zmierzyć energię/ładunek

Użytkownik "J.F." napisał w wiadomości grup dyskusyjnych:1xp1j575jrt1d$.12u955gumdx3f$. snipped-for-privacy@40tude.net...

Dnia Sun, 2 Feb 2014 10:51:56 +0100, AdamS napisał(a):

J.

Przy katodzie o małych wymiarach (duża gęstość prądowa) miedź może się wydzielać w postaci proszku i nie będzie na elektrodzie a w roztworze w postaci zawieszonego pyłu. Przy małych gęstościach na katodzie mogą się osadzać zanieczyszczenia a nie metaliczna miedź. A co ze spadkiem napięcia na elektrolizerze? W układzie niskonapięciowym spadek na komórce

1,0 czy 1,5 V wpłynie zasadniczo na prąd w obwodzie. W rozważaniach uwzględnij, że prąd w układzie zmienia się dynamicznie w szerokich granicach 10 do 4000 mA. Masz jakieś doświadczenie w procesach galwanicznych czy tylko na poziomie szkolnym czyli m= kit? Tu jeszcze w praktyce należy uwzględnić sprawność procesu elektrolizy. Na szczęście dla miedzi to prawie 100% ale np. dla złota to może być tylko 10%. W doświadczeniu Faradaya warunki prądowe są stałe i optymalne dobrane do procesu. W czasie elektrolizy zachodzą różne zjawiska i procesy z których nie wszyscy zdają sobie sprawę: polaryzacja stężeniowa, nadnapięcie, rezystancja roztworu (zależna od prądu, temperatury i inne). Jak wierzyć otrzymanym wynikom jeżeli modem GSM będzie zasilany napięciem niższym o około 1,5 V (spadek na elektrolizerze) i do tego zmieniającym się w zależności aktualnego od aktualnego prądu w obwodzie. Przy takiej ilości niewiadomych i zmiennych wynik pomiaru to wróżenie z fusów.

Adam

No tak jakoś w tym kierunku myślę i kombinuję jak to by zrealizować.

jp

[...]

Metodę na poradzenie sobie ze spadkiem napięcia podałem już w tym wątku.

Sastanawiam się jeszcze nad rzeczą najprostszą, czyli elektrolizą... wody i pomiarze objętości gazów.

Pan jacek pozniak napisał:

Nie ma co kombinować, trzeba realizować (wszystkie te pomysły z "małą wanną", przez którą z baterii do telefonu płynie prąd 4A, są nic nie warte). Moduł telefoniczny ma średni pobór niewiele większy od tego minimalnego (10mA), a prąd maksymalny, kilkuamperowy, płynie w czasie krókich pików pojawiających się w czasie transmisji. Duża pojemność znakomicie to uśrednia. Teraz pozostaje dacyzja, jak to mierzyć. Można multimetrem i zapisywać ołówkiem odczyty na przykład co 5 sekund. Można zbudować lub kupić rejestrator, który zautumatyzuje ten pomiar. Ale można też naładować kilkufaradowy superkondensator do napięcia na przykład

5,3 V i zmierzyć czas, po którym komparator zarejestruje spadek do 4,3 V. Z tego można wyliczyć przepływający ładunek. Czasy będą całkiem przyzwoite, rzędu kilkudziesięciu sekund, do zmierzenia nawet stoperem. Pojemność kondensatora trzeba oczywiście wcześniej wyznaczyć rozładowując go przez znany opornik, a nie brać do obliczeń to, co napisane na obudowie.

Jarek

Kondensatory o dużych pojemnościach są silnie nieliniowe i mają stosunkowodużą rezystancją wewnętrzną.

Piki prądu są bardzo krótkie (poniżej 1ms) i powtarzają się dość często (ok. 200 razy na sekundę) ale moduł GSM nadaje z pełną mocą tylko i wyłącznie w szczególnych przypadkach - np. podczas początku przyjmowania połączenia.

Czyli, jeśli dobrze zrozumiałem, kupuję/kombinuję kondensator o "wystarczająco" dużej pojemności, ładuję go i zasilam nim urządzenie. Ze spadku napiecia i pojemności wyliczam ilość ładunku, jakie z niego urządzenie wyciągnęło?

No, jeśli tak, to o coś takiego mi chodziło.

Pozdrawiam

jp

W zasilaczu do tego modemu jest MC34063 a kondensator podłączyłbym przed tym zasilaczem (na wejściu całego urządzenia) więc mam nadzieję, że rezystancja kondensatora nie będzie przeszkadzać. jp

Pan jacek pozniak napisał:

Te uśrednione kilkadziesiąt mA powienien wydać, choć oczywiście do superkondensatora warto podłączyć równolegle też coś bardziej "normalnego" do uśredniania w czasie milisekund. Superkondensatory (np. Kanthal Maxcap) widywałem nawet powyżej 5F.

Można to tak zmajstrować, że po stwierdzeniu przez komparator spadku napięcia poniżej progu, czyli wydaniu określonej porcji ładunku, włącza się szybkie ładowanie kondensatora ze źródła. Zliczając ile takich porcji potrzeba będzie na przykład w ciągu godziny, można poznać jaki apetyt na moc ma moduł pracujący w danych warunkach.

W dniu 02.02.2014 14:32, Jarosław Sokołowski pisze:

A one nie mają czasem ESR po kilkadziesiąt ohmów?

W farnelu są superkondensatory mające poniżej 100..200mOhmów:

Nie odpowiedziałeś czy ten pomiar ma być realizowany przy pomocy dostępnych w handlu urządzeń jak dataloggery czy też mógłbyś sam zrobić układ pomiarowy (np z przetwornikiem AD, i prockiem). Zapewne obawiasz się, że impulsowy pobór prądu eliminuje metody pomiaru polegające na próbkowaniu np kilka razy na sekundę. Ale nawet nie napisałeś jakim napięciem zasilany GSM. Zakładam ze 3,3 lub 5V. Ja bym dał konwerter prąd napięcie. Na przykład rezystor 0,05 Ohm na linii VCC od modułu. Napięcie na rezystorze wzmocniłbym wzmacniaczem pomiarowym typu AD622, AD623 czy AD8221. Wzmacniacz zasiliłbym z konwerterów DC/DC

05V/09V żeby dało się wszystko zasilać z 5V. Wyjście wzmacniacza wrzucić na zwykły filtr RC np 2 kOhm i 1000uF. Szybkie impulsy napięciowe, proporcjonalne do impulsowego poboru prądu, zostaną zamienione na łagodny przebieg który można w miarę dokładnie pomierzyć próbkując np 20 razy na sekundę. Możesz tez filtr zrobić na wzmacniaczu operacyjnym. Jeśli dałbyś procka z własnym oprogramowaniem to możesz zrobić sumowanie tego prądu przeliczając od razu na amperogodziny (czyli ładunek) albo na średnią wartość prądu za czas pomiaru od momentu resetu. Możesz ewentualnie poprzestać na zrobieniu tylko konwertera z filtrem i dać jakiś multimetr mogący pracować jako datalogger, a potem zbierać z niego dane na kompa. Tylko że wtedy ograniczony jesteś ilością pamiętanych próbek i trzeba by wolniej samplować. Przez to trzeba by wydłużyć stałą filtra i upewnić się z kolei czy np. rezystancja wewnętrzna miernika nie rozładowuje kondensatora w filtrze - w tym przypadku lepiej dać aktywny filtr. Przedstawiane w wątku pomiary elektrochemiczne to jakieś pomysły księżycowe.

Pan Zbych napisał:

Nawet nie sprawdzałem ile mają, ale skoro są już miliomowe, to tym lepiej. Kiedyś pobierałem z takiego maxcapa jakieś tłustsze miliampery i jakoś sobie radził. Zresztą nawet względnie duży ESR nie dyskwalifikuje takiego pomiaru -- chodzi przecież głównie o odmierzenie ładunku i odpowiedź na pytanie "ile wiader na godzinę potrzebuje zasilany moduł". To się później da porównać z obciążeniem zastępczym rezystorem, dla którego policzymy zuzycie energii.

A tak przy okazji, to pomiar ładunku metodą elektrolityczną stosował Edison w swoich sieciach prądu stałego. Zamiast kręciołków na prąd zminny, co je mamy teraz. Zresztą w sieciach AC chyba też tak czasem robiono, po dodaniu prostownika selenowego. Liczniki czasu pracy urządzeń, gdzie w szklanej rurce rtęć rozdzielona elektrolitem latała z jednej strony rurki na drugą, też robiono. Albo to samo zasilane z termopary do całkowania różnic temperatur, czyli mierzenia ciepła.

użytkownik RoMan Mandziejewicz napisał:

To moze przetwornik typu rms->dc AD536, AD637, ad737, LH0091, LT1088(termiczny)

Tumański Technika pomiarowa gdyby cos.

Z tym wydzielaniem metalu i wazeniem, to nie wiem jak z liniowoscia, moze palne glupote, ale czy taki roztwor w wannie nie jest raczej jak dioda zenera?

W dniu 2014-02-02 12:26, Paweł Pawłowicz pisze:

Zapominacie, że można mierzyć *ubytek* masy anody. Ponadto autorowi chodzi o pomiar z dokładnością 10-15%.

JK

Użytkownik "JK" napisał w wiadomości grup dyskusyjnych:lcltd8$qir$ snipped-for-privacy@dont-email.me...

W dniu 2014-02-02 12:26, Paweł Pawłowicz pisze:

JK

To jest gdybanie nie poparte znajomością procesów galwanicznych.

- Procesy anodowy i katodowy nie muszą przebiegać z taką samą sprawnością szczególnie gdy gęstość prądowa zmienia się impulsowo jak 1:400.

- Elektrolity to przewodniki II rodzaju i zachowują się inaczej niż metale.

- Szybkość różnych jonów jest różna. Powstają przestrzenie przyelektrodowe w których zachodzą różne reakcje. Przy impulsie prądowym powstaje przy katodzie warstewka uboga w kationy (polaryzacja stężeniowa).

- W siarczanowych (kwaśnych) kąpielach do miedziowania łatwo tworzy się szlam anodowy.

- Anody rozpuszczają się w zasadzie z powstawaniem jonów Cu+2 ale powstają także jony Cu+1

- Jony Cu+1 powstają również w wyniku reakcji miedzi metalicznej z jonami Cu+2.

- Sole miedzi hydrolizują w przestrzeni anodowej do nierozpuszczalnego tlenku miedzi(I) - Cu2O.

- osadzanie miedzi nie musi w całości przebiegać kosztem rozpuszczania anody. Jony Cu+2 są w elektrolicie! Można w XXI wieku próbować wynaleźć kwadratowe koło. Pięćdziesiąt lat temu pewien profesor na egzaminie mawiał do studenta "odkrywcy": Panie, wodę z goowna też da się otrzymać ale się nie opłaca. I tyle w tym temacie. Dziękuję za dyskusje. Pozdrawiam Adam

Proponowane wyżej metody pomiaru za pomoca elektrolizy i ważenia powstałego produktu, to jak armata na komara. Ja proponuje tak jak koledzy kondensator np 4700uF właczony do zasilacza przez opornik 30R. Mierzyć prąd płnnący z zasilacza przez opornik do kondensatora. Inny bardziej wymyślny sposób, to opornik np 1R umieszczony koło termistora i to wszystko zamknięte w styropianie, aby trzymało temperaturę. Puszczamy przez opornik zasilanie modemu i np po kilku minutach mierzymy rezystancję terrmistaora. Po pomiarze termistora morzemy przez opornik puszczać prąd o takiej wartości, aby uzyskać tę samą rezystancje termistora. Zbych

użytkownik AdamS napisał:

Jak obecnie nadaje sie przewodnictwo materialom nieprzewodzacym w galwanotechnice? Np. tworzywom sztucznym?

Piecdziesiat lat temu to nie bylo mnie w planach. Zbedne emocje:)

W dniu 2014-02-01 12:22, jacek pozniak pisze:

Kilkakrotnie przetrenowany, w miarę młody akumulator ma dosyć powtarzalną pojemność, którą łatwo określić jakąś sprytną ładowarką z pomiarem ładunku. Popędzić urządzenie przez jakiś czas a potem tym samym przyrządem określić ile pojemności zostało.

Im dłużej urządzenie popracuje, tym lepiej.

W dniu 2014-02-02 20:22, AdamS pisze:

Opisywany przypadek ma luźny związek z galwanotechniką. Twoje wypowiedzi to również gdybanie, oparte o doświadczenia z galwanizerni, a tu o co innego chodzi.

Wypowiadasz się z taką pewnością jakbyś badał to zjawisko. Chętnie zapoznam się z wynikami. Gdzie mogę je znaleźć?

Jaki to ma wpływ na pomiar, o którym dyskutujemy?

Bez znaczenia w tym przypadku. To nie galwanizernia.

Sorry, ale tu się zapędziłeś. Jaki to ma wpływ na wynik pomiaru?

Bez znaczenia dla pomiaru.

OK. Jony Cu+2 rozładują się na katodzie. W elektrolicie pozostaną niezbilansowane aniony. I co z nimi?

Ależ opłaca się. Tak się to robi na stacjach orbitalnych :-)

JK

:

kilku minut.

tym samym

ecie jest

>