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Thema:  Welcher Akkutyp ist zu bevorzugen? |
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28.12.2021, 23:22 Uhr
  Oldchap
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Hallo Christian,
Jürgen hat es schon gesagt: per Telemetrie werden generell Daten vom Empfänger zum Sender übertragen, also in Gegenrichtung zu den normalen Funksignalen. Damit kann man, geeignete Sensormodule im Modell vorausgesetzt, z.B. die aktuellen Spannungsdaten jeder Zelle nicht nur zum Sender übertragen, sondern dort auch Warnschwellen hinterlegen. Die lösen dann z.B. einen akustischen Alarm im Sender aus, wenn etwa die Spannung einer einzelnen Zelle einen kritischen Wert unterschreitet. Dadurch muß man nicht dauernd die Werte von 4 oder gar 8 LiFe-Zellen (= 13 oder 26 V) im Auge behalten und kann getrost auf ein BMS verzichten.
Beim Kauf der RC-Anlage sollte man tunlichst auf die Telemetriefähigkeit und auf die Verfügbarkeit geeigneter Sensormodulen achten. Ich benutze z.B. das Graupner HoTT System sowie den Electric Air Sensor. Der liefert u.a. die Spannung von bis zu 14 Lixx-Zellen an den Sender, dazu die Gesamtspannung, den aktuell fließenden Fahrstrom und sogar die aus den Akkus entnommene Kapazität (!). Außerdem können weitere Spannungen und auch Temperaturen angezeigt werden. Funktionen wie Höhenmesser, Vario, Reichweitengrenze etc. gäbs auch noch, aber die sind im Panzer eher weniger interessant.
Noch kurz zu den Motoren: meine Mat-Cons nehmen im Einsatz Ströme auf, die kurzzeitig schon mal doppelt so hoch sind wie die Nennströme. Ich habe auch mal die Kurzschlußströme vermessen, die etwa bei einer Blockade des Antriebs auftreten könnten. Die liegen z.B. beim 350 W Mat-Con bei 114 A entsprechend 2,7 kW pro Motor. Der (oder der Fahrtregler) wird dabei allerdings in Sekunden zerstört. Sinnvoll als Maximalstrom bei 1:6 und 100 bis 140 kg Modellgewicht sind im Alltag etwa 30 A pro Motor; bei 1:8 sicherlich entsprechend weniger.
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Viele Grüße
Gerhard
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Bigtanks-Köti 1:6, Hermann-Porsche-Köti 1:6, Bigtanks-Jati 1:6, Armortek-Japa 1:6, Spearhead Pz. IV 1:6
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29.12.2021, 09:23 Uhr
Bilko
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Hallo Jürgen, hallo Gerhard,
wieder erstmal vielen Dank für eure Hilfe. Jetzt habe ich wieder ein paar Stichworte nach denen ich mal googeln kann. Sprich ich beschäftige mich jetzt mal rund um das Thema Telemetrie.
Zu deinen Motoren noch ein paar Fragen. Es scheint so als hätte ich auch einen MatCon Motor mit 500 Watt. Der andere ist ein Dunkermotor. Wenn du davon sprichst, das der Blockadestrom bis zu 114 A sein kann, dann hast du also einen Akku der dann wieviel Ampere hat?
Gibt es denn nicht die Möglichkeit Motoren und andere elektronische Bauteile durch Sicherungen zu schützen, oder würde dann ein Modell mehr stehen als fahren, weil andauernd die Sicherung rausfliegt?
Gruß Christian
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29.12.2021, 11:05 Uhr
JuergenL
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Hallo Christian,
ich denke, das Beispiel von Gerhard mit dem Blockadestrom soll nur verdeutlichen, was da an kurzfristigem Strombedarf auftreten kann. Wenn deine Kette aus Akku, ESC und Motor das aushält, dann hast du viel Geld versenkt. Die Headway Zellen (s. h. https://www.i-tecc.de/shop/einzelzellen/lifepo4/headway/123/lifepo4-akku-38120le-10ah-headway?c=45) mit 10 Ah liefern z. B. einen Spitzenstrom von 150 A, die werden also nicht sofort defekt sein, wenn der Antrieb mit dem genannten Strom blockiert.
Sicherungen sind zwar möglich, helfen aber nicht wirklich weiter. Auf welchen Strom willst du die einstellen? Den Strom für den "Normal"-Betrieb? Dann steht das Modell bei jeder, auch nur kurzfristigen höheren Belastung. Auf den Blockierstrom? Dann wird vermutlich der Drehzahlsteller die Sicherung durch seinen Defekt schützen. Wenn du Schlimmes verhindern willst, nimmst du eine träge Sicherung, z. B. eine Schmelzsicherung aus dem Caravan-Bereich; die gibt es mW von 30A bis über 100A. Wenn aus irgendeinem Grund also ein hoher Strom für einen längeren Moment fließen sollte, dann unterbricht die Sicherung die Stromversorgung. Es wäre dann ein trial and error Verfahren, die passende Sicherung herauszufinden, die zum einen die Technik schützt aber zum anderen den Fahrbetrieb erlaubt. Aber keine Sorge, die Schmelzsicherungen kosten nur wenige Cent, da kannst du ruhig mit einem Sortiment starten.
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Beste Grüße
Jürgen
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Nicht denken lassen; selber denken
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29.12.2021, 11:41 Uhr
Bilko
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Hallo Jürgen,
also keine Sicherung! Die einzelne Zelle (ist doch eine einzelne Zelle?), hat 3,2 Volt. Da müsste ich dann also 8 Stück von bündeln um auf 24 Volt zu kommen und hätte dann dadurch gleich die Garantie das selbst bei einem Blockadestrom sich weder der Motor noch sonstwas in Rauch auflöst!?
Gruß Christian
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29.12.2021, 14:05 Uhr
JuergenL
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Hallo Christian,
ja, das ist eine einzelne Zelle mit 3,2V als Nennspannung, voll geladen haben die Zellen auch schon mal 3,5V, bei 8 Zellen sind das dann 28V, also sollten alle Komponenten diese Spannung auch vertragen. Oder du nimmst nur 7 Zellen, dann landest du bei 18 bis 24 Volt (je mach Ladezustand).
Rechne mal nach: Wenn dein Modell aus welchen Gründen auch immer 100A Strom zieht bei sogen wir 20V, dann ist das eine Leistung von 2kW. Jedes Teil der elektrischen Kette muss diese Leistung dann auch aushalten. Wenn du also für diese Dauerlast dimensionierst, wird es teuer. Die Alternative ist eben die Sicherung, die nach kurzer Zeit (< 1 Sekunde) den Stromkreis unterbricht, für diese kurze Zeitspanne hinreichend belastbare Komponenten zu finden, ist einfacher und schont den Geldbeutel.
Mein Fazit: Wenn du mit einer durchschnittlichen Stromaufnahme um die 20A im regulären Fahrbetrieb rechnest, dann nimm die 10 Ah-Zellen, aber plane den doppelten Platz. Dann kannst du immer noch, wenn die Betriebszeit nicht zufriedenstellend ist, einen zweiten, baugleichen Akku zur Kapazitätsverdopplung parallel schalten.
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Beste Grüße
Jürgen
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Nicht denken lassen; selber denken
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29.12.2021, 14:50 Uhr
Bilko
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Mein Gott ist das kompliziert!
Also doch die Sicherung.
Ich versuche mich mal schlau zu machen, sobald ich ein Konzept habe, stelle ich das hier mal vor.
Danke erstmal an alle bis hierhin.
Gruß Christian
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29.12.2021, 23:55 Uhr
Oldchap
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Hallo Christian,
lass Dich nicht kirre machen. Wir wollen ja nur aufzeigen, wie die elektrischen Verhältnisse sind, getrennt nach Theorie und Praxis.
Den tatsächlichen Blockierstrom bei 24 V misst nur jemand, der das Geld übrig hat, den Motor zu ruinieren, denn genau das kommt dabei raus! Ich messe Blockierströme bei sehr niedrigen Spannungen (max 1 - 2 V) mit einem Labornetzteil und rechne den Strom dann auf 24 V hoch. Das ist zuverlässig, weil ein blockierter Motor einen rein ohmschen Widerstand hat. Würde der Anker sich drehen können, würde er eine sog. Gegen-EMK aufbauen und das Ergebnis verfälschen. Der Blockierstrom ist also (hoffentlich) ein rein theoretischer Wert, denn wenn der einmal tatsächlich fließt und der Rest der Verfahrenskette von Akku über Verdrahtung bis Fahrtregler das aushält (!), ist der Motor blitzschnell reif für die Tonne!
Was der Panzer im Realbetrieb (ohne Blockade) tatsächlich für Ströme aufnimmt, läßt sich leider auch nur im Fahrbetrieb messen! Meine Stahlketten z.B. sind so extrem griffig, daß das Modell damit beim Tableturn in der Wiese rund 40 % mehr Strom aufnimmt als vorher mit den Zamak-Ketten! Das Ergebnis ist an der (ehemaligen) Grasnarbe deutlich zu sehen. Das Tableturn-Nest hatte vorher den gleichen dürftigen Bewuchs wie seine Umgebung. Der Panzer liegt in der Mitte auf und konnte sich deshalb nicht tiefer eingraben:
Ausgehend von diesen Messungen weiß ich, daß meine Modelle im ungünstigsten Fall eine Höchstlast von bis zu 65 A erzeugen können (beide Motoren zugleich und meist für weniger als eine Sekunde). Daher habe ich elektromagnetisch / thermische Sicherungsautomaten mit 30 A verwendet, und zwar zunächst 2 Stück parallel. Das ist suboptimal, aber einen passenden 60 A - Automaten habe ich damals nicht gefunden und Schmelzsicherungen sind nicht so mein Ding. Zu Testzwecken habe ich dann nur einen der 2 Automaten eingeschaltet und siehe da, das Modell kam in 99 % der Fälle damit aus. Meine Automaten sind also relativ träge, daher habe ich auch die mal vermessen. Am Regelnetzteil gemessen löst ein solcher Automat bei 45 A in 10 Sekunden aus, bei 60 A in zwei Sekunden und bei 80 A blitzschnell. Nach dieser Erkenntnis habe ich in den nächsten Modellen nur noch je einen solchen Automaten verbaut. Gut finde ich, daß so ein Ding (es stammt übrigens aus einem echten Panzer) gleich noch als Hauptschalter taugt.
Um zum Akku zurückzukehren: der muß also auch nicht die 114 A liefern können, aber er sollte wenigstens nicht Schaden nehmen, bevor der Automat auslösen kann. Gleiches gilt für den Fahrtregler, sonst macht ja der Automat keinen Sinn. Ein Maximalstrom von z.B. 80 A für den Akku wäre eine gute Sache. Die meisten LiFe-Akkus liegen deutlich darüber, machen also keine Probleme. Als Fahrtregler nehme ich den SGS TVC B100, der 2 x 100 A Nennstrom liefern kann. Das klingt sehr hoch, ist es aber nicht. Der Wert gilt nämlich bei allen PWM-Fahrtreglern nur für volle Durchsteuerung (Vollgas), und das braucht man beim Panzer praktisch nie. Bei Halbgas schafft der Fahrtregler bestenfalls 60 % seiner Vollgasleistung; hieralso 60 A (pro Motor). Das ist immer noch voll ausreichend, macht den Regler aber schon so heiß, daß ich in meinen 2 schweren Modellen (138 und 160 kg) Kühlungen für den Fahrtregler verwende.
Dein Model wird sicherlich leichter und braucht damit vermutlich deutlich weniger Strom. Dennoch weiß man das erst, wenn es mal gemessen wird. Dafür ist die Telemetrie da.
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Viele Grüße
Gerhard
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| Beitrag 1 mal editiert. Zuletzt editiert von Oldchap am 30.12.2021 00:00.
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01.01.2022, 17:59 Uhr
Bilko
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Ein frohes neues Jahr wünsche ich allen.
Inzwischen habe ich mich auf die Suche nach Infos über das Thema Elektronik im Modellbau begeben. Es läuft stellenweise recht gut, anderseits ergeben sich manchmal mehr neue Fragen, als ich antworten bekomme!
Von daher würde ich auch gerne immer mal wieder hier die ein oder andere Frage stellen, die ich über das Internet leider nicht gelöst bekomme.
Wenn ich besser über die Telemetrie der Fernsteuerung statt über ein BMS gehen soll (was mir durchaus einleuchtet), wie kann ich dann die Akkus vernünftig laden? Ist dafür dann der Balancer im Ladegerät zuständig? Und wenn ja, muss der Akku dafür dann ein separates Kabel angeschlossen haben?
Dann habe ich etwas über Hochstromempfänger gelesen. Die sollen für Systeme ab 7 Volt einsetzbar sein um sich nicht alles wegen eventueller hoher Ströme zu zerschießen. Heißt das die sind dann auch besser für 24 V geeignet, oder ist das dann auch egal?
Gruß Christian
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01.01.2022, 23:36 Uhr
Oldchap
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Hallo Christian,
wenn Du LiXX-Akkus (also LiFePO4 bzw. Li-Ion, bitte NICHT LiPo) und kein BMS nehmen möchtest, muß Dein Ladegerät einen Balancer haben und natürlich generell für die gewünschte Zellenzahl geeignet sein. Da gibts einen kleinen Haken, denn viele Ladegeräte können nur 6 oder 7 LiXX-Zellen auf einmal laden / balancen. 24 V im Panzer lassen sich aber am besten mit 8 LiXX-Zellen darstellen (im Mittel rund 26 V; voll geladen allerdings bis fast 30 V). Ladegeräte, die mindestens 8 Zellen auf einmal laden können, sind etwas teurer. Wer sparen will und die doppelten Ladezeiten in Kauf nimmt, kann 8 Zellen in 2 "Paketen" zu je 4 Zellen laden. Dazu müssen die noch nicht mal getrennt werden. Ich bevorzuge allerdings ein Ladegerät, das die 8 Zellen auf einmal schafft.
Hochstrom-Empfänger müssen eigentlich Hochspannungsempfänger heißen, denn darum geht es. Allerdings heißen die meisten Empfänger so, weil sie die im Modellbau gängigen 2 LiPo-Zellen und somit maximal 8,4 Volt verkraften; im Gegensatz zu den jahrzehntelang üblichen 4 Nickelzellen mit zusammen nur 4,8 V. Ich kenne bislang nur EINEN Empfänger, der Spannungen bis 28 V verträgt, und der wird nicht mehr hergestellt. Wir brauchen also im Panzer mindestens ZWEI Spannungen, die Fahrspannung und die Spannung für die Elektronik (Empfänger, Servos etc.) von 5 bis 6 V. Alle Empfänger und Servos etc. können mit max. 6 V arbeiten; bestimmte Exemplare auch bis 8,4 V. Die Empfängerspannung kann man entweder mit einem eigenen Akku erzeugen (z.B. 4 - 5 Nickelzellen) oder mit einem sog. Spannungswandler aus der Fahrspannung gewinnen. So mache ich das, weil ich nur EINEN Akkusatz im Panzer haben will. Manche Fahrtregler haben ein sog. BEC eingebaut (Battery Eliminator Circuit), das genau dieses Problem löst. Diese Schaltungen gibt es beim Chinesen für wenig Geld auch einzeln zu kaufen.
Solltest Du darüber hinaus auch noch 12 V benötigen, etwa für den Sound, dann läßt sich das z.B. mit einem 2. Spannungswandler lösen. Ich habe es mir allerdings abgewöhnt, mein Beier-Soundmodul mit 12 V zu betreiben, weil das auch schon ab 5 V läuft. Der Sound wäre da allerdings zu leise, aber ich benutze dafür sowieso Nachbrenner-Verstärker, die wiederum direkt mit der Fahrspannung arbeiten können. Damit komme ich mit EINER Hilfsspannung via Wandler aus.
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Viele Grüße
Gerhard
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02.01.2022, 14:20 Uhr
Bilko
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Macht es Sinn einen Lifepo Akku aus den einzelnen 3,2 Volt Zellenzu einem 25,6 Volt Blockzusammen zu basteln und sich dann von einzelnen Zellen die jeweilige Spannung zu holen? Oder würde der 24 Volt Motor schon garnicht mit den 25,6 Volt zurecht kommen?
Gruß Christian
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02.01.2022, 15:25 Uhr
Oldchap
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Hallo Christian,
ich habe alle meine LiFe Akkus aus einzelnen Zellen aufgebaut; zu je 8 Stück für die 24 V - Antriebe. Die Mat-Con-Motoren würden auch mit 12 V und mit 36 V noch laufen. Die 24 V sind als "Nennspannung" zu sehen; das ist die Spannung, auf die sich die anderen angegebenen Werte beziehen; etwa die Nennleistung.
Hier z.B. der Fahrakku der Friederike (Pz IV). bestehend aus 8 Life-Zellen in 2 Blöcken zu je 4 Stück, noch im teilmontierten Zustand:
Und hier mit fertiger Verdrahtung für das Balancing. Ich benutze dazu 9-polige Stecker aus dem PC-Bereich, weil der 8-Zellige Akku 9 Anschlüsse zum Balancing benötigt:
Hier das Bedienpult des Panzers (unter der Funkerluke). Man erkennt u.a. den Sicherungs-Hauptschalter, die EIN-Taster für Fahr- und Steuersystem, den gemeinsamen AUS-Taster sowie den Hauptschalter für das Soundsystem. Unten sieht man den 9-poligen Balancer-Anschluß, der beim Umbau auf LiFes nachträglich eingefügt werden mußte. Der Rest sind Ladebuchsen und Kontrolllampen sowie eine Schmelzsicherung für die Hilfsstromkreise.
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Viele Grüße
Gerhard
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03.01.2022, 08:18 Uhr
Bilko
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Hallo Gerhard,
Wieviele „einzelne 3,2 V Akkus“ sind denn in jeder Zelle verbaut und auf wieviel Ah kommst du damit? Wie lange lässt sich dein Panzer damit fahren, nur um mal zu wissen wo ich mich ungefähr bewegen muss!?
Gruß Christian
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03.01.2022, 09:49 Uhr
JuergenL
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Hallo Christian,
von wenigen Ausnahmen abgesehen, besteht jeder Akku aus mehreren Zellen, selbst der Akku in deinem Auto hat sechs. Gerhards Beispiel sagt also, dass er acht Zellen (Nennspannung 3,2 V) zu seinem Akku mit dann 25,6 V zusammengeschaltet hat.
Und, um der nächsten Frage gleich vorzubeugen , das nennt man eine serielle Schaltung, bei Akkus gern mit "s" abgekürzt, also für das Beispiel heißt das "LiFePO4 8s". "p" steht für die parallele Schaltung, dabei bleibt die Spannung gleich, aber die Kapazität verdoppelt sich. Wenn du z. B.. 10 Ah Zellen LiFePO4 nimmst und 16 Stück davon einsetzt in der Form 8s2p, bekommst du einen Akku mit 25,6 V und 20 Ah.
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Beste Grüße
Jürgen
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03.01.2022, 15:18 Uhr
Bilko
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Ok, das heißt in jedem dieser blauen Kisten ist genau eine 3,2 Volt Zelle beheimatet?!
Dann bliebe noch die Frage wieviel Ah Gerhard jetzt hat und wie lange er damit fahren kann?
Gruß Christian
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03.01.2022, 17:01 Uhr
Oldchap
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Hallo Christian,
Jürgen hat es im Prinzip schon gesagt. Jedes dieser blaugrünen Dinger ist eine einzelne LiFe-Zelle mit 3,6 V und 20 Ah. Die Fahrzeit ist schwer zu bestimmen, weil die extrem vom Einsatzprofil abhängt (das ist beim Original übrgens kaum anders). Die Telemetrie hat ergeben, daß z.B. Drehen auf dem Teller (als schlimmste Form der Kurvenfahrt) bis zu 15 x soviel Strom braucht wie eine Geradeausfahrt in der Ebene. Damit kann man sich leicht denken, daß Einsätze mit viel Kurven die Fahrzeit erheblich vermindern. Umgekehrt schluckt das ganze Modell auf ebener Hartbahn (Straße) geradeaus und mit wenig Krawall kaum über 4 A.
Um es mal ganz grob zu sagen: bei reinen Geländeeinsätzen (Sand) und maximalem Krawall komme ich mit diesen Akkus (es sind meine schwächsten) im Schnitt auf gut 2 Fahrstunden. Dabei hat auch der Sound mit 2 x 60 Watt seinen Anteil.
Beim Pöti (Köti mit Porscheturm) habe ich 40 Ah - Zellen verbaut; das Modell hat zwei 500-er Motoren und ist mit rund 160 kg mein schwerstes. Auch das kommt aber bei Geradeausfahrt auf der Straße (und etwas reduziertem Sound, wegen der Anwohner  ) mit sagenhaft niedrigen 5 A aus. Aber wer will schon auf der Straße 8 Stunden lang geradeaus fahren? 
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Viele Grüße
Gerhard
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