Pobór prądu przez aparat fotograficzny

[kazwita]

Witam.

Niedawno powstały wątek D300s - bateria stosunkowo szybko się rozładowuje (http://forum.nikoniarze.pl/showthread.php?t=174627) zachęcił mnie do bliższego przyjrzenia się poborowi prądu przez cyfrowe lustrzanki Nikona.

Zacząłem od doboru odpowiedniego sprzętu pomiarowego. Zwykły miernik uniwersalny odpadł w przedbiegach, gdyż sprawdza się jedynie w pomiarach statycznych. Do zarejestrowania szybkich zmian natężenia prądu użyłem miernika laboratoryjnego RIGOL DM3052 (rys. 1). To maleństwo może dokonywać pomiarów w tempie nawet 50 tysięcy na sekundę i co najważniejsze, ich wyniki przesyła do komputera PC.


https://forum.nikoniarze.pl//brak.gif
źródło (http://img705.imageshack.us/img705/486/foto004ac.jpg)
Rys. 1. Miernik RIGOL DM3052


Następnie musiałem nieco pogłówkować jak podłączyć ów miernik szeregowo z akumulatorem w obwód zasilania aparatu. Na wszelki wypadek zabawę rozpocząłem od D60 z kitowym obiektywem (N18-55VR). Do poprawnego działania aparatu koniecznie trzeba podłączyć wszystkie 3 styki akumulatora, niestety sam + i - to zbyt mało. Obawiałem się nieco kombinować z jakimiś krokodylkami aby nie uszkodzić styków w aparacie. Postanowiłem wykonać coś w rodzaju wkładanego do aparatu fantomu akumulatora, który będzie podłączony do oryginalnego akumulatorka na przewodach. Zastępca akumulatora (rys. 2) został wykonany z kawałka tworzywa sztucznego, blaszek, przewodów i (jakżeby inaczej) taśmy klejącej.


https://forum.nikoniarze.pl//brak.gif
źródło (http://img689.imageshack.us/img689/4083/foto001qo.jpg)
Rys. 2. Wtyczka zasilająca aparat


Przewody zasilające podłączyłem do akumulatora korzystając z ładowarki (rys. 3). Dzięki wbudowanym prowadnicom łatwiej było docisnąć przewody do właściwych styków. Tu również nie obyło się bez pomocy taśmy klejącej.


https://forum.nikoniarze.pl//brak.gif
źródło (http://img859.imageshack.us/img859/4416/foto002c.jpg)
Rys. 3. Podłączenie akumulatora do miernika i wtyczki zasilającej aparat


Dzięki zastosowaniu zwykłej gumki do ołówka wtyczka została zablokowana w komorze akumulatora (rys. 4). Takie rozwiązanie okazało się wystarczające do moich celów.


https://forum.nikoniarze.pl//brak.gif
źródło (http://img577.imageshack.us/img577/280/foto003hl.jpg)
Rys. 4. Sposób mocowania wtyczki zasilającej aparat


Uff, po skompletowaniu sprzętu mogłem się zabrać za pomiary. Na pierwszy ogień poszedł pobór prądu przy wyłączonym aparacie. W tym przypadku aparat pobiera Iz = 0,134 mA, czyli bardzo malutko. Teoretycznie pełny akumulator o pojemności 1000 mAh wystarczy na 312 dni (bez uwzględnienia zjawiska samorozładowania). Co ciekawe, załączony D60 w trybie czuwania pobiera jeszcze mniej prądu, bo tylko 0,122 mA! Czyli w teorii może tak leżeć załączony 343 dni. To, że załączony aparat w stanie czuwania pobiera mniej energii niż wyłączony było dla mnie nie lada zaskoczeniem, więc pomiary powtórzyłem kilkukrotnie, zawsze otrzymując podobne rezultaty.

Skoro położenie wyłącznika praktycznie nie wpływa na konsumpcję energii przez sprzęt przyszła pora, aby zobaczyć co dzieje się podczas włączania i wyłączania aparatu. Częstotliwość próbkowania miernika ustawiłem na 1000 pomiarów na sekundę, następnie uruchomiłem pomiary i po kilku sekundach załączyłem aparat. Jak można się przekonać na rysunku 5 pobór prądu sięga 300 mA. Po około dziewięciu sekundach od załączenia sprzętu zgasł ekran LCD i aparat wszedł w tryb uśpienia. Jednorazowe załączenie zużywa z akumulatora ładunek równy Qon = 0,338 mAh, czyli ok. 0,338 promila całkowitej pojemności.


https://forum.nikoniarze.pl//brak.gif
źródło (http://img692.imageshack.us/img692/6421/d60on.png)
Rys. 5. Pobór prądu podczas załączania aparatu


Rysunek 6 pozwala zorientować się w poborze prądu podczas wyłączania D60'tki. Mam załączone czyszczenie matrycy przy wyłączaniu aparatu, więc pobór prądu był całkiem spory. Przez około dwie sekundy sprzęcisko wysysa z akumulatora dobrze ponad 1 A, zubażając akumulator o 0,287 mAh. Sumarycznie jeden cykl załącz-wyłącz zabiera 0,625 mAh, czyli akumulator nie wytrzyma 1600 włączeń i wyłączeń D60. Niby więc nie ma o co kruszyć kopii, ale zauważcie, że tą samą ilość energii zużyjemy zostawiając aparat załączony przez ponad 5 godzin (lub wyłączony przez ponad 4,5 h)! Stąd nasuwa się jeden wniosek: nie pstrykać niepotrzebnie wyłącznikiem, lepiej niech aparat leży sobie załączony.


https://forum.nikoniarze.pl//brak.gif
źródło (http://img834.imageshack.us/img834/8289/d600ff.png)
Rys. 6. Pobór prądu podczas wyłączania aparatu

To jeszcze pozostało zobaczyć, jaka jest konsumpcja prądu podczas wykonywania zdjęć (rys. 7). Postanowiłem wybrać najbardziej energochłonny wariant, więc załączyłem układ VR.


https://forum.nikoniarze.pl//brak.gif
źródło (http://img163.imageshack.us/img163/1561/d60shoot.png)
Rys. 7. Pobór prądu podczas wykonywania fotografii

Za pierwszy pik na wykresie (0,7 A) odpowiada prawdopodobnie praca napędu AF, natomiast napęd lustra i migawka potrafią już pociągnąć ponad 2,5 A. Wartości chwilowe prądu mogą nawet dochodzić do 3,5 A, czego nie widać na uśrednionym wykresie. Po kilkunastu sekundach sprzęt wraca do trybu czuwania. Jedno zdjęcie zabiera z akumulatora ok. 1,3 mAh, czyli teoretycznie energii wystarcza na 766 fotek.

Jak będę miał chwilę czasu, to może uda mi się poznęcać nad D90 i D300.

Pozdrawiam.

[jackrabbit]

brawo!

[darkmajin]

ciekawe, czekam na inne modele fajnie wiedzieć takie rzeczy chociaż do niczego to nie potrzebne, dzięki za test podziwiam za chęci ;)

[swider]

[…] fajnie wiedzieć takie rzeczy chociaż do niczego to nie potrzebne […]
Czyli jak rozumiem pointa w postaci konkretnego wniosku:

nie pstrykać niepotrzebnie wyłącznikiem, lepiej niech aparat leży sobie załączony.
jest do niczego nie potrzebna?

Kaziu, kupę bardzo dobrej, a przede wszystkim przydatnej roboty. Gratuluję.

[c-man]

Super sprawa :)

[velaskez]

Ja jako student polibudy cenię sobie wykresiki :D Super sprawa.

[mordorr]

Fajny pomiar, tylko osi X jakby miala nie ten rzad wielkosci ;)
obstawiam, ze nawet D60 nie robi zdjecia przez 16s i nie wlacza sie w sekundach ;)

[swider]

Ja jako student polibudy cenię sobie wykresiki :D
To od razu powinieneś zauważyć, że jednostki powinny być w kwadratowych nawiasach. :mrgreen: Ale nie czepiamy się bo o małostkowość to zahacza, a facet się napracował.

[kazwita]

Fajny pomiar, tylko osi X jakby miala nie ten rzad wielkosci ;)
obstawiam, ze nawet D60 nie robi zdjecia przez 16s i nie wlacza sie w sekundach ;)

Czas na osi x jest przedstawiony prawidłowo. Włączenie aparatu jest szybkie, ale LCD świeci przez ok. 9 s (rys. 5 -- do 12 sekundy). Oczywiście w tym czasie można już robić zdjęcia. Aha, oczywiście przebiegi czasowe nie są synchronizowanie z wyłącznikiem, więc tu tak naprawdę załączanie zaczęło się tuż przed czwartą sekundą pomiarów.
Po wykonaniu zdjęcia aparat wyświetla jego podgląd, co trwa około 12 sekund. W tym czasie jest załączony LCD, który pobiera ponad 200 mA. Nawet bez podglądu D60 świeci ekranikiem, bo pokazuje parametry ekspozycji. Tu powinna wyjść poważna zaleta sprzętu z dodatkowym LCD.


To od razu powinieneś zauważyć, że jednostki powinny być w kwadratowych nawiasach. :mrgreen: Ale nie czepiamy się bo o małostkowość to zahacza, a facet się napracował.

Oj, nie raz mnie recenzent zjechał za próby wpisywania jednostek w kwadratowych nawiasach. Te normy ponoć przestały obowiązywać jakiś czas temu. Według niego ma być po przecinku i bez nawiasu, inaczej w tekstach artykułów jest czerwono. Tak powstał u mnie „odruch Pawłowa” i wpisuję jednostki bez nawiasów. :D
W sumie to muszę poszperać w normach i sprawdzić z pierwszej ręki jak powinno być.

[swider]

Oj, nie raz mnie recenzent zjechał za próby wpisywania jednostek w kwadratowych nawiasach. Te normy ponoć przestały obowiązywać jakiś czas temu. Według niego ma być po przecinku i bez nawiasu, inaczej w tekstach artykułów jest czerwono. Tak powstał u mnie „odruch Pawłowa” i wpisuję jednostki bez nawiasów. :D
W sumie to muszę poszperać w normach i sprawdzić z pierwszej ręki jak powinno być.
To sprawdź koniecznie (ja tez postaram się poszukać) -- sam jestem bardzo ciekaw, bo mnie z kolei zawsze kreślono wszelkie sprawozdania, jak jednostki nie były wpisane w nawias. :)

[jackrabbit]

To sprawdź koniecznie (ja tez postaram się poszukać) -- sam jestem bardzo ciekaw, bo mnie z kolei zawsze kreślono wszelkie sprawozdania, jak jednostki nie były wpisane w nawias. :)

ja nigdy nie pisalem jednostek i mi zawsze punkty za to odejmowali :mrgreen:

[swider]

ja nigdy nie pisalem jednostek i mi zawsze punkty za to odejmowali :mrgreen:
Tak, tak… nie jesteś wyjątkowy w tym względzie. :D

Co do nawiasów… Na szybko sprawdzając, wg. prof. Pawluka dopuszczalna (to ważne -- dopuszczalna, nie obligatoryjna) jest forma pisania jednostek w nawiasach kwadratowych w trzech wypadkach (cytuję):

– w tabelach, w nagłówku kolumny, w której wpisane są wartości wyrażone w danej jednostce miary,
– na wykresach, do oznaczenia jednostki miary wielkości występującej na danej osi,
– po wzorach matematycznych, z których nie wynika, w jakiej jednostce miary wystąpi wartość liczbowa wyliczona danym wzorem […]

Choć, jak pisze pan prof.: Międzynarodowe normy edytorskie: ani IEC, ani ISO nie przewidują takiego zapisu.

Niestety do źródła nie sięgnę bo wszyscy wiemy jak jest z dostępnością tekstów PN, a obecnie na uczelni nie bywam, więc liczymy na Kazia. :)

[coach_lodz]

no naprawdę dobra robota... ja pstrykałem cały czas on/off to teraz spróbuję się oduczyć... no chyba, że pomęczysz D90 i wyjdzie co innego ;)

[darko]

Dobra robota.
Mam za to pytanie czy sprawdzałeś pobór prądu przy wyłączaniu ale bez włączonego czyszczenia matrycy?
Z tego co czytałem to przy każdym załączeniu aparatu ładowane są kondensatory (ale na wykresie jak by tego nie było widać) natomiast przy wyłączaniu energia ta jest tracona.
Najbardziej zaskoczyło mnie to że włączony aparat pobiera mniej prądu niż wyłączony

[mordorr]

Czas na osi x jest przedstawiony prawidłowo. Włączenie aparatu jest szybkie, ale LCD świeci przez ok. 9 s (rys. 5 -- do 12 sekundy). Oczywiście w tym czasie można już robić zdjęcia. Aha, oczywiście przebiegi czasowe nie są synchronizowanie z wyłącznikiem, więc tu tak naprawdę załączanie zaczęło się tuż przed czwartą sekundą pomiarów.
Po wykonaniu zdjęcia aparat wyświetla jego podgląd, co trwa około 12 sekund. W tym czasie jest załączony LCD, który pobiera ponad 200 mA. Nawet bez podglądu D60 świeci ekranikiem, bo pokazuje parametry ekspozycji. Tu powinna wyjść poważna zaleta sprzętu z dodatkowym LCD.




oo :)

I ja juz teraz w ogole nie bede sie czepial :) opisales procedure testowa i to jest OK - teraz wszystko rozumiem:)

co do jednostek - zalezy od fetyszyzmu :) wg mnie najwazniejsze jest, zeby jednostka byla.
w mojej pracy dyplomowej nie pisalem nawiasow kwadratowych, tylko tak jak powyzej na wykresach - po przecinku. Nikt nie mial zadnych zastrzezen :)

[petelski]

Chylę czoło i dziękuję :) Jako dwusystemowiec ciekawi mnie jak w w tych sprawach zachowuje się Canon :)
pozdŸówka

[jackrabbit]

ja pstrykam wlacznikiem z jednego powodu, juz pare razy cos mi sie przestawilo i pozniej sie dziwilem czemu zdjecia nie wychodza :)

[puciek]

Jakbyś mógł jeszcze dodać test przy AF-S, VR i lampie błyskowej, to byłoby już w ogóle cacuś.

[kazwita]

Jakbyś mógł jeszcze dodać test przy AF-S, VR i lampie błyskowej, to byłoby już w ogóle cacuś.

Muszę tylko opracować spójną procedurę testową. Zastanawiam się też jednak nad skombinowaniem i rozpruciem padniętych akumulatorów EN-EL9 oraz EN-EL3e by zrobić z nich wtyczki zasilające aparaty. Nie bardzo mi się uśmiecha perspektywa uwalenia styków w body przez zbyt mocne dociśnięcie tej mojej samoróbki z rys. 2. Chyba będę musiał dać swój pierwszy anons na naszej giełdzie.

[Sapphiron]

kazwita genialny test! Zaznaczam temat i zapisuję sobie wykresy dla potomności :)

[Grzybu]

Super test. Kiedyś chodziło mi po głowie żeby to sprawdzić, ale zbyt leniwy jestem chyba ;)
Teraz już nie muszę.


Dobra robota.
Mam za to pytanie czy sprawdzałeś pobór prądu przy wyłączaniu ale bez włączonego czyszczenia matrycy?
Z tego co czytałem to przy każdym załączeniu aparatu ładowane są kondensatory (ale na wykresie jak by tego nie było widać) natomiast przy wyłączaniu energia ta jest tracona.
Najbardziej zaskoczyło mnie to że włączony aparat pobiera mniej prądu niż wyłączony
Jeśli chodzi Ci o prawo komutacji, to przy kondensatorach napięcie nie może zmienić się skokowo, a nie prąd, dlatego nie zobaczysz tego na wykresie.
Poza tym taki aparat to trochę bardziej skomplikowany układ niż obwód RC. Inna sprawa też, że taki aparat nie potrzebuje dużych pojemności jak np lampa i można po prostu tego nie zauważyć na wykresie z takimi czasami.

[darko]

Jeśli chodzi Ci o prawo komutacji, to przy kondensatorach napięcie nie może zmienić się skokowo, a nie prąd, dlatego nie zobaczysz tego na wykresie.
Poza tym taki aparat to trochę bardziej skomplikowany układ niż obwód RC. Inna sprawa też, że taki aparat nie potrzebuje dużych pojemności jak np lampa i można po prostu tego nie zauważyć na wykresie z takimi czasami.
Być może masz i racje, nie jestem elektronikiem, do tego przy takim teście ciężko to sprawdzić, trzeba by wyeliminować inne pobory prądu. Ale i tak dzięki dla Kazika że się z nami podzielił wykresikami :)