Seid Gegrüßt. Ich würde gerne ein Heizelement, 220V AC, mit dem Atmega regeln/pulsen. Nun habe ich bei Reichelt schöne Halbleiterrelais gefunden, die relativ schnell, häufig und viel Leistung schalten. Nun Frage ich mich, mit welcher Frequenz? Ich denke alles unter 1Hz wird zu schnell sein, müsste ich also richtung 5-10 Hz wandern? seht ihr da irgendwelche probleme? den aufwand mit dem 0-durchlauf und evtl. triacs möchte ich mir nicht wirklich geben und wäre hier auch fehl am platze (glaube ich). und warum so schnell? - weil ich die vorgegebene temperatur relativ genau einhalten sollte (temperaturrampen abfahren...) dann danke ich euch schonmal für die hilfe schöne nacht noch
Ab einer bestimmten Leistung darf man nur Pulspaketsteuerung machen, achte drauf daß die gleichspannungsfrei sind, also gleich viele positive wie negative Halbwellen. Bei Glühlampenähnlichen Heizewndeln muss man eher schnell schalten (x aus 10 Halbwellen oder so), bei trägemn könntest du im Minutenabstand heizen. Jedes Schalten bewirkt in schwachen Installationen ein Flackern der an dieselbe Leitung angeschlossenen Lampen, das nervt bei 5Hz und auch bei 5 Sekunden, da sind 30 Minuten sicherlich besser.
So vergiss mal alles was der über mir geschrieben hat. Das ist noch nix für dich ... Was du brauchst ist eine sog. PWM. Siehe hierzu einige Tutorials hier. So wie ich das lese willst du sowas wie einen Reflow-Ofen bauen ?! Egal - wenn du richtig Temperaturrampen fahren willst und so kommst du um PWM nicht rum. Ein Relais ist hier völlig fehl am Platz. Was ist den an Leistungstransistoren so schlimm ? Haben doch sogar weniger Pins wie die Relais =) Mit 1Hz wirst du keine vernünftige und auch nur ansatzweise stabile Temperatur herbekommen. Von Temperaturrampen fahren wollen wir hier nichtmal träumen ... Musst nach Reflowofen-Steuerungen z.B. hier im Forum ausschau halten. Da gibt es tausende Projekt die Temperaturrampen in allen Formen und Möglichkeiten anfahren. Ohne PWM noGo =) sorry
Lehrmann du hast ganz bestimmt noch nie Temperatur geregelt... garantiert !
> Nun Frage ich mich, mit >welcher Frequenz? Ich denke alles unter 1Hz wird zu schnell sein, müsste >ich also richtung 5-10 Hz wandern? seht ihr da irgendwelche probleme? >den aufwand mit dem 0-durchlauf und evtl. triacs möchte ich mir nicht >wirklich geben und wäre hier auch fehl am platze (glaube ich). >und warum so schnell? Das ist bei einer Temperatursteuerung ziemlich egal. Es dauert sowieso eine gewisse Zeit, bis eine Änderung der Leistung sich in der Temperatur bemerkbar macht. Bei einem Elektromotor ist das z. B. was anderes. Letzlich wirst Du auch mit 0,1Hz hinkommen, ich würde 1 Hz nehmen. Da kannst Du jede Sekunde die Leistung anpassen und schaltest nicht innerhalb der Halbwellen rum. Du kannst die Halbleiterrelais nehmen (die gibt es auch mit eingebauter Nullspannungserkennung), die haben dann auch eine eingebaute Potentialtrennung (im Gegensatz zu Transistoren). Aber letzlich ist das keine Hexerei. Gruss Axel
@ Lehrmann Michael: Ich kann mich zuueiligderMeister nur anschliessen, du hast nicht die geringste Ahnung. PWM bei einer 230V AC -Heizung? @ Toni: das Problem mit der Nulldurchgangssteuerung löst du elegant, wenn du ein Halbleiterrelais mit Nulldurchgangssteuerung nimmst oder selber aus einem passenden Optokoppler mit passendem Triac zusammenlötest. Als Optokoppler wäre z.B. der MOC304x geeignet: http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/fairchild/MOC3041-M.pdf Welche Frequenz du für die Pulspaketsteuerung nimmst, hängt natürlich auch von der Leistung der Heizung und von der Trägheit des beheizten Systems ab. Einen großen Industrieofen mit 50 kW kann ich problemlos mit mehreren Minuten Periodendauer ausregeln, bei einer sehr kleinen Heizung, die sehr schnell auf Laständerungen reagiert, wird 1Hz vermutlich besser geeignet sein. Ausserdem gilt natürlich das, was MaWin gesagt hat, die Beleuchtung im selben Haushalt wird bei größeren Heizleistungen lustig mitflackern. Das wäre bei 1 Hz relativ nervig.
> Ich denke alles unter 1Hz wird zu schnell sein Wahrscheinlich. Das es 100 Nulldurchgänge pro Sekunde gibt, kann man nur mit einer Zykluszeit von >= 1s mit 1% Auflösung regeln, sofern das SSR eine Nulldurchgangsschaltung hat. Heizelemente sind oft sehr stark (zum Aufheizen, für das Beseitigen von Störungen), aber im Dauerbetrieb braucht man zum Ausgleich der Temperaturverluste je nach Strecke oft nur sehr wenig Heizleistung (z.B. 5% der Maximalleistung). Deshalb kann feine Dosierng der Heizleistung vorteilhaft sein. > müsste ich also richtung 5-10 Hz Ähm, wenn 1hz zu schnell ist, dann ist 10hz erst recht zu schnell. Du meinst sicher 5-10s? Das Heizintervall ist i.d.R. auch das Regelintervall. Eine Daumenregel dazu: 1/10 bis 1/100 der Zeit, in der eine Störung ausgeregelt werden soll, wäre eine gute Zykluszeit für den Regler. Wenn es also beispielsweise einen Zufluss gibt und Du möchtest, dass die Abkühlung dadurch in 1 Minute ausgeregelt ist (und das Stellglied kann das schaffen), dann wäre ca 1s-5s eine gute Zykluszeit. Wenn ein PID-Regler im Spiel ist, der einen D-Anteil berechnet, dann muss man noch beachten, dass man bei der Reduzierung der Zykluszeit irgendwann an die Auflösungsgrenze des Sensors kommt und die Berechnung des D-Anteils dadurch immer schlechter wird. Wenn sich die Temperatur beispielsweise typischerweise mit +-0.2 Grad/s ändert und der Sensor 0.1 Grad Auflösung hat, dann würde eine Zykluszeit von 1s zu einem sehr unstetigen D-Anteil führen (3 Stufen).
> So vergiss mal alles was der über mir geschrieben hat. > Das ist noch nix für dich ... Unglaublich, und danach kommt so ein Humbug wie ein Transistor an 230V~...
Dietmar schrieb: > Wenn sich die Temperatur > beispielsweise typischerweise mit +-0.2 Grad/s ändert und der Sensor 0.1 > Grad Auflösung hat, dann würde eine Zykluszeit von 1s zu einem sehr > unstetigen D-Anteil führen (3 Stufen). D-Anteil hat bei Temperaturregelungen in 99% aller Fälle nichts verloren. Ich habe die Temperaturregelung einer Nebelmachine (1.8kW) auf 250°C mit einem nullspannungsschaltenden SSR gemacht, angesteuert mit einem PWM, Periodendauer 2s. Das Teil regelt sauber aus, auch bei 'Dauernebeln'. ;-) Als Anhaltspunkt bei kleineren Leistungen kann man einen digitalen WELLER-Lötkolben nehmen und die Heizungs-LED beim Nachregeln beobachten. Dann hat man eine ungefähre Dimension der Frequenz/Impulslänge.
> D-Anteil hat bei Temperaturregelungen in 99% aller Fälle nichts
verloren
Das ist Unsinn. Wo man Störungen hat, kann man einen D-Anteil sehr gut
gebrauchen - auch bei Temperaturregelungen (ob Heizelemente in
Lötstationen, Thermoblocks in Millionen Vollautomaten usw).
Du meinst wohl einen I-Anteil. Der D-Anteil macht die Regelung gegen Störungen empfindlich.
>und so kommst du um PWM nicht rum.
tja, ein-aus-schalten ist immer PWM, auch mit nem Relais.
hallöchen!!! wow, ist ja relativ viel zusammen gekommen, danke dafür. ich hab ehrlich gesagt absolut kein plan zur auslegung/herangehensweise zum schalten der heizelemente. ich werde es auch probieren müssen. auf jeden fall möchte ich einen temperofen (für G/CFK) basteln, mit rund 1m³ und 0.5m³ rauminhalt, 2KW heizleistung und bis max ca. 120 °C (ich hoffe das die leistung dafür ausreicht). als Heizelemente werden eine art Backofenröhren mit rippen zum einsatz kommen + ein lüfter zum umwälzen. wegen dem flackernden licht: macht nix, kommt eh in die werkstatt... wie ich nun weiter vorgehen werde: solch ein relais mit nulldurchgangserkennung hört sich gut, werde ich mal danach suchen und das ganze dann mal mit 1hz schaltfrequenz ausprobieren. meine vermutung war halt, das ich mit ner kleineren schaltfrequenz von 1hz eben im schlimmsten falle zuviele wellen zerschneide und es evtl. zu rückkopplungen ins netz kommt, oder gar die temp. fast nicht zu regeln ist. aber 1hz scheint ein guter kompromiss zu sein. Vielen dank nochmal, ich werde weiter berichten...
einige MOC... Koppler haben Nulldurchg.-erkennung , dahinter einfach ein TRIAC (mit Schutzbeschaltung!!) ......
>Was verstehst Du unter Schutzbeschaltung?
Dass die TRIACs nicht "durchhauen"
Toni schrieb: > solch ein relais mit nulldurchgangserkennung hört sich gut, werde ich > mal danach suchen und das ganze dann mal mit 1hz schaltfrequenz > ausprobieren. Bei den Dimensionen kannst du auch mit 0,05 Hz schalten - das ist dermaßen träge bei sehr moderaten Anforderungen an die Regelgenauigkeit.
MCUA schrieb:
>tja, ein-aus-schalten ist immer PWM, auch mit nem Relais.
Das sehe ich nicht so.
PWM ist die Abkürzung für Puls Weiten Modulation. In der Praxis versteht
man darunter, dass man abhängig von der Stellgröße des Reglers eine
Rechteckspannung mit unterschiedlichem Tastverhältnis erzeugt. Die Länge
des "Ein"-Zustands, also die Weite des Pulses, wird verändert.
Bei einer Pulspaketsteuerung bleibt die Länge/Weite eines einzelnen
Pulses immer gleich, nämlich sinnvollerweise zwei aufeinanderfolgende
Halbwellen des 50Hz Netzwechselstroms. Ich verändere innerhalb der vom
Regler vorgegebenen Zeitperiode lediglich die Anzahl der Pulse.
Andreas H. schrieb: > PWM ist die Abkürzung für Puls Weiten Modulation. In der Praxis versteht > man darunter, dass man abhängig von der Stellgröße des Reglers eine > Rechteckspannung mit unterschiedlichem Tastverhältnis erzeugt. Die Länge > des "Ein"-Zustands, also die Weite des Pulses, wird verändert. Selbstverständlich kann man eine PWM auch mit Relais realisieren, so lange die Frequenz niedrig genug ist.
> Du meinst wohl einen I-Anteil. Der D-Anteil macht die Regelung gegen Störungen empfindlich. Ich meinte tatsächlich den D-Anteil. Mit Störungen waren Störungen der Regelgrösse gemeint (also z.B. das Abkühlen des Heizelements, weil eine Lötspitze Material berührt, oder weil kaltes Wasser durch einen Thermoblock fliesst). Dabei entstehen schnelle Temperaturänderungen, die der D-Anteil dämpft, da er entgegengesezt proportional zur Störungsentwicklung ist. Ebenso dämpft D die Schwingungen, die durch P/I entstehen. Der D-Anteil macht die Strecke allerdings für Noise im Sensorsignal empfindlich - falls das gemeint war. > aber 1hz scheint ein guter kompromiss zu sein Für einen trägen 1m³-Ofen ist das ersten unnötig schnell und zweitens wegen der 1800W vom Stromversorger vermutlich nicht erlaubt. Die maximale Geschwindigkeit der Einschaltvorgänge in dieser Leistungsklasse ist in den Anschlussbedingungen Deines Stromversorgers geregelt und dürfte bei ca 5 mal pro Minute liegen, also 0.2hz.
>>tja, ein-aus-schalten ist immer PWM, auch mit nem Relais. >Das sehe ich nicht so. >PWM ist die Abkürzung für Puls Weiten Modulation. Du sagt es selbst: Puls-Weiten-Modulation. Natürlich geht das mit Relais! (aber natürlich viel langsamer als mit Elektronik (!), und evtl zu langsam für bestimmte Anwendungen) Aber in "PWM" steckt ja keine konkr. Zeitdauer drin. (könnte statt us oder ns ja auch s oder min oder h oder sonstwas sein)
Dietmar schrieb: > Dabei entstehen schnelle Temperaturänderungen, die > der D-Anteil dämpft, da er entgegengesezt proportional zur > Störungsentwicklung ist. Hmmm... mir ist in meinen 24 Jahren, in denen ich industrielle Regelungen betreue, noch kein PID-Regler begegnet. Die Systeme sind so träge, dass ein D-Anteil die Regelung nur anfällig gegen Schwingen machen würde. ;-)
@MCUA Danke fürs offtopic, was den Thread, der sonst schon ziemlich verhauen wurde durch die verschiedenen ansichtsweisen, unnötig weiterverkompliziert. Natürlich kannst du eine PWM mit 10s pulsdauer machen. Aber dann hast du z.B. 4s ein, 6s aus oder 1s ein, 9s aus, aber die Summe macht immer 10s. Für eine Tempregelung kannst du das aber auch ohne PWM machen, nämlich z.B. 1s ein, 4s aus, 2s ein, 1s aus, etc. pp. Dadurch brauchst du eben NICHT unbedingt eine PWM
aaaaalso ... ich muss aus meiner Erfahrung sagen, dass ich bisher auch 2 Projekt hatte, bei dem ich einen D Anteil eingesetzt hatte. Sonst waren es immer PI Regler - vielmals Kaskadenregler. Wann braucht man einen D-Anteil ? Ein D-Anteil braucht man NICHT in einem System erster Ordnung. Ein D-Anteil braucht man erst ab einem System 2. Ordnung. Dann kann man mit dem D-Anteil das System bedämpfen und kann damit die P/I Anteile höher wählen, und die Regelung bleibt stabil. Üblicherweise bekommt man die Einschwingzeit mit D dann etwa halbiert.
Dietmar schrieb: > Ich meinte tatsächlich den D-Anteil. Mit Störungen waren Störungen der > Regelgrösse gemeint (also z.B. das Abkühlen des Heizelements, weil eine > Lötspitze Material berührt, oder weil kaltes Wasser durch einen > Thermoblock fliesst). Dann war aber Thilos Bemerkung völlig richtig. Für einen Temperofen braucht man mit Sicherheit keinen D-Anteil in der Regelung. Da wird wohl auch ein einfacher Zweipunktregler reichen.
(wollte nur drauf hinweissen, dass eine ein-aus-schltg automatisch immer PWM ist, also nicht aufregen) >Für eine Tempregelung kannst du das aber auch ohne PWM machen, nämlich >z.B. 1s ein, 4s aus, 2s ein, 1s aus, etc. pp. >Dadurch brauchst du eben NICHT unbedingt eine PWM Aber dann ist es SCHON WIEDER (unsymm.) PWM!
Also ich hab meinen Reflowofen mit PWM am laufen. Funktioniert bestens. Pfeifer macht's im übrigen auch so. http://thomaspfeifer.net/ Aber ich weiss hauptsache gelabert ....
Uhu Uhuhu schrieb: > Da wird wohl auch ein einfacher Zweipunktregler reichen. Das sehe ich genauso. Der beschriebene Ofen sollte auf Grund seiner thermischen Masse ziemlich träge sein. Der Quirl wird es etwas flotter machen, aber immer noch locker ausreichend. Ich schalte mit einer 2-Punkt-Regelung 7,5 kW (Saunaofen), und die Temperatur schwingt nur um ca. 3 Grad bei 100 Grad Celsius (1,5 Grad überschwingen, 1,5 Grad unterschwingen), und das ohne Quirl, also nur durch Konvektion. Er hat uns zwar nichts über seine erforderlichen Grenzen erzählt, aber die werden wohl nicht anspruchsvoll sein.
so, ich mal wieder. der thread ist in der tat nun sehr unübersichtlich, ich werde das für mein verständnis beste herausfiltern :). und meine grenzen sind in der tat nicht wirklich festegelegt, ich möchte es nur so genau wie möglich hinbekommen. ich denke eh das eine steile rampe mit den 2kw heizleistung nicht wirklich zu schaffen sind, zumal zum regeln noch etwas luft noch oben sinnvoll wäre... wenn ich auf 0.5K/min komme reicht mir das aus... aber nochmals danke für eure tipps, ich werde euch auf dem laufenden halten...
Toni schrieb: > auf jeden fall möchte ich einen temperofen (für G/CFK) basteln, mit rund > 1m³ und 0.5m³ rauminhalt, 2KW heizleistung und bis max ca. 120 °C (ich > hoffe das die leistung dafür ausreicht). > als Heizelemente werden eine art Backofenröhren mit rippen zum einsatz > kommen + ein lüfter zum umwälzen. Mit dem Kunststoffbacken kenn ich mich ja nicht aus: - Wie lange und bei welcher Temperatur muß das Zeug denn bearbeitet werden? - Und innerhalb welcher Toleranzen? - Gibt es auch Zeit/Temperaturprofile, die je nach Volumen/Oberfläche/Masse des Backstücks eingehalten werden müssen, um z.B. Spannungsbildung durch ungleichmäßige Temperaturverteilung im Werkstück beim Erhitzen und auch Abkühlen zu vermeiden? Toni schrieb: > wenn ich auf 0.5K/min komme reicht mir das aus... Ist das über den ganzen Prozeß bzw. im Zieltemperaturbereich gemeint? Das müßte mit 2 kW noch zu machen sein, sofern das Werkstück keine sehr große thermische Masse hat. Vorheizen wird wohl ebenfalls Pflicht sein (auf deutlich über dem Zielwert wegen der Abkühlung beim Öffen). Stichwort Öffnen: Kann der Werkstück ohne Probleme in wenigen Sekunden eingebracht werden oder muß der Aufbau quasi im Ofen erfolgen? Oder kommt es bei der Anwendung gar nicht auf solche Details/Genauigkeiten an? Was genau willst Du eigentlich herstellen, Modellbau? Was bin ich heute wieder neugierig ...
Lutz schrieb: > Mit dem Kunststoffbacken kenn ich mich ja nicht aus: > - Wie lange und bei welcher Temperatur muß das Zeug denn bearbeitet > werden? - Und innerhalb welcher Toleranzen? > - Gibt es auch Zeit/Temperaturprofile, die je nach > Volumen/Oberfläche/Masse des Backstücks eingehalten werden müssen, um > z.B. Spannungsbildung durch ungleichmäßige Temperaturverteilung im > Werkstück beim Erhitzen und auch Abkühlen zu vermeiden? 1. das hängt vom verwendeten harz ab. der hersteller gibt für jedes harz-härter gemisch im datenblatt eine bestimmte temperkurve an. die z.b. folgende werte enthält: - aufheizen mit 10°C/h auf 50°C - 10h diese temperatur halten - aufheizen auf 100°C - 2 h halten - abkühlen auf 80 °C mit 5°C/h - 4h halten - abkühlen auf raumtemperatur mit 10°C/h so zum beispiel. das hat den sinn, damit sich beim aufheizen das teil nicht verzieht (da beim zu schnellen aufwärmen das harz wieder weich wird) und alle verbindungen zu 100% vernetzen können. zu 2. da die schichtdicken sich meist im kleinen mm bereich abspielen, ist die temperkurve für jede art von bauteil einzusetzten. die temperkurven sind dafür auch abgestimmt, damit jede ecke mit wärme versehen wird.
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.