alimentare trapano a batterie

[Livio Orsini]

Anche ammesso che la batteria sia completamente carica ed in perfetto stato con capacità di 1.3Ah e 10 A di assorbimento, se non si vuole distruggere la batteria (cosa che il circuito di controllo impedeisce comunque se il dispositivo è appena decente,  non lavori per un totale di 7-8 minuti, ma solo 3-4 minuti

I tuoi 14Wh sono la capacità totale, non la capacità disponibile perchè se scarichi completamente la batteria poi la butti.

 

Non bisogna confondere l'energia teorica con l'energia disponibile dell'accumulatore.

A parità di condizioni maggiore è la corrente di scarica minore risulterà lp'energia totale disponibile.

Cerco di chiarire.

La medesima batteria scaricata con corrente di 10 A potrà rendere un'energia totale inferiore di quella che potrebbe rendere se scaricata con corrente di 1 A.

Non si drvrebbe mai scendere al di sotto del 40% di carica residua pena un precoce degrado dell'accumulatore.

 

 

Per la cronaca.

Io posseggo un trapano avvitatore Bosh con pacco batterie da 1Ah. Per un recente lavoro ho avvitato una 15 di viti nel legno. La batteria inizialmente non era completamente carica, eppure al termine del lavoro non dava ancora segni di stanchezza. Da questo ne deduco che la corrente assorbita isa più vicina ad 1 A piuttosto che a 10A

[sandroz84]

Ho appena fatto una prova con il fido alimentatore da banco bremi, avvitatore con batteria al litio da 10,8V 1,3Ah, tensione di soglia 12,4 volt(per simulare la batteria completamente carica) ti dico solo che sull'amperometro ho 2 ampere a vuoto solo in rotazione al massimo dei giri, se provo a bloccare il mandrino con la sola forza della mano l'amperometro analogico mi va a fondo scala oltre 6 ampere tant'è che ho dovuto usare la pinza amperometrica per vedere a quanto arrivavo, si va sui 10 ampere dopo di che il povero bremi(una bestia da una decina di chilogrammi) si siede perchè riesco a bloccare il mandrino con la mano, cosa che non mi riesce assolutamente se lo alimento a batteria.

Mi viene voglia di provare ad alimentare il tutto con la batteria originale e piazzare la pinza in misura per vedere a quanto si arriva.

[Livio Orsini]

Quello che verifichi non è altro che il funzionamento canonico del motore cc; la corrente di armatura è direttamente proporzionale alla coppia che deve erogare.

Se blocchi il rotore assorbirà tutta la corrente che l'alimentatore potrà erogare; la corrente è limitata solo dalla pura resistenza ohmica del circuito di armatura e dai collegamenti.

Questa è la ragione per la quale un motore che "stalla" si brucia in poco tempo se l'alimentatore è sprovvisto di protezioni.

[sandroz84]

Fatta la prova con la batteria originale, si va vicini ai 20 ampere e non riesco minimamente a bloccare il mandrino con la mano(non essendo maciste), tralasciando la caduta sui cavi e sulle pinzette a coccodrillo.

Posso dire che sulla mano che tiene l'impugnatura e preme il grilletto devo fare molta più forza quando devo piantare una vite su legno duro(infatti a volte sono costretto a tenerlo con tutte e due le mani) che cercando di tenere il mandrino con l'altra mano.

Se volete faccio un video ma la logica stessa mi impone di pensare che con 10 watt scarsi(10,8volt x 1ampere) non si va da nessuna parte, questi sono motorini che sviluppano diverse centinaia di watt senza fare una piega.

[Livio Orsini]

se hai la batteria da 1Ah, come hai scritto in precedenza, con 20A di corrente assorbita la scarichi completamente in 3' Il che significa un'auotonomia reale minire di 2', sempre che la batteria sia completamente carica.

Operativamente devi assorbire molto meno altrimenti sei costretto a cambiare batteria ogni 3 viti avvitate.

 

 

[sandroz84]

Batteria da 10,8volt 1,3Ah, contando che per piantare una vite da 70 impiego circa 3/4 secondi spannometricamente con una batteria carica ne riesco a piantare un centinaio.

[Livio Orsini]

Sarebbero circa 6' quindi significa che l'assorbimento medio è inferiore a 10A

[sandroz84]

Supponiamo siano anche 80(se si vuole di più c'è la versione 5 celle da 18V 2Ah), siamo comunque ben lontani dal singolo ampere in assorbimento prospettato all'inizio o dalle 3 viti preventivate con una singola carica, più di fare una prova reale amperometro alla mano non so in che altro modo potrei convincerti.

Ribadisco, vediamo cosa riesce a fare l'op con il suo alimentatore da 3,5 ampere e che coppia riesce ad imprimere sul suo avvitatore.

[Livio Orsini]

Quote

più di fare una prova reale amperometro alla mano non so in che altro modo potrei convincerti.

 

In politica si tratta di opinioni, quindi puoi cercare di argomentare per convincere il prossimo della bontà delle tue tesi.

 

Qui si parla di tecnica, con le sue leggi ben precise.

L'elettrootecnica ha delle leggi ben precise.

Così come l'elettrochimica

 

Se, ad esempio, una batteria ha una capacità di 1.3 Ah e prelevi 13A dopo 3 minuti hai portato la batteria al livello di scarica.

Una batteria di capacità pari a 1.3 Ah da cui si drenano 1.3A di corrente potrà fornire energia per circa 30'; se ne dreni 10 volte tanto potrà fornire energia per meno di 3'. Se invece riesce a fornire energia per un tempo maggiore significa che la corrente drenata è minore.

 

Qui si tratta di dati, non di opinioni.

[sandroz84]

Queste stime le hai stilate tu molto probabilmente ti rifai alle batterie al piombo dove in alcune tipologie la capacità totale viene garantita a 0,1C, come ti ho già detto in precedenza esistono in commercio da parecchi anni ormai celle al litio/lipo con resistenza interna molto bassa in grado di essere scaricate con grosse correnti di scarica rispetto al loro nominale 20C/30C/40C e più(per chi non lo sapesse ogni "C" equivale alla capacità della singola cella/pacco batteria) con un rendimento molto elevato, chi bazzica attorno al mondo Rc le conosce molto bene specialmente chi pratica aeromodellismo dinamico.

Quelle utilizzate nell'utensileria sono parenti molto strette di quelle usate in ambito trazione.

Prova ne vuole la loro capacità, una 18650 panasonic modello NCR18650B arriva ad avere una capacità stimata di 3,4Ah ma non sono adatta per impieghi gravosi(se ricordo bene da datasheet panasonic consiglia 2C massimo).

Quelle usate sugli utensili a batteria solitamente hanno capacità più basse nell'ordine di 1/1.5Ah, massimo 2Ah su utensili con tensione di lavoro più elevata, questo perchè a parità di dimensione i componenti che compongono la cella risultano essere più robusti e spessi in modo tale da garantire l'autonomia dichiarata per l'uso gravoso per il quale sono state concepite.

[Darlington]

Quote

Queste stime le hai stilate tu molto probabilmente ti rifai alle batterie al piombo dove in alcune tipologie la capacità totale viene garantita a 0,1C,

 

Quel che penso anche io, se parlassimo di batterie al piombo il discorso filerebbe, ma quanti avvitatori avete visto con batterie al piombo?

 

Io personalmente nessuno, si è partiti con le NiCd e poi con le NiMh e ora le litio; quando non c'erano le litio proprio i pacchi nickel-based erano usati perché erano in grado di erogare ratei di scarica superiori a molte volte C senza scomporsi.

 

Quote

Sarebbero circa 6' quindi significa che l'assorbimento medio è inferiore a 10A

 

Esatto ed è quel che sto dicendo io dall'inizio: assorbimento medio, se io prelevo 20A per 2 secondi e 0A per i restanti 28 (il tempo di posare l'utensile, prendere una vite, impuntarla e riprendere l'utensile per avvitarla, tanto per capirci), il mio assorbimento medio calcolato in quei 30 secondi sarà di 600mA, quindi con una batteria da 1.3Ah si riescono ad avvitare moltissime viti.

 

Ovvio che se prelevo continuativamente 20A la batteria sarà completamente a terra in pochi minuti, ma obiettivamente chi è che ci mette due minuti ad avvitare una vite, senza alcuna pausa?

[Livio Orsini]

Quote

Queste stime le hai stilate tu molto probabilmente ti rifai alle batterie al piombo dove in alcune tipologie la capacità totale viene garantita a 0,1C, come ti ho già detto in precedenza esistono in commercio da parecchi anni ormai celle al litio/lipo con resistenza interna molto bassa in grado di essere scaricate con grosse correnti di scarica rispetto al loro nominale 20C/30C/40C e più(per chi non lo sapesse ogni "C" equivale alla capacità della singola cella/pacco batteria) con un rendimento molto elevato,

 

Stai confondendo la capacità di erogare una corrente istantanea con la capacità di erogare una quantità di energia.

Il valore di 40C significa che una batteria da 1.3 Ah può erogare 52 A, ma per quanto tempo?

Il tempo è funzione dell'energia immagazzinata che è sempre quella legata a quei fatidici 1.3 Ah.

Se non fosse così avremmo finalmente scoperto il moto perpetuo.

 

Le batterie al litio sono ancora più "permalose" in fatto di scarica rispetto a quelle al piombo.

Da un accumulatore al litio non puoi drenare più del 60% dell'energia immagazzinata pena danneggiamento irreversibile.

Per garantire il massimo della vita i produttori consigliano di non scendere sotto il 50% di scarica.

 

 

[Darlington]

"Da un accumulatore al litio non puoi drenare più del 60% dell'energia immagazzinata pena danneggiamento irreversibile"

 

 

Non ha senso: creo una batteria che ha come caratteristica principale un'elevata densità energetica, e la rendo sfruttabile solo per il 40%, perché se sfrutto il restante 60% poi la butto. Allora conveniva restare con le ni-mh; una batteria del genere non avrebbe mai visto la commercializzazione.

 

È vero che le batterie al litio sono piuttosto sensibili alla sovrascarica, infatti dove c'è una batteria al litio c'è sempre un cut-off che impedisce di scendere sotto i 3.2V per cella, ma dire che "sono sfruttabili solo per il 40%" è un nonsense.

[Livio Orsini]

Quote

ma dire che "sono sfruttabili solo per il 40%" è un nonsense.

 

Per prima cosa ho scritto 60% e non 40%.

Tutti gli accumulatori non rendo il 100% dell'energia immagazzinata.

Poi vatti a vedere le curve che danno l'energia residua in funzione della tensione.

Ti accorgerai che a 3.5V (che dovrebbe essere il limite di scarica per una buona durata) sei attorno al 40% di energia residua.

Inoltre, come ho già scritto, l'energia disponibile non è sempre uguale anche se la batteria ha eguale carica di partenza.

Se la corrente di scarica è maggiore a parità di condizioni di partenza l'energia disponibile risulta essere inferiore.

 

Il vantaggio principale delle batterie agli ioni di litio è il rapporto peso-potenza perchè a parità di peso dell'accumulatore l'emergia disponibile è anche oltre 10 volte quella di un normale accumulatore al piombo.

[sandroz84]

Questo un esempio di curva di scarica a varie correnti sino a 20 ampere di una 18650 con bassa resistenza interna:

 

A parità di tensione di cut-off a 20A riesce tranquillamente a restituire i suoi 1500mAh(94% del suo nominale) senza grossi problemi, e non è neppure il meglio che si trova in giro visto che quelle usate sugli utensili da 1/1,3Ah sono ancora più robuste.

E non si sconfessa nessuna legge della termodinamica.

 

[Darlington]

Quote

Per prima cosa ho scritto 60% e non 40%.

 

 

Si, chiedo scusa, ero da telefono e citando ho invertito i due valori, ma rimane una cosa che non ha senso: costruisco una batteria ad alta densità energetica, ma la posso sfruttare per poco più della metà? Allora il rapporto peso-potenza non sarebbe più vantaggioso.

 

Quote

Tutti gli accumulatori non rendo il 100% dell'energia immagazzinata.

Poi vatti a vedere le curve che danno l'energia residua in funzione della tensione.

Ti accorgerai che a 3.5V (che dovrebbe essere il limite di scarica per una buona durata) sei attorno al 40% di energia residua.

 

Si, che il 100% sia irraggiungibile siamo d'accordo, ma una batteria al litio non rende il 60% dell'energia immagazzinata, sarebbe una ciofeca assurda.

 

Quello che dici probabilmente vale per batterie al litio scadenti, oppure per quelle batterie al litio (la maggioranza) costruite per ratei di scarica che non superano 0.5C destinate a quelle applicazioni che hanno un assorbimento di corrente non importante e richiedono grande autonomia; qui parliamo di batterie costruite proprio per lo scopo opposto, corrente alta e autonomia modesta.

 

Molti dei limiti delle batterie al litio sono stati già superati da mò con l'evoluzione della tecnologia; se ci pensi bene era lo stesso per le batterie al ni-mh, appena uscite avevano una resistenza interna troppo elevata, infatti i produttori di elettroutensili sono rimasti ancorati alle nickel-cadmio per parecchio tempo, poi la resistenza interna è stata ridotta e i produttori hanno iniziato a sfruttare i vantaggi del nuovo tipo di batterie, come la capacità di resistere molto meglio alle cariche ultrarapide.

 

 

Livio, secondo me tu vedi troppo le cose con l'occhio del professore universitario: i libri dicono questo, quindi questa è la teoria, discorso chiuso e non c'è prova strumentale che possa convincerti del contrario, un pò come gli istruttori di scuola guida che ti fanno tenere entrambe le mani sul volante nella posizione 9:15 perché gli esaminatori se non vedono quello, bocciano; ma nel mondo reale, nessuno tiene le mani così perché è una posizione improponibile per chiunque non corra la F1 o i rally (prova a farti 200 km di autostrada, sempre mantenendo quella posizione...)

 

La teoria, intesa come teoria tout court che assume che tutte le batterie siano uguali, ha senso negli esami universitari, perché è quella scritta nei libri e le domande dell'esame sono basate sugli stessi libri, ma nel mondo reale non esiste la teoria "one fits all"; esistono diversi prodotti, costruiti in modo diverso, per impieghi diversi, ognuno con la sua specifica teoria (che poi rispecchia la pratica)

[Livio Orsini]

Quote

Livio, secondo me tu vedi troppo le cose con l'occhio del professore universitario: i libri dicono questo, quindi questa è la teoria,

 

A parte il fatto che proprio non ho nulla a che spartire con i prfessori, visto che per tutta la vita lavorativa mi sono applicato alla soluzione di problemi pratici applicativi. Solo che la buona pratica di progetazione prevede sempre l'analisi per caso pessimo, non per caso ottimo.

 

La pratica non contraddice mai la teoria, se c'è un'apparente contraddizione significa che c'è un errore o nella formulazione teorica o nelle verifiche pratiche.

 

L'esempio classico è il bombo che secondo i calcoli non potrebbe volare.

Recentemente, con le riprese fotografiche ad altissima velocità, si è scoperta la ragione dell'apparente discrepanza tra calcoli teorici e verifica pratica (il bombo vola).

I calcoli erano e sono esatti. Quello che non si sapeva è che il bombo riesce a raddoppiare l'effetto portante con un particolare movimento delle ali, movimento che non eguali in altri insetti e uccelli. Questo effetto ha scatenato ipotesi applicative che potrebbero dare risultati molto buoni anche nel campo dell'aviazione.

 

Quote

Questo un esempio di curva di scarica a varie correnti sino a 20 ampere di una 18650 con bassa resistenza interna:

 

Quel grafico, avulso dal contesto, non dice nulla in ordine alla quantità di energia usufruibile; cita la fonte e dove è ppossiible reperire il documento completo.

 

Quote

E non si sconfessa nessuna legge della termodinamica.

 

Infatti le leggi della termodinamica centrano come i classici cavoli a merenda.

 

 

Ora però sono anche stanco; ho già anche perso troppo tempo. Che ci crediate o meno a me poco importa. Se volte tenervi le vostre convinzioni fate pure.

[sandroz84]

Quote

Ora però sono anche stanco; ho già anche perso troppo tempo. Che ci crediate o meno a me poco importa. Se volte tenervi le vostre convinzioni fate pure.

Ritornando in topic, se l'uso che si deve fare di questo avvitatore è quello di far girare un mandrino a vuoto si può benissimo usare un alimentatore da 1/2 ampere(sempre che lo spunto non lo bruci), in alternativa va usata una batteria in grado di sostenere grossi carichi o al limite un alimentatore di potenza adeguata allo scopo.

[tonyinfante78]

Ho provato funziona na con poca potenza

Gira ma lenti

[Darlington]

È ovvio visto che il tuo alimentatore fornisce un decimo della corrente richiesta.

 

Si torna al mio primo post: cambia le batterie che stai prima, un alimentatore in grado di gestire quel motore in tutte le condizioni di uso ti costerebbe molto più di due batterie nuove.

[Livio Orsini]

Quote

Ho provato funziona na con poca potenza

 

Perchè l'alimentatore non può erogare la corrente necessaria, quindi, probabilemente, va in limite di corrente o comunque riduce la tensione ed il motore gira più lentamente.

Si ritorna sempre alle funzione di trasferimento del motore in cc: Cm = k*Ia e w = k*Va, ovvero che la velocità è proporzionale alla tensione di armatura e la coppia erogabile è proporzionale alla corrente disponibile.

[sandroz84]

Quote

 

Ho provato funziona na con poca potenza

Gira ma lenti

 

Come volevasi dimostrare

Quote

È ovvio visto che il tuo alimentatore fornisce un decimo della corrente richiesta.

Nient'altro da aggiungere

[Livio Orsini]

 

Quote

È ovvio visto che il tuo alimentatore fornisce un decimo della corrente richiesta.

 

Questa mi era sfuggita!

No, non è ovvio! Anzi è errato.

 

Come è noto da oltre un secolo la velocità di un motore in corrente in continua con eccitazione costante, dipende esclusivamente dalle sue caratteristiche costruttive e dalla tensione di armatura.

 

Se il motore gira lentamente è solo perchè la tensione di armatura è inferiore a quella di targa.

Che poi questo dipenda dall'alimentatore che ha una resitenza interna troppo elvata per la corrente richiesta è solo una conseguenza di un altro fatto.

[Darlington]

Quote

La pratica non contraddice mai la teoria

 

Infatti è così, non mi sogno di dire il contrario.

 

Ho detto solo che non esiste una teoria che calza per tutto; "batterie al litio" ora è una famiglia vasta a differenza di come lo era una quindicina d'anni fa quando facevano il loro ingresso nel mercato, oggi esistono batterie agli ioni di Litio, ai polimeri di Litio, Litio-Manganese, Litio-Ferro-Fosfato e probabilmente, anche altre con chimica basata sul litio, ognuna con la sua chimica, con le sue caratteristiche peculiari e con i suoi settori di impiego, quindi, la teoria di funzionamento di una Li-Ion avrà delle differenze rispetto a quella di una Li-Mn e via discorrendo; non tenerne conto, è come fare i calcoli sulle capacità di volo del bombo, prendendo però a modello uno struzzo.

 

Quote

Se il motore gira lentamente è solo perchè la tensione di armatura è inferiore a quella di targa.

 

 

Ma la tensione che viene applicata all'armatura è inferiore perché l'alimentatore entra in limitazione di corrente, facendo scendere quindi  la tensione: è una causa-effetto, ma dipende comunque dall'alimentatore.

[Livio Orsini]

Quote

la teoria di funzionamento di una Li-Ion avrà delle differenze rispetto a quella di una Li-Mn e via discorrendo; non tenerne conto,......

 

1.  Non è stato specificato se si sta discustendo su un particolare tipo di batteria al Litio, ma si parla di una generica batteria al litio. Quindi è ovvio che si faccia riferimento al tipo oggi più diffuso e comune. Può essere che in un laboratorio del Ghighisistan stanno provando una particolare batteria al litio, in grado di rendere il 99.999% dell'energia immagazzinata, però in questa discussione non se ne è mai fatta menzione.
2. Scrivere che il motore gira lentamente perchè l'alimentatore non eroga la corrente necessaria è perlomeno impreciso. Il motore gira lentamente perchè la tensione di armatura applicata è inferiore alla sua tensione nominale, punto. Se si usasse un alimentatore in grado di erogare correnti sino a 1000A, ma con tensione di 1V il motore continuerebbe a girare lentamente o a non girare!