ATV Messmethode Wirkungsgrad/Akkulaufzeit

In diesem Beitrag zeige ich wie jedermann die Akkulaufzeit, bzw den Wirkungsgrad, von verschiedenen Dampf-Setups ermitteln kann. Das tolle ist das man dafür weder ein Oszilloskop noch ein Multimeter benötigt, sondern lediglich eine Spritze! 🙂

Einige Beispiele was man mit der Methode beantworten kann:

(Durchgestrichene sind inzwischen beantwortet):

  • Verdampft Verdampfer A mehr als Verdampfer B?
  • Hat ein Kombi-Akku die versprochene Kapazität? iStick TC40W?
  • Produziert Wicklungsart A mehr Dampf als Wicklungsart B? Wieviel?
  • Wie wirkt sich Leistung (Watt) auf die Akkulaufzeit aus?


Inhalt

Falls bei den Begriffen im Beitrag Fragezeichen über'm Haupthaar aufplöppen: Abkürzungen & Begriffe

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Mehr Fragen…
  • Wieviel länger hält Akku A im Vergleich zu Akku B in der Praxis tatsächlich?
  • Subohm könnte bei elektronisch geregelten ATs in Bezug auf die Akkulaufzeit vorteilhaft sein: Wieviel Prozent Strom kann der Spannungsbooster eines geregelten AT fressen?
    Vergleiche eine 0,3 Ohm Wicklung mit einer 3 Ohm Wicklung…
  • Wieviel Akkulaufzeit bringt mechanisches Dampfen im Vergleich zum elektronisch geregelten? (Oder: Wieviel Prozent Strom frisst die Elektronik eines geregelten AT? Das wird vermutlich extrem vom Wicklungswiderstand abhängen, siehe Frage darüber. Bei einem Vergleich müsste man evtl. so vergleichen das der geregelte AT über die gesamte Akkuentladung keinen Spannungsboost machen muss, also sehr niederohmig wickeln.)
  • Wie ist der Unterschied zwischen einem einzelner Akku vs. Stacking/Parallel?
    (1 Akku am Ampere-Limit (Hitze) vs. 2 Akkus die sich die Leistung teilen und kühl bleiben)
  • Wie wirkt sich die Liquid-Zusammensetzung (PG/VG/Wasser) aus?
  • Wie wirkt sich starker/schwacher Luftzug aus (Backe-/Lunge-direkt)?
  • Alte, verkrustete Wicklung gegen neue Wicklung?
  • Wieviel bringt Gewinde/Kontakte schrubben beim Akkuträger? Doch lieber Fenster putzen? 😉
  • Lädt ein „echtes“ Ladegerät besser als die interne Ladeelektronik einer Box? Ich las neulich (nicht zum ersten mal) das man bei Problemen mit der Akkulaufzeit doch ein „richtiges“ Ladegerät verwenden solle. Entschuldigung, aber das ist ganz klar Voodoo, das brauche ich gar nicht zu testen. Wenn nicht ein echter Defekt vorliegt, dann lädt jede Ladeelektronik einer Box den Akku bis auf 4,15 – 4,20 Volt auf, und dann ist der genauso voll wie mit jedem anderen Ladegerät auch. Ein Unterschied wäre nur denkbar wenn die Ladeelektronik gegen Ende nicht korrekt arbeitet – stumpf bei vollem Strom bis 4,2 lädt und dann gleich abschaltet (kein cc/cv Verfahren). Ich hab noch nie ein Gerät gesehen das so arbeitet.
  • Landet mehr Energie im Akku wenn man ihn langsamer lädt? Nicht völlig frei von Zweifeln bin ich bei dieser Frage, ob es einen Effekt einer besseren Elektronen-„Sättigung“ in der Akkuchemie geben könnte, wenn er sehr langsam geladen wird.
  • Wie groß sind die Unterschiede beim Stromverbrauch verschiedener Akkuträger?
  • Wieviel Prozent der Akkukapazität verliert man durch die hohe Abschaltspannung im iStick TC60W?
  • Ist es unter Umständen günstiger einen Akku mit mehr A statt mAh zu nehmen… Zum Beispiel ein HG2 gegen einen VTC5A, bei 40 Watt…

ATV

Die Methode um die Wirkungsgrade von Dampf-Komponenten zu vergleichen habe ich „ATV“ getauft, was „Able TVape“ abkürzt. Mit dieser Methode messe ich wieviel Milliliter Liquid pro Akkuladung verdampft werden können. Ein praxisrelevanteren Wert gibt es wohl nicht. 🙂
Über Vergleichsmessungen lassen sich alle möglichen Fragen beantworten. Nicht mit wissenschaftlicher Höchstpräzision, aber ausreichend genau. Es gibt manchmal Ausreisser von 5%, die sich bei Bedarf auch noch glätten lassen wenn man ein Setup zB 2-3 mal nacheinander misst.

Im Gegensatz zu Aussagen wie „Mein Akku hält 2 Tage“, oder „Ich hab das Gefühl das XYZ besser dampft“ bekommt man hier etwas wesentlich handfesteres. 🙂

Ablauf eines Messdurchgangs

  1. Verdampfer randvoll füllen.
  2. Eine Spritze randvoll füllen.
  3. Akku leer dampfen.
    Sollte der Verdampfer vor dem Akku leer werden füllt man immer aus der Spritze nach.
  4. Wenn der Akku leer ist füllt man aus der Spritze den Verdampfer wieder randvoll.
  5. Auf der Spritze kann man nun genau ablesen wieviel Milliliter man herausgedrückt hat.
Klick: Testprotokoll...

Testprotokoll Vorlage

Akkuträger:
Akku:
Ladezyklen, grob:
Verdampfer:
Wicklung:
Wicklungswiderstand:
Liquid-Zusammensetzung:
Leistung:
Zugverhalten:
Milliliter verdampft:

Testprotokoll Beispiel

Akkuträger: zB „Vaporesso Armour Pro“
Akku: Sony VTC5A
Ladezyklen: Ca. 30x vollständig entladen/geladen”, oder “Neu”
Verdampfer: Skyline, mit 3er Luftdüse
Wicklung: „0,30 Kanthal 7 Windungen auf 2,5 mm, normal gewickelt.“
Oder „Verdampferkopf XYZ“.
Wicklungswiderstand: 1,5 Ohm
Liquid: PG:55% / VG:35% / Wasser:10%
Leistung: 10 Watt
Zugverhalten: z.B. “Ich drücke die Feuertaste eine Sekunde vor Zugbeginn, lasse sie eine Sekunde vor Zugende los. Zugdauer gesamt ca. 5-6 Sekunden.
Milliliter verdampft: 5,3 ml

Tipps zur Messung

  • Zwischen den Vergleichsmessungen darf ausschließlich nur diejenige Komponente ausgetauscht werden die man messen möchte. ALLES andere muss genau dasselbe sein! Nicht vom gleichen Typ, sondern wirklich dasselbe! 🙂

Beispiel Wicklungen vergleichen:

  • Akkus des gleichen Typs:
    • Serienstreuung bei Akkus bewirken immer eine unterschiedliche Kapazität.
    • Akkus sind unterschiedlich gealtert, haben daher unterschiedliche Kapazitäten.
    • Unterschiedlicher Verschmutzungsgrad den Kontakte = Übergangswiderstände = Leistungsverlust.
  • Akkuträger des gleichen Typs:
    • Serienstreuung der Bauteile in Akkuträgern. Zum Beispiel: Akkuträger A wird immer einen anderen Widerstand messen als Akkuträger B, und somit ist die erzeugte Leistung nie gleich.
    • Die Akkuträger können unterschiedliche Revisionen haben und sich daher unterschiedlich verhalten.
    • Unterschiedlicher Verschmutzungsgrad der Akkukontakte = Übergangswiderstände = Leistungsverlust.
    • Unterschiedlicher Verschmutzungsgrad des Gewindes & Pluspols = Übergangswiderstände = Leistungsverlust.
  • Verdampfer des gleichen Typs:
    • Unterschiedliche Übergangswiderstände durch Verschmutzungen / Abbrand am 510-Gewinde & Pluspol, Drahtbefestigung.
    • Unterschiedliche Übergangswiderstände in der Stromführung innerhalb des Verdampfers.

Will man hingegen zwei unterschiedliche Akkuträger vergleichen, dann immer nur mit dem selben Akku, dem selben Verdampfer, und der selben Wicklung.

Will man unterschiedliche Akkus vergleichen, dann …. is klar nech?
Rund um das zu testende Objekt müssen alle Komponenten immer die selben sein.

  • Viele Tests (zB Wicklungen vergleichen) lassen sich beschleunigen wenn man einen Akku nimmt der möglichst wenig Kapazität hat. Ich habe für diesen Zweck Sony Konion VTC3, welche nur 1600 mAh haben. Das der 30 Ampere Strombelastbarkeit hat ist ebenfalls positiv, wenn man zB bei Wicklungen die Auswirkungen von wenig/viel Watt austesten möchte (Akkus haben bei hoher Stromentnahme immer weniger Kapazität). Ein Akku mit hoher Amperebelastbarkeit verfälscht das Ergebnis weniger.
  • Die Evic VTC Mini werde ich von jetzt an für alle Tests verwenden. Sie kann die Gesamtzugzeit einer Akkuladung in Sekunden protokollieren sowie die Zuganzahl. Nicht zwingend nötig, aber doch nette Zusatzinfos.

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Einwände, bitte hier lang

Mir ist vollkommen klar das diese Methode auch ihre Grenzen und Schwächen hat. Man kann damit nicht mit einem Schlag alle Fragen des Dampfens oder zu Geräten beantworten. Man kann auch keine absoluten Angaben zum Wirkungsgrad machen – aber relative zueinander. Und das reicht vollkommen um zu allgemein gültigen Aussagen kommen.
Und da irgend eins der getesteten Setups zwangsläufig das beste sein wird (siehe unten „Referenz-Setup“) lassen sich alle anderen an dieser Referenz messen. Das Setup mit dem besten Wirkungsgrad von allen bekommt sozusagen das Prädikat „100% effizient“ – und alles andere lässt sich daran in absoluten Prozentzahlen vergleichen.

Es muss auch nicht immer eine große Testreihe gemacht werden. Man kann auch kleine Detailfragen beantworten – zB die Frage ob Microcoils gegen spaced Coils einen besseren Wirkungsgrad haben. Microcoils sind kompakter, verlieren möglicherweise weniger Wärme – aber können sie das auch in Dampf umsetzen?

Am Ende verdichtet sich ein Bild welche Komponenten aus den verschiedenen Kategorien die Gurken, und welche die besseren sind.
Für eGo/Spinner/Twist Akkus habe ich das früher schon mal gemacht und konnte so feststellen das es sehr gute Clone gibt, aber auch ein paar Gurken…

Faktoren

Erstmal wäre es wichtig herauszufinden welche Faktoren tatsächlich den Wirkungsgrad beeinflussen. Denn wenn man weiß was Einfluss hat und was nicht kann man auch die Testerei vereinfachen, bzw die Ergebnisse verschiedener Setups breiter vergleichbar machen.

Wenn zB die Liquidzusammensetzung völlig egal sein sollte dann braucht sie auch nicht im Testprotokoll festgehalten werden, zumal sie bei Fertigliquids ja auch nicht unbedingt bekannt ist.

Plan:

  • Drahtstärken (kein Einfluss, sofern einigermaßen im sweet spot)
  • Watt (kein Einfluss, sofern einigermaßen im sweet spot)
  • Liquidzusammensetzung?
  • Zugtechnik, viele kurze Züge vs wenig lange Züge?
  • Zugtechnik, Backe/Lunge (kein Einfluss)

Referenz-Setup

Mein bisheriger Wirkungsgrad-Rekord „Absolut meiste Milliliter pro 18650 Akkuladung“ liegt bei 15,9 Milliliter, mit diesem Setup:

  • SMPL mech Mod + LG INR 18650 MH1 3200 mAh (21 Ladezyklen alt)
  • SubTank Mini RBA + 5×0,15 Titan-Drill 0.73Ω
  • 61 PG / 33 VG / 6 Wasser

mAh-Score: Benötigt nur 201 mAh um einen Milliliter zu verdampfen (die Werks-mAh-Angabe als Grundlage genommen), ebenfalls Rekord.
Umgerechnet auf Wh (Wattstunden, womit ich mittlerweile messe): Nur 0,73 Wh wurden benötigt um einen Milliliter zu verdampfern, oder andersrum: Pro Wh wurden 1,37 ml Liquid verdampft.

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