ideale è 4,2 mentre per me questa è una cosa non fattibile perché io a queste condizioni non riesco a superare i 3,8 Volt perché altrimenti comincio a sentire che l'aroma svanisce diventando sempre meno percettibile all'aumentare del voltaggio quindi secondo me, nonostante esistano dei range da rispettare, il miglior modo è fare una resistenza e svapare a diversi voltaggi cercando di capire di volta in volta qual'è per quel sistema e per quella resistenza il voltaggio che più ci aggrada!

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svapogranata ha scritto:
Ottimo lavoro e molto utile a tutti noi anche se purtroppo c'è un parametro che non è valutabile: la soggettività!
Ad esempio in una delle tue slide dici che con kanthal 0,20 e resistenza da 2 ohm su sistema top coil il voltaggio ideale è 4,2 mentre per me questa è una cosa non fattibile perché io a queste condizioni non riesco a superare i 3,8 Volt perché altrimenti comincio a sentire che l'aroma svanisce diventando sempre meno percettibile all'aumentare del voltaggio quindi secondo me, nonostante esistano dei range da rispettare, il miglior modo è fare una resistenza e svapare a diversi voltaggi cercando di capire di volta in volta qual'è per quel sistema e per quella resistenza il voltaggio che più ci aggrada!

Concordo sulla soggettività, infatti personalmente con sistemi bottom coil non supero 0,35watt/mm2, altri sentono l'esigenza di spingere di più.
Va anche detto che molto dipende da come viene realizzata la coil, quanto pesca, distanze delle spire (tutte cose che vengono date dalla pratica).
Se svapi un genesis con una resistenza da 2ohm in kanthalD 0.20mm con un meccanico a 3,8volt e trovi soddisfazione, buon per te:ok.
Di sicuro a me non basterebbe quel voltaggio e probabilmente molti altri utenti la pensano come me :sisi
Il modello è conformato da moltissimi esempi, utenti, video su youtube, quindi per me resta valido :sisie lo utilizzo.
Se poi si preferisce andare per tentativi su valori più alti o bassi, va bene ugualmente, l'importante è avere soddisfazione da ciò che si svapa ;)

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Per completezza voglio aggiungere, che le tabelle allegate al messaggio #394196 nella prima pagina di questa discussione, sono state ricavate con valori di resistività presi dal costruttore Kanthal

- kanthalD (1.35 Ω mm2/m)
- kanthalD ribbon (1.35 Ω mm2/m)
- kanthalA1 (1.45 Ω mm2/m)
- kanthalA ribbon (1.39 Ω mm2/m)
- nikrothal80 (1.09 Ω mm2/m)

In commercio su alcuni eshop si trovano fili che hanno valori di resistività diversi da quelli del costruttore, quindi le tabelle potrebbero non contemplare esattamente questi fili.
In questi casi può tornare utile il grafico che andrò ad allegare a questo messaggio.
Per spiegare come utilizzare il grafico, faccio l’esempio di un filo “KanthalD “ diametro 0,20mm e con resistenza unitaria r=43,00 Ohm/m. Supponiamo di aver realizzato una resistenza di 2 Ohm con questo filo su un sistema top coil (Genesis, Vivi Nova, etc…).
(Il grafico si può utilizzare per qualsiasi filo in commercio procedendo come nell’esempio).

1)Per prima cosa divido diametro del filo per resistenza unitaria quindi: D/r=0,20/43 x 1000= 4,65 (ho moltiplicato per 1000 perche il diametro è in millimetri, mentre la resistenza unitaria r è espressa solitamente in metri nei cataloghi. Questo è l’unico calcolo che si deve fare).
Questo valore 4,65 mi servirà per calcolare la corrente che occorre per scaldare in modo ottimale la resistenza.

2)Nel grafico tiro una linea verticale a partire dal valore 4,65 fino a raggiungere la linea nera corrispondente a 0,30 watt/mm2; intersecata la linea nera tiro una linea orizzontale verso sinistra fino ad andare a leggere l’intensità di corrente in Ampere che sarà nell’esempio paria a Io=2,09 Ampere. Questa è l’intensità di corrente che mi darà gli 0,30 watts/mm2 ottimali per lo svapo.

Conoscendo la corrente si ricavano facilmente i volts da impostare sulla batteria VV o BB , basta infatti moltiplicare la corrente per l’impedenza della coil. Tornando all’esempio:

V = 2,09 ampere x 2 ohm = 4,2 volt

Volendo impostare i watt anziché i volt, occorre moltiplicare la corrente per la corrente per l’impedenza della coil. Tornando all’esempio:

W = 2,09 ampere x 2,09 ampere x 2 ohm = 8,7 watt

In definitiva, il grafico allegato può essere utilizzato in alternativa alle tabelle e fornisce gli stessi valori in quanto ricavato dallo stesso metodo.

Attached files media/kunena/attachments/10668/correnteottimale_chart.pdf (683.2 KB) 

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Per utilizzare il grafico precedente con i fili piatti tipo ribbon, nel rapporto D/r occorre inserire un diametro equivalente "De", ovvero un diametro fittizio che mi da la stessa superficie laterale del filo piatto a sezione rettangolare.
Tralascio i passaggi per arrivare alla formula speditiva che da il diametro equivalente:

De=0,6366 x (a+b)

dove "a" e "b" sono le dimensioni in sezione del filo piatto.

ESEMPIO PRATICO:
filo kanthalD ribbon 0,30 mm x 0,10 mm resistività 45,0 ohm/m.
il diametro equivalente sarà:

De= 0,6366 x (0,30mm +0.10 mm) = 0,25 mm

A questo punto:

D/R = 0,25 x 1000 / 45,00 = 5,55

Dal grafico per sistema top coil si otterrebbe I = 2,3 ampere

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Grazie Nacho...great job!
:)

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