Configurazioni serie, configurazioni parallele

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Lo svapo è un mondo particolare,
un mondo in cui l’alternativa a “serie” non è “scherzose”, bensì “parallele”.

Possiamo parlare di batterie, oppure di resistenze, ci saranno sempre quelle serie e quelle che non sono serie 😀

Ho pensato di scriverne perchè c’è un po’ di confusione su questo discorso.

Ad esempio, è vero che le box in serie “spingono di brutto”?
Quelle in parallelo invece stanno ferme e non spingono?
O forse dipende dal caso?
E le resistenze, di solito le facciamo in serie o in parallelo?
Cambia in effetti qualcosa, o sono solo menate concettuali da “professorone”?

Provo a fare un po’ di chiarezza, senza ovviamente infognarmi in discorsi troppo tecnici, anzi “tennici“, giusto per smentire un po’ di voci di corridoio che ogni tanto leggo.

Ah, dimenticavo: BUON ANNO EH! : D (anche se ormai siamo a due terzi di gennaio )

BUON ANNO!!! FESTEGGIAMO SPIEGANDO QUESTO BEL CIRCUITO!!

Ok, e dopo la traumatica immagine di questo BELLISSIMO circuitino, passiamo alla spiegazione vera 😉

Vado via dritto con la versione riassunta e abbreviata, la solita “Too long; didn’t read” 

VERSIONE TL;DR

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Le batterie in serie vi danno volt doppi, quelle in parallelo ampere doppi.
Se usate dispositivi circuitati non vi cambia niente saperlo.

Se invece usate dispositivi meccanici, le batterie in serie sono una rogna,
quelle in parallelo una figata.
Comunque, vi ho messo una tabellina riassuntiva per non farvi saltare le mani.

Serie o parallelo che sia, non fatevi imbrogliare sul conto dell’autonomia.

La Hammer Of God è serie+parallelo, ma lasciate stare, che è meglio.
Più giù c’è il video di Ignoranz sulla Hammer Of God che ve la spiega.

Le resistenze in parallelo sono quelle che si fanno sempre,
quelle in serie non si fanno mai, anche perchè hanno poco senso.

Nelle dual coil in parallelo, se sono uguali, gli ohm finali sono la metà della singola coil.
Nelle resistenze in serie, gli ohm finali sono la somma dei singoli.

Il filo parallel è una bella storia.

Qua e là troverete le foto di alcune vaperesse.

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Bien, partiamo ora con la spiegazione lunga, dove ve la racconto.

Sappiamo che nei nostri dispositivi possono esserci una o più batterie, fin qui non credo ci siano dubbi.
Che siano rimovibili o meno non cambia, ma per andare meglio, userò come esempio i dispositivi con batterie 18650 rimovibili, che direi sono la maggior parte sul mercato.

Se c’è UNA batteria il discorso si chiude qui e potete fare a meno di leggere,
perchè serie e parallelo riguardano il collegamento di due o più batterie.

Partiamo quindi dal caso più semplice, cioè una dual battery.
Quelle che potreste avere o aver sentito nominare sono ad esempio la Smok Alien, la Joyetech Cuboid, la Tesla Invader III, la Wismec Noisy Cricket II, la Lost Vape Therion, la SX Mini Q Class ecc.

Ci sono ovviamente anche le box meccaniche dual battery, tipo la Tesla Invader II o la Noisy Cricket I, tanto per citarne due di relativamente attuali.

Una box in serie elettronica, una in parallelo meccanica, e una che fa entrambe le cose

Qui scatta la prima GRANDE DIFFERENZA:

Box meccaniche ed elettroniche SI COMPORTANO DIVERSAMENTE
nel gestire le batterie in serie o in parallelo.

Vi spiego dopo i dettagli 😉

Partiamo quindi dalla teoria, perchè se non si sa il concetto, non si capisce nemmeno l’oggetto.

UN PO’ DI TEORIA…

Allora, due batterie possono essere collegate insieme in DUE modi diversi:

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1) IN SERIE:
La testa di una collegata con il fondo dell’altra, i due capi rimanenti vanno alla resistenza.

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2) IN PARALLELO:
La testa di una con la testa dell’altra, il fondo di una con il fondo dell’altra.
Le due teste e i due fondi vanno alla resistenza.

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Come sempre, un’immagine vale più di mille parole, quindi ecco i due collegamenti in versione disegno:

La prima fila di batterie è in parallelo: tutte le teste collegate insieme che vanno poi alla resistenza, e tutti i fondi collegati insieme che vanno alla resistenza.

La seconda fila è in serie: testa di una con fondo dell’altra, un capo della prima e un capo dell’ultima che vanno alla resistenza.
E’ come se venissero messe tutte in fila, una dietro l’altra.
In serie, appunto.

A livello di “colpo d’occhio”, potete capire se una box dual battery è in serie o in parallelo guardando la direzione delle due batterie

Se vanno in direzioni opposte (cioè una con la testa “su” e l’altra con la testa “giù”) avrete una configurazione in serie.

Se invece le due “teste”, cioè i due poli positivi, vanno nella stessa direzione, è una box in parallelo.

Immagini per favorire, as always:

A sinistra c’è una configurazione parallela, quindi testa con testa e fondo con fondo, come segnalano bene le due strisce rosse e nere.

A destra una configurazione in serie: guardando le scritte sulle batterie vedete che una va “in su” e l’altra “in giù”.

A titolo informativo, è anche possibile combinare le due cose, mettendo ad esempio due batterie in serie tra loro, poi altre due batterie in serie tra loro, e collegando quindi le due coppie in parallelo.
Ve ne parlerò dopo.

A livello di utilizzo, quindi, cosa ci cambia avere una box in serie o in parallelo?

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Nella configurazione in SERIE, otterrete il DOPPIO DEI VOLT,
ma gli ampere di scarica e i milliampere resteranno gli stessi di una sola batteria.

Nella configurazione in PARALLELO, otterrete il DOPPIO DEI MILLIAMPERE
E DEGLI AMPERE DI SCARICA,
ma i volt massimi resteranno gli stessi della singola batteria.

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Esempio pratico:

La Samsung 25R ha 2500 mAh, una scarica continua di 20 Ampere ed eroga 4.2 volt a piena carica.

Due Samsung 25R IN SERIE svilupperanno 8.4 volt a piena carica (si raddoppiano i volt, quindi 4.2 x 2), ma avranno sempre 2500 mAh e sempre 20 Ampere di scarica.

Due Samsung 25R IN PARALLELO invece raddoppiano i milliampere e la scarica, cioè raddoppiano gli ampere, nelle due declinazioni possibili.
Daranno 4.2 volt massimi, come se fosse una sola batteria, ma daranno 5.000 mAh e 40 Ampere di scarica, cioè 2500 mAh x 2 e 20 ampere x 2.

Occhio però al primo errore in cui potreste cadere,
cioè quello dell’autonomia.

Come si calcola l’autonomia delle batterie? In mAh, giusto? No, non del tutto.

E’ più giusto calcolarla in WATT/ORA, cioè ha più senso mettere in relazione la POTENZA con IL TEMPO.

D’altra parte se qualcuno vi chiede “quanto durano queste batterie?”, la prima domanda che si dovrebbe fare è: “beh, a quanti watt svapi?”.

Istintivamente quindi “sappiamo già” che le batterie vanno misurate
tenendo conto della potenza di utilizzo.

I Watt/ora si calcolano quindi
moltiplicando i volt nominali della batteria per gli ampere/ora disponibili.

Sempre nel caso delle Samsung 25R, abbiamo 2500 mAh, e 3.7 volt di valore medio.
In serie ci danno il doppio dei volt, ma uguali milliampere/ora, l’abbiamo visto poco fa.
Procediamo con i conti.

DUE SAMSUNG 25R IN SERIE

2500 mAh = 2.5 Ah
(3.7 x 2) x 2.5 = 18.5 Watt/ora

Proviamo ora con le stesse 25R, ma in parallelo.
Abbiamo solo 3.7 volt nominali, non il doppio come prima, ma in compenso abbiamo il doppio dei milliampere/ora.

DUE SAMSUNG 25R IN PARALLELO

2500 mAh x 2 = 5000 mAh.
5000 mAh = 5 Ah

3.7 x 5 = 18.5 Watt/ora

Valore identico.

Questo è relativamente intuitivo: sono sempre due batterie, quindi non può essere che l’energia sparisca.

In parole spicce: ciù is megl che uan, come diceva il buon Stefano Accorsi in una vecchia pubblicità, e quindi due batterie danno il doppio dell’energia di una.

Come le collegate, le collegate, ci sarà sempre disponibile il doppio della singola.

Qui finisce la parte di teoria: procediamo con la parte pratica 😉

Un giovane Accorsi mentre spiega alle due sgnoccole le configurazioni
in serie e parallelo. Beh, non proprio, ma vabbè.
Me la ricordo e mi sento vecchio 😀

SERIE E PARALLELO SU DISPOSITIVI ELETTRONICI

I dispositivi elettronici sono quelli con il circuito, le protezioni ecc, cose già dette in passato, anche qui nel blog.

Cosa cambia per il vaper tra box in serie e parallelo, su elettronico?
ASSOLUTAMENTE UNA SEGA! 😀

Ok, forse sono stato un po’ troppo brutale, ma su elettronico tutto il discorso teorico che vi ho fatto, di volt che raddoppiano, ampere che raddoppiano ecc, non coinvolge granchè l’utente finale.
Il motivo è che su elettronico, i volt o i watt sono regolati.

In pratica, a prescindere da quello che succede nel comparto batterie, quello che arriva all’atomizzatore è un altro paio di maniche, perchè il circuito ci si mette di mezzo e scombina tutto, occupandosi di gestire i volt, proteggere l’utente da eventuali richieste eccessive di watt e di ampere, e via dicendo.

Per farvi un esempio, mettiamo caso che si stia usando una box elettronica in serie.
Dovrebbero essere 8.4 volt, giusto?
Voi però magari svapate a 20 watt e chiedete 3 volt al circuito, alla faccia degli 8.4 volt.

Ecco perchè dico che quando c’è un circuito, all’utente finale non cambia granchè la configurazione delle batterie.
Il discorso si potrebbe chiudere qui, ma per completezza vi metto la spiegazione del perchè non cambi nulla.
Se volete leggetela, sennò va bene anche quello che vi ho detto fin qui e potete saltare avanti, alla sezione “serie e parallelo su dispositivi meccanici“.

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SPIEGAZIONE DEL PERCHE’ NON CAMBIA NULLA SU ELETTRONICO

Tanto per rinfrescare la memoria, su elettronico il circuito è IN MEZZO tra le batterie e la resistenza, quindi potete suddividere il “ragionamento” in due parti:

• Quello che succede PRIMA DEL CIRCUITO
• Quello che succede DOPO IL CIRCUITO

Nello schemino qui di seguito, che non deve spaventarvi, vedete che in basso c’è il simbolino della batteria con i volt scritti sotto.
Da lì il più e il meno vanno al circuito, dove succedono cose, e dal circuito escono di nuovo il più e il meno, che vanno all’atomizzatore.
Quindi il circuito, come vi ho detto, sta in mezzo tra batteria e atom, e quello che succede prima è un conto, quel che succede dopo è un altro conto.

Quindi, il fatto che le batterie siano in serie o in parallelo interessa il ragionamento PRIMA del circuito.

Poi tensione e corrente entrano nel circuito ed è come attraversare l’armadio per Narnia, perchè tutto si sovverte e questi ragionamenti non valgono più.

Benvenuti nel circuito, dove tutto cambia e nulla è come prima

Vi faccio un ulteriore esempio con la Tesla Invader III.
E’ una dual battery in serie, quindi verrebbe da pensare che i volt siano 8.4 a piena carica.
E’ vero, ma il circuito della Invader III va da 3.6 volt a 6.6 volt, quindi anche gli 8.4 volt contano come il due di picche, nel ragionamento finale.

Com’è possibile?
Succede perchè il circuito della Invader III è un cosiddetto “step down” o circuito “buck”, cioè eroga in uscita MENO VOLT di quelli che ha in entrata.

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Quando sentite “in uscita” dovete collocarvi, con il ragionamento, DOPO il circuito, cioè sul lato “atomizzatore”.

Quando invece sentite “in entrata” siamo sul lato “batterie”,
cioè nella parte in basso dello schemino di prima.

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Quindi, nella Tesla Invader III ci sono effettivamente 8.4 volt in entrata al circuito, perchè le batterie sono in serie, ma in uscita non ce ne saranno mai più di 6.6, e se l’utente vuole, può regolarli in modo che escano appena 3.6 volt.

Cosa cambia quindi, al vaper che usa una Invader III, sapere che le batterie sono in serie?
Niente, tanto lui smanetta con le impostazioni del circuito, che quindi sballa tutti i conti che vi ho spiegato.

Ecco perchè, SE IL DISPOSITIVO E’ ELETTRONICO,
l’utente finale non deve preoccuparsi granchè del tipo di configurazione delle batterie.

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SERIE E PARALLELO SU DISPOSITIVI MECCANICI

In meccanico è FONDAMENTALE sapere se si ha a che fare con serie o parallelo.

In meccanico infatti non c’è NULLA di regolato, come sapete già perchè siete bravi, avete letto quello che ho scritto nei mesi scorsi eccetra 😀

Vale a dire che quel che dà la batteria ve lo beccate dentro l’atom, cioè tra batteria e atom non vi è NULLA che modifichi, regoli, limiti, protegga ecc, come succede invece su elettronico.

Se avete una box o un tubo IN SERIE, dovete tenere presente che a piena carica vi beccate 8.4 volt.
In realtà sono meno, perchè la batteria ha il cosiddetto “battery sag“, magari c’è qualche resistenza parassita data dalla box stessa o dal tubo ecc, ma comunque partite con TANTI volt.
Soprattutto se andate bassi con le resistenze, potreste sviluppare moltissimi watt, e se sbagliate a fare resistenza, o a sceglierla nel caso sia preconfezionata, potreste brasare la coil o anche sfiammare il cotone, fondere l’isolante dell’atom ecc.
Casi estremi, d’accordo, ma in questo blog vige la regola del “better safe, than sorry“, dato che non so chi lo leggerà.

Conto veloce per farvi capire, ipotizzando una coil da 0.25 ohm, e ipotizzando che le batterie a piena carica scendano da 8.4 volt a 7 volt per battery sag:

(7 x 7) : 0.25 = 196 WATT

Tantinelli, che dite?
Qui ci va dentro anche il discorso di watt su superficie, nel senso che a seconda di COME avete ottenuto quegli ohm, potrebbe andarvi bene, male o peggio.

0.25 ohm ottenuti con una dual coil di kanthal 0.4 mm sono molto peggio di 0.25 ohm ottenuti con una quad coil in clapton, tanto per farvi il riassunto del concetto di “watt su superficie”.

Il secondo problema è che il prelievo in ampere va di conseguenza, e con l’esempio che vi ho appena fatto, abbiamo circa 28 ampere di prelievo per ogni batteria, calcolato facendo 196 : 2 e quindi dividendo per 3.5.

Se poi si scende ulteriormente al di sotto degli 0.25 ohm dell’esempio, il prelievo si fa più grande e le cose vanno decisamente peggio.

Quindi, SE AVETE UN DISPOSITIVO MECCANICO IN SERIE,
STATE ATTENTI.

Il consiglio è di lasciar perdere se non avete ESATTAMENTE idea e padronanza del discorso.
Se invece avete idea, non c’è bisogno che vi dica io cosa dovete fare.
Progettare molto bene la coil, non scendere troppo con gli ohm ecc.
Tutte cose che valgono anche per il meccanico single battery, e valgono ancora di più per le dual battery in serie.

A titolo informativo, la Noisy Cricket 1 è una meccanica in serie, la Noisy Cricket 2 è una box elettronica, ma volendo la si può mettere in modalità meccanica in serie, quindi OCCHIO e TESTA pure con quest’ultima.

Se invece avete una box meccanica IN PARALLELO, la faccenda è più rilassata.

Per tutti i discorsi che vi ho fatto prima, in parallelo avremo i soliti 4.2 volt a piena carica, come se fosse un meccanico a singola batteria insomma, ma abbiamo gli ampere di scarica che sono IL DOPPIO rispetto alla single battery.

Ipotizzando la solita Samsung 25R che ho usato finora come esempio, significa avere 40 ampere di scarica continua.

Tornando al conto di prima, cioè la coil da 0.25 ohm, e immaginando che le batterie scendano da 4.2 a  3.5 volt per via del battery sag, avremo 49 watt di potenza sviluppata, anzichè 196 watt, e l’assorbimento in ampere sulla singola batteria sarà di 7 ampere, anzichè 28, quindi un valore veramente basso.

Con valori del genere è tutto più semplice e sicuro rispetto al setup in serie, pur rimanendo SEMPRE valide le precauzioni di sicurezza che valgono per i generici dispositivi meccanici.

In parole semplici:
in serie, su meccanico, la potenza sviluppata e gli ampere assorbiti
sono QUATTRO VOLTE DI PIU’ rispetto alla configurazione in parallelo, con la stessa resistenza.

Ed ecco lo schemino riassuntivo, creato da qualche bravo vaper nell’internet:

Con questa tabellina potete sapere quanti ampere di assorbimento avete, in base al valore di ohm della coil.

Per chi non sa l’inglese, a sinistra avete i valori per i dispositivi meccanici in parallelo, in mezzo nel caso di meccanico a singola batteria, e a destra per i dispositivi meccanici in serie.

Nel caso di questa tabellina hanno deciso di non superare i 20 ampere di scarica, per essere sicuri di non sforare le specifiche di scarica continua della maggior parte delle batterie.

Si possono superare i valori di scarica continua? La fisica ce lo permette.
E’ bene farlo? No, non conviene.
Troppe variabili, troppi “dipende”, troppo rischioso.
No…per me è no.

CASI PARTICOLARI

Un caso particolare, da nominare per l’unicità del prodotto, è la Hammer Of God, una box meccanica con quattro batterie, organizzate in due coppie in serie, tra loro in parallelo.

Per far capire meglio, le batterie 1 e 2 sono in serie tra loro, e anche la 3 e la 4 sono in serie tra loro.
Ma la coppia (1+2) è in parallelo con la coppia (3+4).

In pratica è come avere un parallelo tra due batterie, ognuna da 8.4 volt massimi.

Lo cito perchè è strano, in quanto non esistono altre configurazioni del genere, che io sappia.

Ovvio, NON E’ UN DISPOSITIVO PER TUTTI, sia chiaro.

Non vi consiglio di comprarla se è solo perchè vi stuzzica l’idea, o l’estetica.

Il buon Enrico “Ignoranz” ci ha fatto un video, e siccome è un bravo ragazzo, vi invita a prestare attenzione nell’usarla.
Beccatevi il video, così capite di cosa si parla:

Ignoranz è stato chiaro direi: una box per chi SA COSA STA FACENDO, e sa come va fatto.
I motivi ve li ha già detti lui, e se mi avete seguito nel discorso, vi ritroverete con i discorsi.
Altre parole sarebbero superflue.

SERIE E PARALLELO NELLE RESISTENZE

Bien, chiuso il capitolo batterie, passiamo al ben più rapido discorso delle resistenze.
Allora, come prima, il discorso serie e parallelo vale se si ha più di una resistenza.

La configurazione più utilizzata è la classica “dual coil”, tipo quella che si può vedere qui:

Queste sono due resistenze uguali, collegate IN PARALLELO.
In maniera se vogliamo simile alle batterie, i collegamenti di due o più resistenze possono avvenire in due modi:

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1) IN SERIE: collegando la coda di una con il capo dell’altra

2) IN PARALLELO: collegando entrambi i capi insieme ed entrambe le code insieme

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Con un setup IN PARALLELO ci troveremo
con un valore di ohm DIMEZZATO rispetto alla singola coil.

Vale a dire che se facciamo due coil identiche, ognuna da 1 ohm, e le colleghiamo in parallelo, la resistenza finale che verrà letta sarà di 0.5 ohm, cioè la metà della singola resistenza.
E’ il caso più frequente, perchè se vogliamo fare una dual coil creeremo due resistenze uguali, separate, e le fisseremo ai capi dell’atomizzatore, mettendole una da un lato delle torrette e una dal lato opposto.

In via generale comunque il valore di resistenza finale per coil in parallelo si calcola così:

R_T =                          1                         ..
                  1     +       1      +   …     1     .
                 R₁              R₂                   R_N .

Rt è il valore finale, e le varie R1, R2 ecc sono i diversi valori di ohm delle diverse resistenze.
Rn serve per dirvi che potete sommare quante resistenze vi pare, la formula sarà sempre questa.

Questo conto si semplifica, come ho detto, se avete solo DUE resistenze, che se sono uguali valgono la metà della singola.

Le resistenze IN SERIE sono invece una cosa un po’ strana, che di solito non si usa molto nello svapo.
Come ho detto, due resistenze in serie sono collegate “una dietro l’altra”, e il valore di ohm SI SOMMA.
Quindi, due coil in serie, ognuna da 1 ohm, danno come risultato finale 2 ohm.

Perchè non si usano granchè?
Primo, perchè sono una pigna in culo da realizzare a mano 😀
Seconda cosa, perchè in realtà non c’è un vero e proprio vantaggio nello svapo, tranne nel caso in cui si usi un meccanico con batterie in serie.

Alzando gli ohm si dovrebbero infatti alzare i volt, ma i nostri dispositivi hanno circuiti che erogano al massimo tra i 7.5 e i 9 volt.
Arrivano però a poter dare anche 50 ampere in uscita, quindi conviene di più giocare sugli ampere, ed ecco perchè le coil in serie si usano poco, a favore di quelle in parallelo.

Diverso è il caso del meccanico con batterie in serie e resistenze in serie, perchè a quel punto abbiamo tutto l’interesse ad alzare gli ohm, se vogliamo abbassare la potenza massima sviluppata.

Ipotizzando la solita resistenza single coil da 1 ohm, se la mettiamo in serie con un’altra coil uguale, ci origina 2 ohm finali.
Con 8.4 volt (come succede con il meccanico in serie) avremmo 35 watt circa.

La stessa resistenza, messa invece in parallelo (cioè la classica dual coil) ci dà 0.5 ohm finali, pari a 141 watt circa.

Capite bene che 35 watt, cioè circa 18 watt per coil, sono gestibilissimi praticamente da ogni filo.
141 watt invece sono 70 watt per coil, e potrebbe diventare complicato gestirli, se non si ha il giusto filo.
Ecco quindi che il setup di resistenze in serie può avere un suo senso su meccanico.

In ogni caso, una dual coil in serie è fatta così:

Come dicevo, la “coda” di una si attacca alla “testa” dell’altra.
In questa specifica foto vediamo che è un filo clapton.
Metterlo in serie può avere un senso per ridurre i watt, ridurre il calore del vapore e godersi di più i sapori, se si è in meccanico.
In elettronico non cambia nulla, a parte sforzare meno le batterie.

OCCHIO che la parte di collegamento in mezzo NON verrà raffreddata, e quindi sarà un possibile punto che origina saporacci metallici, diventa incandescente ecc.

Un ultimo caso “particolare” sono i fili “parallel”.

E’ praticamente un filo piegato su sè stesso, formato quindi da due segmenti, che però vengono spiralizzati insieme.
E’ come vedere un piccolo binario.

Così facendo si può avere una quantità di superficie notevole, con un valore di ohm decisamente basso rispetto allo stesso filo non ripiegato.
Aspettatevi una riduzione a circa un quarto del valore originale.

Questo permette in particolare di mantenere la reattività del filo in questione, espandendo nel frattempo la superficie, con tutti i vantaggi che questo implica.

Direi che abbiamo finito.
Vi ho parlato dei dispositivi circuitati, e abbiamo visto che sono la via più sicura e pratica per gestire due o più batterie.
Sui meccanici vi ho mostrato che il setup in parallelo è ben più sicuro di quello in serie, e sulle coil vi ho mostrato un tipo di filo che magari non conoscevate.
Ora sapete tutto 😀

Vi ricordo che i commenti sono soggetti a moderazione, quindi non appariranno subito perchè devo autorizzarli.
In più, e qui sparo la paraculata, condividete questa bloggata se ritenete che sia interessante 🙂

Una buona svapata a tutti,

Mat