Hallo zusammen, ich bastel gerade an einem Tiefentladeschutz für eine 12 Zellen 14.4V Tauchlampe. Das ganze wird mit einem Attiny13 bewerkstelligt, der an ADC1 über einen Spannungsteiler kontinuierlich die Batteriespannung überwacht und je nach gemessenem Wert über einen MOSFET die Lampe ein oder aus schaltet. Zusätzlich "warnt" der Tiefentladeschutz den Benutzer einige Minuten vor dem ausgehen durch wiederholtes blinken der Lampe. Der verwendete MOSFET ist ein IRL3202; gate ist über einen kleinen Widerstand mit einem uC-Pin verbunden und mit einem großen Widerstand mit Masse verbunden. Das Problem: Im normalen Betrieb, sprich Lampe an, ist ein fiepen zu hören und die Lampe ist dunkler als erwartet. Geht die Schaltung in den "Warn" Modus, blinkt also, leuchtet die Lampe mit der erwarteten Helligkeit und es ist auch kein fiepen zu hören. Was geht hier schief? Gruß Florian
Versorgungsspannung 5V, wird aus den 14.4V vom Akku abgezwackt. Quellcode im Anhang. Den Problematischen Teil der Schaltung habe ich oben beschrieben, ich kann ihn aber auch noch einmal aufzeichnen, abfotographieren und nachher mit hochladen. Florian
Wie groß ist denn dein "kleiner" und "großer" Widerstand am Gate? Fiept das Ganze auch wenn Du dem Pin ein statisches High gibst? Wenn nein, dann musst Du deine if-Schleife nochmal durchdenken. Vielleicht ist auch die Hysterese zwischen ein- und ausschalten zur gering gewählt! Und bedenke, dass die ADC-Werte auch schwanken. Also lieber mehrere Werte einlesen und mitteln!
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Dein ADC liefert wohl nicht dauernd Werte über Warnung. Eventuell nicht richtig initalisiert (obwohl ich deine Zuweisungen jetzt nicht mit dem Handbuch vergleiche). Ein Kondensator von 1uF vom ADC-Eingang nach Masse ?
Florian T. schrieb: > Den Problematischen Teil der Schaltung habe ich oben beschrieben, ich ^^^^^^^^^^^ und genau da liegt das Problem. Schaltpläne sind die Sprache der Elektrotechniker, nicht Prosa.
Kleiner Widerstand 100 Ohm, großer 10kOhm. Statische +5V funktionieren ohne fiepen und mit erwarteter Helligkeit. Einfügen eines 5s Delay am Ende der while Schleife führt zu 5 sec an, 5 sec aus, 5 sec an etc... Sehe aber nicht an welcher Stelle der sich in jedem zweiten zyklus wieder ausschaltet...
MaWin schrieb: > Dein ADC liefert wohl nicht dauernd Werte über Warnung. > > Eventuell nicht richtig initalisiert (obwohl ich deine Zuweisungen jetzt > nicht mit dem Handbuch vergleiche). > > Ein Kondensator von 1uF vom ADC-Eingang nach Masse ? Initialisierung ist quasi aus dem GCC Tutorial übernommen und an den attiny13 angepasst, einzige Abweichung ist, dass ich den ADC-Kanal schon in der Initialisierung festlege und nicht in der Messfunktion. Kondensator zwischen ADC und GND bringt keine Besserung.
Verändere doch einfach mal deine Grenzwerte und damit die Hysterese (301 und 315)! Vielleicht bricht deine Spannung ein?
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Nico ... schrieb: > Verändere doch einfach mal deine Grenzwerte und damit die Hysterese (301 > und 315)! Vielleicht bricht deine Spannung ein? Habe auf 200 400 eingestellt und das Problem bleibt bestehen, 301 315 ist außerdem(oder soll nicht) die Hysterese sein, bei 315 soll er blinken und bei 301 ausgehen, alles was über 315 liegt soll permanent an sein.
Dann versuch doch jetzt mal nur die einfache AN-AUS-Funktion umzusetzen, also diese Blink-Funktion rausnehmen!
Kann es sein das der Ausgang des Attiny13 einfach "nur" überlastet ist? 5V / 100Ohm = 0.05A => 50mA Laut Datenblatt sind maximal 40mA pro Ausgang zugelassen. Dadurch könnte es sein das unter Belastung nie wirklich 5v am Gate anliegen. => Mosfet schaltet nicht komplett durch - Lampe leuchtet schwächer. Versuche es mit einem höheren Widerstand noch einmal. z.B. 140Ohm => ca. 35mA Gatestrom
Ich bin ziemlich sicher das Problem auf den ADC oder Spannungsteiler eingegrenzt zu haben. Ich bin die ADC Initialisierung noch einmal Schritt für Schritt durchgegangen und habe mit dem GCC Tutorial und Datenblatt verglichen, konnte aber keine Fehler finden. Vielleicht kann da nochmal jemand mit mehr Ahnung drüber schauen. Der Spannungsteiler besteht aus 33kOhm und 1kOhm, bei 14.4V sollten am ADC etwa 0.42V anliegen, gemessen sind es etwa 0.4V. Laut Datenblatt kann ich den resultierenden ADC Wert via ADC=(V_in*1024)/V_ref berechnen(Seite 91). Die anliegenden 0.4V sollten also einem ADC Wert von ~372. Der an-aus Terror ist allerdings sogar noch bei einem ADC-Grenzwert von 200 vorhanden. Dies sollte einer ADC Spannung von 0.21V entsprechen, was eine Spannung von 7.3V vor dem Spannungsteiler wäre, da liegen aber definitiv mehr an. Aktueller Quellcode dazu im Anhang.
Florian T. schrieb: > Ich bin ziemlich sicher das Problem auf den ADC oder Spannungsteiler > eingegrenzt zu haben. Dann mittle jetzt doch mal bitte über 32 ADC-Werte! Die Schaltung wäre auch hilfreich! Hast Du ein Oszi und kannst dir die Versorgungsspannung vom µC ansehen? Nicht das dir die Spannung beim Einschalten der Lampe zusammen bricht! Ist der µC ordentlich abgeblockt mit Kondensatoren dicht am µC?
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Schaltplan.jpg
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Quellcode und Schaltplan im Anhang. Den Schaltplan habe ich gerade in der Mittagspause gemacht, die Kapazitäten der Kondensatoren habe ich leider nicht im Kopf, der uC ist natürlich auch mit GND verbunden und alle GND sind untereinander verbunden. Wie im Quellcode zu sehen habe ich das ganze jetzt über 32 Messungen gemittelt; Ergebnis: Lampe geht gar nicht mehr an. Oszi besitze ich leider nicht, allerdings konnte ich via Voltmeter nachmessen, dass unbelastet(Lampe aus) etwa 0.42 Volt hinter dem Spannungsteiler liegen und belastet etwa 0.4 Volt.
Florian T. schrieb: > Der an-aus Terror Der passiert genau dann while(1) { ADCvalue=ADC_Read(); if(ADCvalue>Warnung) PORTB|=(1<<0); else if(ADCvalue>=aus && ADCvalue<=Warnung&&warned==0) { for(i=0;i<5;i++) { PORTB&=~(1<<0); _delay_ms(500); PORTB|=(1<<0); _delay_ms(500); } warned++; } else if(ADCvalue<aus) PORTB&=~(1<<0); wenn ADC_Read mal den richtigen Wert und mal einen falschen (zu kleine) Wert liefert. Denn genau bei blinken ist durch die _delay_ms(500) Ruhe, im Fall daß ADCValue>Warnung oder ADCValue<aus ist läuft die Schleife aber mit maximaler Geschwindigkeit.
MaWin schrieb: > Der passiert genau dann > wenn ADC_Read mal den richtigen Wert und mal einen falschen (zu kleine) > Wert liefert. Denn genau bei blinken ist durch die _delay_ms(500) Ruhe, > im Fall daß ADCValue>Warnung oder ADCValue<aus ist läuft die Schleife > aber mit maximaler Geschwindigkeit. Das ist klar, hab den Quellcode inzwischen radikal zusammengestutzt und die Umschaltgrenze auf 200, entspricht extern 7V, gesetzt. Trotzdem habe ich an-aus-an-aus. Wenn ich über viele Werte mittel, geht die Lampe gar nicht an, was dafür spricht, dass der ADC selbst bei ausgeschalteter Lampe permanent zu wenig misst.
> Wenn ich über viele Werte mittel, geht die Lampe gar nicht an, > was dafür spricht, dass du einen Integer Überlauf hast. Besorge Dir ein Oszilloskop, damit das Raten ein Ende hat.
Florian T. schrieb: > Das ist klar, hab den Quellcode inzwischen radikal zusammengestutzt und > die Umschaltgrenze auf 200, entspricht extern 7V, gesetzt. Trotzdem habe > ich an-aus-an-aus. Natürlich, du hast ja auch genau den Teil übrig gelassen, der kein delay enthält. > Was dafür spricht, dass der ADC selbst bei ausgeschalteter Lampe > permanent zu wenig misst. Was dafür spricht, daß du ihn falsch ausliest/initialisierst.
MaWin schrieb: > Was dafür spricht, daß du ihn falsch ausliest/initialisierst. Die Möglichkeit habe ich in Betracht gezogen, selbst noch einmal alles nach meinem besten Wissen, das durchaus unvollständig/falsch sein könnte, überprüft und darum gebeten, dass vielleicht jemand mit mehr Erfahrung über den Code guckt. Oder sollte ich dafür im GCC-Forum einen extra Thread eröffnen? Edit: Oszi hätte ich gerne, ist aber einfach nicht im Budget drin.
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Initialisiert ist der ADC aus meiner Sicht richtig. Ein Integer-Überlauf kann auch nicht stattfinden, da 1023*32 nur 32736 ist! Nach deiner Schaltungszeichnung fehlt dem µC ein Block- und Pufferkondensator! Da sollte wenigstens ein 100nF dicht an den µC dran.
Nico ... schrieb: > Initialisiert ist der ADC aus meiner Sicht richtig. Ein > Integer-Überlauf > kann auch nicht stattfinden, da 1023*32 nur 32736 ist! > > Nach deiner Schaltungszeichnung fehlt dem µC ein Block- und > Pufferkondensator! Da sollte wenigstens ein 100nF dicht an den µC dran. Habe noch einen Kondensator direkt am Vcc Pin ergänzt. Weitere Beobachtung: Wenn ich die Last,aktuell 5W Birnchen, entferne, den Pin via LED überwache und Einzelmessungen durchführe leuchtet die LED permanent und blinkt nicht. Wenn ich Last entferne, LED anschließe und mit Mittelung laufen lasse ist die LED permanent aus.
Florian T. schrieb: > Weitere Beobachtung: Wenn ich die Last,aktuell 5W Birnchen, entferne, > den Pin via LED überwache und Einzelmessungen durchführe leuchtet die > LED permanent und blinkt nicht. Dann ist doch das naheliegendste, dass die Last die Spannung einbrechen lässt und der Controller darum ständig Resets macht. Um das zu verifizieren, könntest du am Anfang eine Delay von 2000ms machen. Dann siehst du es auch. Ansonsten bruachst du halt ein Oszi.
Florian T. schrieb: > Der Spannungsteiler besteht aus 33kOhm und 1kOhm, bei Der Spannungsteiler ist zu groß. Maximale zulässige Impedanz ist 10kΩ
Peter schrieb: > Florian T. schrieb: >> Weitere Beobachtung: Wenn ich die Last,aktuell 5W Birnchen, entferne, >> den Pin via LED überwache und Einzelmessungen durchführe leuchtet die >> LED permanent und blinkt nicht. > > Dann ist doch das naheliegendste, dass die Last die Spannung einbrechen > lässt und der Controller darum ständig Resets macht. Um das zu > verifizieren, könntest du am Anfang eine Delay von 2000ms machen. Dann > siehst du es auch. Ansonsten bruachst du halt ein Oszi. Einfügen von 2 Sekunden Pause vor der while Schleife führt zu 2 Sekunden aus, 0.5 Sekunden an, 0.5 aus, 0.5 an, 0.5 aus etc. Muster nur beobachtbar bei einzelnen ADC Messungen die NICHT gemittelt werden, bei gemittelten 32 Messungen ist permanent aus. avion23 schrieb: > Florian T. schrieb: >> Der Spannungsteiler besteht aus 33kOhm und 1kOhm, bei > > Der Spannungsteiler ist zu groß. Maximale zulässige Impedanz ist 10kΩ Das heißt solange die Widerstände des Spannungsteilers zusammen <10kOhm sind sollte es gehen?
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Mach mal die Mittlung bitte so (diese doppelte Zuweisung in der for-Schleife sieht mir komisch aus):
1 | ADCvalue=0 |
2 | for(i=0;i<32;i++) |
3 | {
|
4 | ADCvalue+=ADC_Read(); |
5 | ADCvalue/=32; |
6 | }
|
Nico ... schrieb: > Mach mal die Mittlung bitte so (diese doppelte Zuweisung in der > for-Schleife sieht mir komisch aus):ADCvalue=0 > for(i=0;i<32;i++) > { > ADCvalue+=ADC_Read(); > ADCvalue/=32; > } Ups, ja, der teilt jedes mal durch 32, also 32 mal. Wenn ich das korrigiere krieg ich auch bei der Mittelung blinken, ich such mal kleinere Widerstände für den Spannungsteiler wie avion das vorgeschlagen hat. Edit: Spannungsteiler auf 2kOhm+100Ohm reduziert, ADC Werte angepasst, weiterhin blinken.
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Kannst Du ein Foto vom Aufbau machen? Was für einen Akku nutzt Du?
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avion23 schrieb: > Maximale zulässige Impedanz ist 10kΩ Die ist ja 970 Ohm, also weit unterhalb des maximal erlaubten. Probleme mit der Widerstandsberechnung ?
Angehängte Dateien:
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akku.jpg
26 KB -
Aufbau.jpg
180 KB
Aufbau und Typschild vom Akku im Anhang. Zum Aufbau: Spannungswandler auf 5 V oben rechts Spannungsteiler unten rechts(2kOhm mit 2 1kOhm simuliert) Mosfet oben links uC unten inks Lampe ebenfalls oben rechts, links neben Spannungswandler Kabelfarben: Rot: 14.4V Blau: GND Orange: 5V Weiß: kommt vom Spannungsteiler geht an ADC Grün: PB0->Gate MaWin schrieb: > avion23 schrieb: >> Maximale zulässige Impedanz ist 10kΩ > > Die ist ja 970 Ohm, also weit unterhalb des maximal erlaubten. > > Probleme mit der Widerstandsberechnung ? Ich hab weiter oben einmal vorgerechnet welche ADC Werte meiner Meinung nach rauskommen. Ist Impedanz außerdem nicht nur für Wechselstrom relevant?
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Um den Aufbau zu Testen könntest du noch einen Taster ergänzen. Dann probierst du anstatt den ADC auszulesen erstmal den Taster auszulesen. Wenn das Funktioniert, weißt du dass es Wahrscheinlich nicht an der Versorgungsspannung u.ä. liegt und kannst dich vertieft dem ADC zuwenden.
Ich sehe keine Kondensatoren an Spannungsregler und µC, die sind wichtig!
Nico ... schrieb: > Ich sehe keine Kondensatoren an Spannungsregler und µC, die sind > wichtig! Ich schwöre da sind welche, der dicke Elko von Vcc auf GND rechts am uC und am Spannungsteiler sind 2 Keramikondensatoren, der eine ist vom Kabel verdeckt, den anderen kann man aber (schlecht) sehen, zwischen den 2 roten Kabeln kann man den einen Kopf erkennen.
Der dicke Elko ist nicht geeignet um kurze Spannungsspitzen auszugleichen, setze einen 100nF über den µC con Pin4 nach Pin8!
Nico ... schrieb: > Der dicke Elko ist nicht geeignet um kurze Spannungsspitzen > auszugleichen, setze einen 100nF über den µC con Pin4 nach Pin8! Erledigt
Sehr gut! Hast Du ein Poti, so 10kR oder ähnlich? Wenn ja, dann schließe das mal an deinen ADC-Eingang und teste mit dem Poti ob Du die LED zum leuchten bzw. nicht leuchten bekommst wenn Du die Potistellung änderst! Den Spannungsteiler bei dem Experiment bitte vom µC trennen.
> for(i=0;i<32;i++) > { > ADCvalue+=ADC_Read(); > ADCvalue/=32; > } Das ergibt doch nicht den Mittelwert! Vergiss das mit dem Mittelwert mal. Dein Problem ist sicher ganz woanders. Es muss auch mit einzelnen Messungen funktionieren, zumindest wenn du so weit von der Warnschwelle entfernt bist, wie du geschrieben hast. >> Wenn ich die Last,aktuell 5W Birnchen, entferne, >> den Pin via LED überwache und Einzelmessungen durchführe leuchtet die >> LED permanent und blinkt nicht. > Dann ist doch das naheliegendste, dass die Last die Spannung einbrechen > lässt und der Controller darum ständig Resets macht. Sehe ich auch so. Die Batterie ist wohl zu schwach. Das müsste man doch sofort sehen, wenn man mal den MOSFET überbrückt, so dass die Lampe permament leuchtet und dann man die Spannung misst.
Stefan Us schrieb: > Das ergibt doch nicht den Mittelwert! Warum nicht? Das ergibt den Mittelwert aus den letzten 32 Werten!
Nico ... schrieb: > Sehr gut! > Hast Du ein Poti, so 10kR oder ähnlich? Wenn ja, dann schließe das mal > an deinen ADC-Eingang und teste mit dem Poti ob Du die LED zum leuchten > bzw. nicht leuchten bekommst wenn Du die Potistellung änderst! Den > Spannungsteiler bei dem Experiment bitte vom µC trennen. Besteht da nicht die Gefahr, dass ich den uC röste wenn ich das Poti nicht genug aufdrehe? Nico ... schrieb: > Stefan Us schrieb: >> Das ergibt doch nicht den Mittelwert! > > Warum nicht? Das ergibt den Mittelwert aus den letzten 32 Werten! Nein tut es nicht, das misst, teilt den Messwert durch 32, rechnet den nächsten Messwert auf den durch 32 geteilten Wert drauf, teilt wieder durch 32 etc. Den Fehler habe ich inzwischen gefunden und behoben
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Florian T. schrieb: > Besteht da nicht die Gefahr, dass ich den uC röste wenn ich das Poti > nicht genug aufdrehe? Nein! Du musst es nur richtig anschließen, den Schleifer an den ADC-Eingang und die beiden äußeren Anschlüsse an 5V bzw. GND.
Nico ... schrieb: > Stefan Us schrieb: >> Das ergibt doch nicht den Mittelwert! > > Warum nicht? Das ergibt den Mittelwert aus den letzten 32 Werten! Ah, jetzt hats klick gemacht. Sorry Stefan Us, hast natürlich recht! Die Klammer muss hinter das ADC_read().
1 | ADCvalue=0 |
2 | for(i=0;i<32;i++) |
3 | {
|
4 | ADCvalue+=ADC_Read(); |
5 | }
|
6 | ADCvalue/=32; |
Nico ... schrieb: > Florian T. schrieb: >> Besteht da nicht die Gefahr, dass ich den uC röste wenn ich das Poti >> nicht genug aufdrehe? > > Nein! Du musst es nur richtig anschließen, den Schleifer an den > ADC-Eingang und die beiden äußeren Anschlüsse an 5V bzw. GND. Ah, okay wenn ich die 5V Spannung nehme natürlich nicht, aber wenn ich das Poti an die 14.4V vom Akku drangehangen hätte wäre das möglich gewesen oder? zur Frage: Ja mit dem Poti kann ich das Licht an und aus machen.
Nein: Geht bei 0.514V aus, sollte aber erst bei 0.323 V am Schleifer ausgehen. Referenzspannung 1.1V ADC Wert zum Ausgehen: sobald unter 301
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Ist diese Schwelle immer so, also reproduzierbar? Das sind fast 180LSB die der ADC daneben liegt, das ist schon sehr seltsam! Aber für deine Anforderung sind die Absolutwerte ja nicht relevant, also verändere einfach die Schwelle in der Programmierung. Was für einen Spannungswandler nutzt Du eigentlich?
Bin erst heute Abend wieder in der Nähe des Aufbaus, werde dann mal ein paar weitere Grenzen vermessen. 5V Spannungswandler hat einen maximalen Output von 200mA, genauen Typ gibt es heute Abend. Habe auch noch einen mit bis zu 3A rumliegen.
Florian T. schrieb: > Aufbau Den Aufbau kannst du weitgehend vergessen, wenn der darauf befindliche MOSFET die Glühlampe (10 mehr höherre Einschaltstrom) schaltet. Das Steckbrett ist so hochohmig, daß dann die Spannung zusammenbricht. Lege eine Leitung vom Akku zur Glühlampe zum MOSFET nach Minus vom Akku. Lege eine zweite Leitung auch vom Akku zum Steckbrett zur Schaltung mit dem uC, der UNBEDINGT einen 100nF Kerko direkt von VCC nach GND benötigt, und von GND eine Leitung nach Minus vom Akku. So sind die Stromkreise uC und Lampe völlig von einander getrennt und kommen nur an den Akkuanschlüssen zusammen.
Okay, da bin ich wieder, habe mal durchgemessen mit verschiedenen Schaltwerten, der uC schaltet konsistent (habe für 300 400 500 600 und 800 gemessen) bei 500 plusminus 30 mV ab. Für 100 schaltet er bei 0.173 V aus(61LSB) und für 200 bei 0.382(155LSB) . Spannungswandler ist ein MC78L05ACP (100mA, hab mich heut morgen vertippt) MaWin schrieb: > Florian T. schrieb: >> Aufbau > > Den Aufbau kannst du weitgehend vergessen, wenn der darauf befindliche > MOSFET die Glühlampe (10 mehr höherre Einschaltstrom) schaltet. > > Das Steckbrett ist so hochohmig, daß dann die Spannung zusammenbricht. > > Lege eine Leitung vom Akku zur Glühlampe zum MOSFET nach Minus vom Akku. > > Lege eine zweite Leitung auch vom Akku zum Steckbrett zur Schaltung mit > dem uC, der UNBEDINGT einen 100nF Kerko direkt von VCC nach GND > benötigt, und von GND eine Leitung nach Minus vom Akku. > > So sind die Stromkreise uC und Lampe völlig von einander getrennt und > kommen nur an den Akkuanschlüssen zusammen. Okay, werde versuchen das morgen umzusetzen.
MaWin schrieb: > Florian T. schrieb: >> Aufbau > > Den Aufbau kannst du weitgehend vergessen, wenn der darauf befindliche > MOSFET die Glühlampe (10 mehr höherre Einschaltstrom) schaltet. > > Das Steckbrett ist so hochohmig, daß dann die Spannung zusammenbricht. > > Lege eine Leitung vom Akku zur Glühlampe zum MOSFET nach Minus vom Akku. > > Lege eine zweite Leitung auch vom Akku zum Steckbrett zur Schaltung mit > dem uC, der UNBEDINGT einen 100nF Kerko direkt von VCC nach GND > benötigt, und von GND eine Leitung nach Minus vom Akku. > > So sind die Stromkreise uC und Lampe völlig von einander getrennt und > kommen nur an den Akkuanschlüssen zusammen. Okay habe Stromkreise getrennt und kriege jetzt sinnvolle Werte für die Ausschaltgrenze im Bereich +-25LSB, kommt wahrscheinlich daher, dass ich das Poti nicht perfekt einstellen kann. Ich verstehe aber noch nicht wirklich warum das jetzt geholfen hat, vor dem Auslagern der habe ich direkt am ADC Pin zu hohe Werte gemessen, nach dem Auslagern die richtigen, niedrigeren Werte. Warum misst der µC bei nicht ausgelagerter Lampe falsch?
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