電タバ関連つらつらと・・・

電子タバコとか、VAPEとか言われているアイツについて、適当に書いていく、そんなBlogです。

複数・クラプトンコイル等使用時の温度管理挙動について

こんにちは。

さて今回は。
温度管理モードで、複数のコイルや、一つのコイルでも素性の違う状態のものが混じっているコイルを使うと。
どのようなことが起こるのか。
軽く、シミュレートしてみたいと思います。

いやあ、、、 軽く?。
tcpa

さて。

電子タバコにおける温度管理とは、「温度によって抵抗値が変化しやすい素材」を使い、抵抗値の変化を温度に紐付けて制御していく形態が、一般的です。

温度によって抵抗値が変化する、その係数を近似したものを「TCR」、温度管理係数と言ったりします。
このへん詳しくは、以下参照。
 URL:http://ecig.eucaly.net/archives/1132183.html

まあ今回は、この「TCR」を使って、仮想的に温度と抵抗値を算出し、これまた仮想的に温度管理実装をしてみて、「MODが設定している温度変化」と、「コイルの温度変化」がどう変わっていくのか、エクセルさんでがーっと計算させてみました、とさ。

まず下準備。

上のBlogにある、抵抗値から温度な式と。
tcrshiki1

そこから弄って、温度から抵抗値の式を作ってみます。
tcrshiki2

まあ、ドライバーン計算してもつまらんので。
グリセリンを熱することにしてみましょうか。

グリセリンの比熱は、こんな感じ。
gurihinetsu

 参考:http://www.hakko.co.jp/qa/qakit/html/h01030.htm

温度によって比熱は多少変化するようですが、演算式圧縮のため、「20度」の値、「2.39J/gC」を使うことにします。
これは、「グリセリンを1gを1度上げるのに必要な熱量(J)」を表しています。

材料が揃ったら、演算式の組み立て。
まずはテスト。
tcrkeisan1

検算検算、、、うん、、、うまくいってるっぽいです。

さて次に、演算上の「温度管理MOD」を作ります。
・TCR制御
・プリヒートなど無し!
・0.1秒単位制御
・設定温度以下の場合、定格出力
・設定温度以上の場合、プロテクト出力
にしてみました。

そしてアトマイザーの定義。
適宜放熱を入れ込まないと、温度が上がりっぱなしになっちゃうので。
とりあえず乱暴ですが、「1秒あたり設定度温度リニアに下がる」計算で。

んで、シミュレーション条件。
コイルの直列並列で見てみます。
が、特に直列は、「一つのコイルの中で条件が違う」場合にも、当てはまります。
駐訳として、そんな条件を書いてみます。

1.コイルが直列で、お互いに熱関係が独立している
 *デュアルコイル対応のアトマに、シングルでコイル部分が2つあるようなビルドを行った場合とか

2.コイルが直列で、熱関係を共有している
 *クラプトンコイルなど、コイルの太さが変化する場合とか
 *マイクロコイルビルドしようとして、一部隙間空いちゃったりした場合とか

3.コイルが並列

の3パターンで!。

んで、ビルドや電力、使用線材とかのパラメータは、以下の通りな感じで。
使用線材:Ni200 ( TCR:650 )
合成抵抗の目標値:0.1Ω
コイル数:2個
設定出力:20W
プロテクト出力:1W
設定温度:230度
温めるグリセリンの量:0.02g
温度下降係数:100度
温度単位:摂氏 (C)

そして演算の概要:
・それぞれのコイル温度から、それぞれのコイル抵抗値を算出
・コイルの合成抵抗値から、MODが認識している温度を算出
・温度が設定温度以下なら設定出力を、それ以外ならプロテクト出力を行う
・出力と合成抵抗値から、直列時は電流、並列時は電圧を算出
・個別抵抗値と算出した電流/電圧で、それぞれの抵抗に掛かる電力を算出
・電力を単位時間当たりに掛かったとして、それぞれのコイル温度を算出
て感じです。

そんな条件で、計算用のシートを作ってみました。
tcrkeisan2

まず、直列時0.05Ωが2個、並列時0.2Ωが2個、同じ抵抗がある場合のシミュレート結果。
tcrgkintou
横軸が時間、0.1秒単位
縦軸の左側と、明るい色のグラフが温度
縦軸の右側と、暗い色のグラフが電力です。

まあ同一条件になるらしく、これでは直列並列の違いはありませんでした。
それぞれのコイルの温度と、MODが認識している温度が同一なので、温度プロットは見かけ上1本になりました。
 *重なってます。

では次に、直列で。
0.01Ωの差、つまり抵抗1は0.055Ω、抵抗2は0.045Ωにして、プロットしてみました。

直列、互いのコイル温度に相関性が無い場合
tcrgser1

直列、互いのコイル温度に相関性がある場合
tcrgser2

互いのコイルに温度相関性が無い場合、不均衡になると、MODは温度を高めに認識してしまうようです。
互いのコイルに温度相関性が有る場合、コイル温度に差がつくことがわかります。
今回の条件では、プロテクト時で70度、そこから制御が入るに従い、片側上昇、片側下降していきます。
いずれの場合も、抵抗値が高い方が発熱しています。

並列時はどうでしょう。

差が見えづらかったので、抵抗1を0.21Ω、抵抗2を0.19Ω、差を0.02Ωとしてみました。
tcrgpara
直列時と違い、抵抗値が低い方がより発熱しています。
今回の条件では、リニアに変化しており、約30度の幅をもって安定しているように見えます。

次に、直列温度相関なし、抵抗値同一で。
温度下降係数を弄ってみました。
これは例えば、同じコイルの中でも、グリセリン供給量に差が合ったり、空気の当たり具合の差分があったりして。
「冷え方」に差がある場合のシミュレーションになります。
抵抗1を100、抵抗2を90にしてみました。
tcrgserondo
今回の条件では、温度連動時の直列で、抵抗値に変化がある場合と同じく、コイル温度が設定温度から乖離していくように見えます。

さて考察。

そもそも、条件を弄ると。
「並列時はリニア」「直列時は乖離」方向に値が変化していくことが、グラフから読み取れます。
これは何故か?。

オイラは、直列並列の違いと、TCRによる温度/抵抗値係数の変化が関係しているのかな、と考えています。

コイルにかかる電気は。
直列時は電流が等しく、並列時は電圧が等しくなります。
オームの法則は、「電圧=電流x抵抗」、もしくは「電流=電圧÷抵抗」なので。
直列時は抵抗値が高い程高い電圧が、並列時は抵抗値が低い程高い電流が流れます。
で、温度管理用には、温度係数が高い素材をコイルとして使うので。
抵抗に電力を掛ける、つまり発熱させると、抵抗値が上がります。
抵抗値が上がるので、直列時は抵抗値を掛けている為乖離、並列時は抵抗値を割っているため収斂≒リニアになるのではないか、と考えます。

まあ、こんな感じです。

直列時乖離すること、これが温度管理でイマイチ上手くビルド出来ない場合の、原因の一つかも知れません。

シングルビルドでも、
・マイクロにしたつもりで途中スペース
・コイルの隙間が不均一
・ジュースウェルからの供給の遠さが違い
・コイルへの空気の当たり方の違い
などから、一つのコイルの中で条件が変わること、ままあるかと。

そして、一つのコイルの中で条件が変わる。
それは、「直列に別のコイルがある」ことと同一だとオイラは考えます。

で、コイルの温度傾斜が偏り、更にそれがエンハンスされることで、乖離していき、結果
・コイルのごく一部のみが加熱して抵抗値が上がりすぎ、ほとんど煙が出ない
・コイルの一部が激しく発熱し、コゲが発生する

などの現象が起きるのかと。

古典的な要件ではありますが、
・温度管理のコイルは、シングルでスペースド

そして、
・なるべくコイルを取り巻く環境に偏りが出ないような、「中心」 へのビルド

がキホンとして大切なのかな、と。

もちろんエンハンス/乖離をむしろ積極的に使い、複数沸点のあるリキッドを同時に炊いたりするような状況を作り出すことも、勿論アリかと思います。
というか、無意識にやってるんじゃないかな?。
カンタルとTCRコイルで、温度管理しなくても味わいが異なる!、ての、このあたりに要因が有るのかも知れません。

以上、温度管理の挙動について、でした!。 

バッテリーに関するちょっといじわるクイズ

こんにちは。

さて今回は。
Twitter上で、バッテリーに関するクイズが流れていたので。
コレね: http://vapingape.net/2017/01/test-your-battery-knowledge/


真似して作ってみました。

まあ、やっつけなので、適当ですが・・・。

こちらから、どうぞです。
 URL: https://www.qzzr.com/c/quiz/327334/1ef92dec-5f15-4e57-96c4-64bf9ef0541a

qzrrっていうシステム使ってます。
qzrr_log

以上です。 

Macで安価にeScribe!

こんにちは。
そして、あけまして、おめでとう、ございます。
今年もよろしくお願いします。

さて今回は。
ヤマダの初売りで衝動買いしてしまった、AppleのMacを使って。
Windowsで、更にUSB接続が必要な「eScribe」を動かすことができるのか。
軽く実験してみました。

こんなんね。
DSC_0786

さて。

まあ、衝動買いをカマしてしまったワケですが、相変わらず、味もそっけもない外箱です。
DSC_0777

ちなみに購入したのは、「Macbook Pro late2016 13inch w/ touch bar」という愛称の。
製品名「MNQF2J/A」です。

まあ、、、こいつ使って、evolvのDNAをプログラミングする、「eScribe」が動くか。
やってみましょうかね。

まず下準備。

最近のMacbookは、なんと、見慣れたUSB端子がありません。
「USB C」という新しいコネクタしかついてない、というステキ仕様。
・・・これiPhoneとかに入ってるケーブル使えないじゃんね、どうすんの・・・。

なので、変換アダプタをザシュっと!。
DSC_0787
あきばおーで400円でした。

さて、Windows走らせるやり口ですが。
まあ以下の4つかなと。
1.bootcampでWindowsをセットアップする
2.仮想化ソフト「Parallels Desktop」でWindowsを動かす
3.仮想化ソフト「VMWARE Fusion」でWindowsを動かす
4.仮想化ソフト「VirtualBox」でWindowsを動かす

まあ一番確実なのは、bootcampなのですが。
実は2016年モデルのMacbookは、素敵な罠があります。

どーん。
bootcamp

・・・なんかGPU制御に問題があるらしく、スピーカーからポップノイズが出まくるという現象が起きるとか起きないとか。
そしてDCレベルのノイズなので、スピーカーぶっ壊す、と。
さすがApple、ハンパない・・・。
今はドライバアップデートで改善しているらしいですが、こんな「見えている地雷」踏んでパソコンぶっ壊すのはヤなので、別の手段を講じてみようかと。

つーわけで、2~4。
これは、Macos上にPCを仮想化、というかエミュレートしてWindowsを動かしてしまおう、というお話です。

まあやってみましょうか。
使用したWindowsは「Windows7 Professional sp1 / 64bit」です。
Parallels Desktopで構築し、1月現在までWindowsUpdateした後、VMWAREで使われる「vmdk」なディスクイメージに変換してあります。
各種仮想化ツールは入っている状態です。

下準備!。
1_test

2.Parallels Desktop
 Parallels Desktopは、Mac用PC仮想化ソフトの老舗です。
 現在のバージョンは12、安定性より速度!、機能!、みたいな実装だった記憶がありましたが。
 今はだいぶ落ち着いてて、普通に安定してて高速なようです。
 で、Mac用の機能が豊富なのが魅力。
 但し有料!。

で、まあ。
para_1
特に苦労もなく、動いてしまいました。
DNAをつなぐと、ダイアログが出て、「Macにつなぐ?Windowsにつなぐ?」と聞かれます。
WindowsにつなげばOK。
Parallels Desktopは、「コヒーレンスモード」という、Windowsデスクトップ隠蔽モードがあるので。
こんなふーに、まるでMacのアプリみたいな感じで、使うことができますよ、と。

3.VMWARE Fusion
 VMWAREは、元々様々なプラットフォームに対応したPC仮想化ソフトの老舗。
 高級品だと、複数のサーバにまたがった冗長性のある仮想化とかもできて。
 まあ、「クラウド」の一端を担っています。
 その分、Mac独自のなんたらには弱かった印象だったのですが。
 まあこれも歴史的経緯、今は高速に安定動作するようです。
 ただし有料!。

で、まあ。
vm_2
まあこいつサクっと動きました。

DNAさすと、Parallelsと同じように、接続先を聞いてきます。
vm_1

4.VirtualBox
 もともと商用ソフトだったのですが、Sunが買収→現在はOracleが開発している仮想化ソフト。
 今はGPL準拠のOSSとして運用されてるみたい。
 OSSなので、無料で入手できますよ。

で。
これは、ちょっと癖があります。

まず、DNAをつないだ状態で、設定→ポート→USBを開き、USBフィルタを定義します。
vb_1

フィルタ定義したままだと動かないので、フィルタから「メーカー」「製品名」「シリアルNo.」を空欄にして取り除きます。
vb_2

するとまあ、つながります。
vb_3

まあ、ここまでは、一般的なやり口。
ぶっちゃけ、どの構成でも、ネックなのは「OSのコスト」です。
Windowsは無料ソフトではありません。
なので、ライセンスが必要なのですが。
最低でも15000円くらいします。
なので、1万以内で投げ売られてる、Windows搭載のタブレットや、スティックPCを使った方が。
安上りだったりするのです。

なので、OS含めて無料でイケるやり口を、模索してみました。

まず、「ReactOS」。
 ReactOSは、WindowsのAPIを独自開発する「WINE」というプロジェクトと、ドライバなど下回りを独自開発する「ReactOS」というプロジェクトの、複合的なOSです。
 Microsoft関係無くWindowsのソフトを1から動かしてしまおう、という野心的な!。

これでeScribeが動いたら最高なのですが。

Virtualbox上に、ReactOSをセットアップして、遊んでみました。

まあセットアップは出来ます。
react_3

途中「.NET framework」を求められます。
react_2
文字化け地獄。

んで、まあ、、、起動しません!。
react_5

一応.NET Frameworkのオープンソース環境「MONO」も突っ込んでみたのですが、状況は変わりませんでした。
react_4

・・・では、あくまで常用しない、「DNAの接続テスト」としての運用は?。
Microsoftの評価用OSが使えるか、試してみました。

使ったOSは、「Windows Server 2016」。
ws_1
ISOファイルをダウンロードし、VirtualBox上に展開してみました。

ちなみに、評価期間が設定されており、180日を過ぎると、1時間でシャットダウンします。
ws_2

但し、OSの再インストールを行うと、期間は復活します。
ライセンスキーなどもありません。
 #いわゆるMAK管理。

Windows Server 2016は。
Windows10ベースの、サーバOSです。
Windows10に比べて
 ・サーバ系ソフトが搭載されているが、明示的にインストールしない限り、入らない
 ・ユーザーを楽しませる系のソフトが一切入っていない
 ・パスワードの複雑さなど、ちと厳しい
 ・ウイルス対策ソフトとか入ってないので、運用は注意!
 ・画面がちともっさり (これはバックグラウンドサービスが優先されてるからで、なんか重い処理が走ってるからではありません)
 ・買うと高い!(軽く10万コース)
 ・普通のソフトは、あまり動作保証してくれてない

特徴があります、まあ、eScribeも動作保証ないのですが、やってみましょうか。

仮想化ソフトはVirtualBoxを使用。
DNAつないだ後、上の方にある「USBフィルタのおまじない」を入れてあります。

メモリ2GB、CPU1個、HDD20GBでセットアップ開始。
ws_3

OS選択画面では、「Windows Server 2016 Standard Evaluation(デスクトップ エクスペリエンス)」を選びましょう。
ws_4
「デスクトップエクスペリエンス」無しでセットアップすると、「Server Coreセットアップ」となり、起動してもコマンドプロンプトがポツンと表示されるだけの、大変寂しい画面になっちゃいます。

セットアップ自体は、10分くらいで終わります。
ws_5

パスワード設定したら、もうデスクトップ画面。
ws_6
Windows Serverは起動時、「サーバマネージャ」が起動しますが。
黙って右上の「×」押せば、あとは普通のデスクトップが現れます。

ですが最初に、サーバマネージャでちょっとした作業をすると、今回の目的には使いやすくなります。
サーバマネージャ→ローカルサーバ→IEセキュリティ強化の構成を、「オフ」にします。
ws_7
このおまじない入れないと、現代的なサイトの閲覧は出来ないわ、ファイルダウンロードできないわで、結構大変なので。
あ、サーバ運用時はONにしとくこと!。
つまり、「不用意にIEでページ閲覧してウイルス感染!」を、強力な手段で防止する策なのです。

おまじないしたら、Googleもevolvサイトも開くので、Escribeをダウンロード。
ws_8

セットアップ、ドライバもバッチリ入ります。
ws_9

んで、接続できました!、と。
ws_a

まあ評価版OSは、あくまで評価用!、たまに動かして接続テストしつつプログラミング用途には使えますが。
ガッツリアプリ入れてWindowsを動かしまくるのは、ご法度です、ご注意を!。
・・・まあ、180日経っても、Escribe動かすのに1時間もかからんと思うので、実質使い続けるとが出来るかと。

以上、MacでeScribeでした。

しっかし、、、Mac買って3日目なのに、こんな状況て、、、なんかおかしいな・・・。
2_work

まあ、オイラは。
平行してやってた、某ゲームの動作状況も加味して。
Parallels Desktopメインで、VirtualBoxを予備に入れておく運用でいこうかなと。
dqwork
無事動いたしね!。

以上です。
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