Elettronica ed escursioni ultraleggere

Continuando il discorso di quest'altro thread: https://www.avventurosamente.it/xf/threads/dubbio-powerbank-e-pile-ricaricaricabili.55458/ in cui avevo un dubbio sulle pile usa e getta, apro questa nuova discussione per parlare più in generale.
Il tema è molto vasto, penso che scriverò un post alla volta, se e quando riuscirò a capire un preciso argomento.

Ora, probabilmente molte di queste cose sono ovvie per qualcuno che abbia studiato un po' di fisica, o che faccia l'elettricista. Ma al contrario, e lo dico basandomi su me stesso, sulle idee che avevo prima di capire un minimo la cosa, per il consumatore medio è come fosse arabo.

La prima cosa da chiarire riguarda le unità di misura.
Siamo abituati, e parlo dal punto di vista del consumatore medio, a vedere la capacità di ricarica di un determinato power bank espressa in termini di mAh, per cui ad esempio ci sono pb da 10000mAh, altri da 20000mAh ecc ecc. Chiaramente si da per scontato che un pb da 20000 abbia una capacità superiore ad uno da 10000, mi sembra ovvio...e invece no! La verità è che un numero espresso così fondamentalmente non significa nulla. E onestamente non riesco a capire, l'unica conclusione logica è che ci sia qualcuno, "esperto di marketing", che volontariamente vuole tenere il più possibile nell ignoranza il consumatore. Scusate la critica sociale :p
Proverò a spiegare la cosa, da consumatore medio a consumatore medio:
Il vero valore, dovrebbe essere espresso in termini di Wh (watts/ora), cioè i mAh moltiplicati i volts. Senza sapere il voltaggio della batteria, non si può stabilire il reale valore di un power bank. Quindi attenti a comprare copie di provenienza incerta, potrebbero scrivere che è da 50000mAh e tecnicamente stanno pure dicendo la verità, ma poi in realtà ci si ritrova con una patacca!

Prima di proseguire c'è poi un altro concetto che è fondamentale, più avanti spiegherò alcune implicazioni pratiche, per il momento è importante che sia chiaro per tutti:
Ogni volta che si trasferisce o si trasforma l'energia, una parte viene persa. Quindi vuol dire che ogni volta che trasferisco l'energia dal mio power bank al cellulare ne perderò una parte. Più trasformazioni faccio compiere all energia durante questo trasferimento, più ne sprecherò.
Ne consegue che dal punto di vista dell ultralight backpacking, che si basa sull'ottimizzare i componenti, ridurre lo spreco di energia durante questo trasferimento significa ridurre il peso (in termini di grammi) dell'energia. E' come se per ogni sorso d'acqua che bevo, ne rovesciassi un po' per terra, alla fine dovrei portarmi dietro molti + litri d'acqua!

Chiarito questo, vale la pena fare luce su una questione:
Nei power bank sul mercato, tra i modelli di buona qualità, mi sembra che sia tendenza comune usare batterie da 3,7v. Dal momento che le batterie della maggiorparte degli smartphone si ricarica con usb a 5v, per poi essere riconvertito a 3.7v, questa doppia trasformazione dissipa una certa quantità di energia.
Per questo motivo, e, ripeto, partendo dal presupposto che la qualità dei componenti sia alta, e non ci sia una truffa palese, cosa che è sicuramente possibile data la poca chiarezza delle unità di misura usate dal mercato, per questo motivo, fidandoci del costruttore, come regola generale bisogna prendere i mAh dichiarati dal power bank e moltiplicarli per 0.7 per trovare quelli effettivi. In questo modo si può ottenere una stima indicativa, cioè per esempio se la batteria del mio telefono è da 4000mAh, e io ho un pb da 7000mAh (reali), posso aspettarmi di ricaricare il telefono una volta e poi avere ancora abbastanza energia per ricaricarlo di nuovo fino al 75% della batteria.


Per adesso può bastare, questa era solo la premessa, come ho detto, dal mio punto di vista di consumatore medio, rivolto agli altri consumatori medi che ignoravano tutto questo.
Nella seconda parte cercherò di spiegare, nella pratica, come applicare la teoria per ridurre il peso dello zaino ;)








SECONDA PARTE

Passando a considerazioni di natura più pratica:

Facendo riferimento ai dati di questo thread,già postato in precedenza: https://www.reddit.com/r/Ultralight/comments/gmq3uq , devo dire che nella tabella proposta l'autore non considera il fatto che l'energia viene ritrasformata in 3.7v nella batteria del cell (svista che ho commesso anche io, grazie a @znnglc x la correzione).
Detto questo, voglio comunque prenderne per vera una parte, per sottoloneare una cosa:
L'efficienza dei dispositivi segnalati come migliori va, appunto, dal 69% al 72%, mentre per gli ultimi della classe si arriva quasi al 50%.
Questo vuol dire che a parità di Wh, un prodotto di fascia alta può fornire quasi il 40% di carica in più rispetto ad uno di fascia più bassa.

Sfortunatamente, non c'è modo di stabilire in precedenza l'efficienza di un pb, l'unica è testarlo di persona.
Il problema principale è che non potrò mai testare ogni powerbank o altro aggeggio sul mercato, quindi posso solo basarmi su quello che si legge su internet, su considerazioni matematiche, e sui test che posso fare con il materiale (scarso) a mia disposizione.
Non ci resta che fidarci.
In generale, sono contrario ai prodotti di marca per le escursioni, ad esempio gusci vari, vestiti (60 euro per una t-shirt?), tende 3 stagioni, e molto altro. Sfortunantamente in certi casi la "tassa" può essere giustificata, e questo mi sembra uno di quei casi.
Per fortuna i prezzi, anche quando "di marca", pur essendo comparativamente alti, restano comunque contenuti in senso assoluto, meno di una t-shirt griffata :rofl:

Per esempio, anche il cavetto usb è una componente importante del sistema. Un cavetto di bassa qualità offre più resistenza al passaggio dell'energia, e di conseguenza ne spreca una parte. Sempre basandosi sulle recensioni trovate in rete, si può sostenere che, in determinate condizioni, un cavetto scadente può arrivare a fornire solo il 70% dell'energia totale che fornirebbe un cavetto di qualità. Una bella differenza!
Anche la lunghezza incide, ma in modo marginale.
Nel dubbio, conviene un cavetto usb di buona marca, e che sia il più corto possibile.

Ma parliamo del dato concreto sul peso: in generale, calcolando i Wh totali, senza considerare l'efficienza, possiamo dire che un rapporto Wh/kg superiore a 200 può essere preso in considerazione. (Almeno per qualche mese, considerando la velocità con cui si evolve la tecnologia :D )
Facendo a mano i calcoli, mi risulta che i dispositivi migliori sul mercato arrivino a 250. (questo non è il valore reale perchè bisogna tener conto della conversione).
In ogni caso, le batterie ricaricabili di alta qualità arrivano anche a 280 Wh/kg sulla stessa scala. A questo però bisogna aggiungere i grammi del caricabatterie, di cui si trovano tranquillamente modelli a 50g o anche meno.
Con il fai-da-te si può probabilmente scendere ulteriormente, ma non molto di più.

In conclusione, usando prodotti di fascia alta, e caricabatterie molto leggeri, l'utilizzo di batterie ricaricaricabili sembrerebbe essere una buona alternativa ad un pb, soprattutto per riserve capienti, offrendo un vantaggio di grammi anche se marginale, e guadagnando in versatilità.

La ricarica da presa a muro può essere più o meno veloce, a seconda del caricabatterie o del pb utilizzato.
Usando batterie ricaricabili sfuse, si può anche differenziare tra caricabatterie a muro e circuito con uscita usb, magari ottimizzando il sistema in base all'utilizzo che intendiamo farne.
Una ricarica troppo veloce tuttavia non è il massimo per la durata della vita della batteria. La ricarica da presa a muro del pb o delle batterie dovrebbe mantenersi tra i 2A e i 0.5A.
Sempre utilizzando batterie sfuse, si può avere il vantaggio di designare una o due batterie come "sacrificabili", ed utilizzarle per ricariche più veloci, ammesso ovviamente di avere il caricabatterie giusto (alcuni modelli permettono anche di variare la velocità di ricarica).

La velocità di carica del telefono invece è un fattore piuttosto rilevante, non solo dal punto di vista della durata della batteria, ma anche da quello dello spreco effettivo e quindi dei grammi che ci portiamo sulle spalle.
Sarebbe meglio ricaricare il telefono + lentamente, ad esempio con caricabatterie che offrono uscite usb da 0.5A o 1A. Con 2A lo smartphone si ricarica più velocemente ma si spreca molta energia: ci si può aspettare di perderne anche il 30%.


Concludo questa seconda parte con una provocazione: a quanto pare l'ultimo traguardo tra gli ultralighters americani sembra essere quello di minimizzare la fase di trasformazione. Non chiedetemi i dettagli tecnici: si tratta di pesanti customizzazioni per avere forse batterie da 5v, o usb da 3.7v?
Se qualche vero nerd avesse letto tutto trovandolo scontato, gli consiglio di concentrarsi su questo ;)
 
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Dal momento che le batterie della maggiorparte degli smartphone si ricarica a 5v
In realtà le conversazioni sono generalmente due, per la ricarica degli smartphone :

3.7v powerbank -> 5v USB
5v USB -> 3.7 batteria smartphone

Considera che la batteria dello smartphone potrebbe avere un voltaggio differente, dipende dal modello, ma, indicativamente, considera 3.7v.

Non cambia niente, ai fini pratici, poiché in quel tuo 70% c'è tutto, era solo così una precisazione :)
In questo modo si può ottenere una stima indicativa, cioè per esempio se la batteria del mio telefono è da 4000mAh, e io ho un pb da 7000mAh (reali), posso aspettarmi di ricaricare il telefono una volta e poi avere ancora abbastanza energia per ricaricarlo di nuovo fino al 75% della batteria.
In realtà quello che tu quantifichi come resa del 70% può variare, a parità di capacità del powerbank, di qualità circuitale e di smartphone, anche dalla velocità di ricarica ovvero da quanti mA prelevi per ricaricare lo smartphone.

Più la velocità di ricarica è elevata, ovvero più mA prelevi, ad esempio 2A anziché 500mA, e meno ricariche potrai fare questo perché per passare da 5v a 3.7v (in realtà è un valore più alto ma non importa) devi dissipare dell'energia che è direttamente proporzionale alla corrente prelevata, questa energia dissipata si converte in "calore" che, alla fine della ricarica, è energia persa.

In conclusione, vuoi strizzare qualche punto percentuale in più? Prendi un powerbank che abbia almeno due uscite USB di cui una magari a 2A/max e la seconda 1A/max o 500mA. Usa la presa USB meno potente, ma comunque nei limiti del tuo cellulare, se puoi "aspettare" e potrai sfruttare meglio il powerbank e lascia le cariche veloci quando sei sicuro che non hai bisogno di svuotare completamente il powerbank per i tuoi giri.

Ho scritto mA, o A, ma in realtà si parla sempre di mA/h o A/h ;)

Anche la qualità del cavo USB può incidere sulla resa finale soprattutto nelle ricariche veloci, in quelle lente è marginale.

Ciao :si:, Gianluca
 
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In realtà le conversazioni sono generalmente due, per la ricarica degli smartphone :

3.7v powerbank -> 5v USB
5v USB -> 3.7 batteria smartphone

Considera che la batteria dello smartphone potrebbe avere un voltaggio differente, dipende dal modello, ma, indicativamente, considera 3.7v.

Non cambia niente, ai fini pratici, poiché in quel tuo 70% c'è tutto, era solo così una precisazione :)

In realtà quello che tu quantifichi come resa del 70% può variare, a parità di capacità del powerbank, di qualità circuitale e di smartphone, anche dalla velocità di ricarica ovvero da quanti mA prelevi per ricaricare lo smartphone.

Più la velocità di ricarica è elevata, ovvero più mA prelevi, ad esempio 2A anziché 500mA, e meno ricariche potrai fare questo perché per passare da 5v a 3.7v (in realtà è un valore più alto ma non importa) devi dissipare dell'energia che è direttamente proporzionale alla corrente prelevata, questa energia dissipata si converte in "calore" che, alla fine della ricarica, è energia persa.

In conclusione, vuoi strizzare qualche punto percentuale in più? Prendi un powerbank che abbia almeno due uscite USB di cui una magari a 2A/max e la seconda 1A/max o 500mA. Usa la presa USB meno potente, ma comunque nei limiti del tuo cellulare, se puoi "aspettare" e potrai sfruttare meglio il powerbank e lascia le cariche veloci quando sei sicuro che non hai bisogno di svuotare completamente il powerbank per i tuoi giri.

Ho scritto mA, o A, ma in realtà si parla sempre di mA/h o A/h ;)

Anche la qualità del cavo USB può incidere sulla resa finale soprattutto nelle ricariche veloci, in quelle lente è marginale.

Ciao :si:, Gianluca
Grazie delle precisazioni
Hai già anticipato molte delle cose che volevo dire nella seconda parte...appena ho un po' di tempo provo comunque a rielaborare i concetti.

Correggo anche l'ultimo paragrafo.
--- Aggiornamento ---

Te lo dico io come ridurre il peso: non portarlo :D
Capisco il tuo punto di vista, infatti anche io fin'ora tenevo semplicemente il telefono spento x 1 settimana con magari un pb mini della decathlon giusto per le emergenze.

Ma, primo, lo smartphone serve anche da gps. Ovvio se vai sempre nella stessa valle che frequenti da tutta la vita non ti serve, ma se ti muovi un po' è una bella sicurezza.
Secondo, a me piace informarmi, e rimanere aggiornato su quello che succede nel mondo; non voglio andare sui monti per qualche giorno, e quando torno l'italia è diventata territorio nord coreano, lol.
 
Ultima modifica:
--- Aggiornamento ---


Capisco il tuo punto di vista, infatti anche io fin'ora tenevo semplicemente il telefono spento x 1 settimana con magari un pb mini della decathlon giusto per le emergenze.

Ma, primo, lo smartphone serve anche da gps. Ovvio se vai sempre nella stessa valle che frequenti da tutta la vita non ti serve, ma se ti muovi un po' è una bella sicurezza.
Secondo, a me piace informarmi, e rimanere aggiornato su quello che succede nel mondo; non voglio andare sui monti per qualche giorno, e quando torno l'italia è diventata territorio nord coreano, lol.
Dal mio punto di vista tutto dipende da quanti giorni stai via e dai dati che ho però c'è un certo margine per puntare all'ultralight anche in questo... difficile stare senza rifugi e civiltà (e quindi senza cibo, almeno dalle mie parti...) oltre le 24 ore... sempre se fai attività ad alto dispendio energetico come spostamenti non puoi portarti dietro troppi chili...
il mio ragionamento di fondo è che mi basta avere 30 ore di autonomia elettrica, perchè tanto è anche quella che ho col cibo e dove c'è l'uno c'è anche l'altro :)

è un ragionamento di massima, ovviamente

Comunque meglio prepararsi a stare senza energia elettrica, sopravvivere senza elettricità e cibo per qualche ora non è poi così difficile.

Più importante invece l'acqua, ma sulle Alpi è difficile rimanere senza, per quanto conosca qualche zona piuttosto arida... mal che vada si va giù a valle.

Ovvio che se invece fai videoblog o tante foto sei diciamo costretto perchè usi un sacco di energia elettrica. Anche le temperature incidono parecchio, è da valutare anche il freddo.
 
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Dal mio punto di vista tutto dipende da quanti giorni stai via e dai dati che ho però c'è un certo margine per puntare all'ultralight anche in questo... difficile stare senza rifugi e civiltà (e quindi senza cibo, almeno dalle mie parti...) oltre le 24 ore... sempre se fai attività ad alto dispendio energetico come spostamenti non puoi portarti dietro troppi chili...
il mio ragionamento di fondo è che mi basta avere 30 ore di autonomia elettrica, perchè tanto è anche quella che ho col cibo e dove c'è l'uno c'è anche l'altro :)

è un ragionamento di massima, ovviamente

Comunque meglio prepararsi a stare senza energia elettrica, sopravvivere senza elettricità e cibo per qualche ora non è poi così difficile.

Più importante invece l'acqua, ma sulle Alpi è difficile rimanere senza, per quanto conosca qualche zona piuttosto arida... mal che vada si va giù a valle.

Ovvio che se invece fai videoblog o tante foto sei diciamo costretto perchè usi un sacco di energia elettrica. Anche le temperature incidono parecchio, è da valutare anche il freddo.
Beh, ovviamente tutti i discorsi che faccio hanno come fine l'ottenere un'autonomia di alemeno una settimana, in giornata o week end, è chiaro sono cose sprecate.


Rapido OT:
I rifugi io li frequento pochissimo, quando faccio un certo tipo di escursione. Oppure ovviamente posso fare un viaggio appoggiandomi ai rifugi, può essere divertente anche quello, ma è una cosa diversa.
Per il backpacking con tenda, fornellino ecc ecc, i rifugi di solito li evito, più che altro perchè costano troppo, e non mi va. Se dovessi comprare cibo per una settimana in un rifugio, gli dovrei lasciare un vitalizio praticamente, anche solo una cena con doppio fine di ricarica cell, non è prorpiamente economico, considerando che normalmente, col fornellino, si può spendere davvero poco, la pastina o simili costerà 1-2 euro al chilo a dir tanto, più altri 1-2 euro al litro per l'alcol, non molto di più.

Con quello che risparmio in una settimana senza rifugio, posso comprarmi equipaggiamento di buona qualità, e preferisco fare così ;)
 
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Beh, ovviamente tutti i discorsi che faccio hanno come fine l'ottenere un'autonomia di alemeno una settimana, in giornata o week end, è chiaro sono cose sprecate.
Sì è che nell'ottica dell'autonomia settimanale mi interessa molto più il discorso cibo che elettricità :biggrin:
Per me sono considerazioni che vanno insieme comunque, nel 99% dei percorsi andrebbero insieme... almeno nelle mie zone, perchè dove c'è cibo c'è anche elettricità.
 

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