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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Leistung einer Herdplatte steuern


Autor: Philipp (Gast)
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Hallo,

ich möchte die Leistung einer Herdplatte steuern. Das ganz wird für
eine geregelte Temperatur in einem Kochtopf benötigt. Zum Heizen habe
ich so ein 2-Plattenherd. Die größere der beiden Platten soll dabei
verwendet werden. Auf dem Herd steht eine Leistungsaufnahme von 3KW.
Ich denke man sollte die Schaltung also für 2KW auslegen. Ich dachte
ich stelle die Herdplatte auf volle Stufe und baue dann einen
zwischenstecker der einen Phasenschnittsteuerung macht. Gibt es dafür
bessere Lösungen? Was wäre das einfachste bei so einer großen Leistung?
Ein Mikrocontroller wäre übrigens ohnehin bereits in der Schaltung.

Vielen Dank
Gruß Philipp

Autor: Roland (Gast)
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Eine Heizung wird mit Impulsen geregelt.
Es gab hier auch vor kurzem einen Thread zu dem Thema.

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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Ganz moderne Herde haben am Rande der Kochfläche ein teleskopähnliches
Bauteil, das ein Thermopile enthält. Damit kann man sehr genau
berührungslos eine Temperatur messen.

MW

Autor: Roland (Gast)
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Genau, die Temperatur messen und über PID mit Impulsen regeln.

Autor: mhhhh (Gast)
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...dieser Roland schwätzt aber ganz schön rum!!!


ts

Autor: Oliver (Gast)
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Bei der Trägheit der Platte mit Topf oben drauf wäre eine
Phasenanschnittsteuerung der reine overkill. Da tut es auch schon ein
Schalter (Relais, etc.) im Sekundentakt.

Oliver

Autor: Roland (Gast)
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@mhhh:

Kannst du deine Aussage bitte begründen?

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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@ Oliver,
ich würde eine Halbleiterlösung immer einer mechanischen vorziehen.
Wenn kein Phasenanschnitt wg. vieler Bauteile kann man über eine
Vollwellensteuerung nachdenken. Aber Relais? Nein!

MW

Autor: Roland (Gast)
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Relais würde ich auch nicht nehmen wegen der Lebensdauer. Ausserdem
stört das rumgeklackere auch.

Autor: Testbildtester (Gast)
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@Philip

bitte sag´ mal an wie genau die Temparaturregelung sein soll bzw. nenne
mal die Anwendung.

Wenn die Temparatur nicht hochgenau sein soll reicht eine Regelung mit
einem einfachen Temparaturschalter. Das ist die kostengünstigste und am
einfachsten zu realisierende Variante.

Wenn´s denn doch genauer (stabiler) sein soll kommst du um einen
Phasenanschnitt nicht herum. Dann würde ich einen Dimmer der
entsprechenden Leistungsklasse evtl. bei Ebay ersteigern und über einen
geeigtneten Temparaturfühler regeln.

Autor: Roland (Gast)
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Also ich würde einen Dimmer nicht nehmen, ist nicht die eleganteste
Lösung.

Autor: karadur (Gast)
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Hallo

bei der Trägheit der Herdplatte reicht, wie andere bereits geschrieben
haben, eine Steuerung über Pakete. Das heißt Solid-State-Relais und
dann ganze Wellen schalten. So werden übrigens auch Industrieöfen
geregelt. Man erzeugt so die wenigsten Störungen und schnell genug ist
das auch.

Autor: Roland (Gast)
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Und auch sehr genau wenn man es über PID macht.

Autor: Philipp (Gast)
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Vielen Dank schonmal. Die Regelung soll später auch per PID laufen, das
geschiet allerdings auf einem Notebook. Der Temperatur Verlauf soll
ohnehin protokolliert werden usw, von daher benötige ich eh richtige
Tempsensoren. Es geht hier wirklich nur um die Ansteurung der 2KW
Platte. Kann ich da einfach einen Thyristor nehmen, dann die
Nulldurchgänge zählen und zB den Thyristor bei jedem Nulldurchgang
zünden, jeden 2., 3. .... je nach bedarf halt. ODer ist das eine eher
schlechte Lösung?

Gruß Philipp

Autor: Philipp (Gast)
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Vielen Dank schonmal. Die Regelung soll später auch per PID laufen, das
geschiet allerdings auf einem Notebook. Der Temperatur Verlauf soll
ohnehin protokolliert werden usw, von daher benötige ich eh richtige
Tempsensoren. Es geht hier wirklich nur um die Ansteurung der 2KW
Platte. Kann ich da einfach einen Thyristor nehmen, dann die
Nulldurchgänge zählen und zB den Thyristor bei jedem Nulldurchgang
zünden, jeden 2., 3. .... je nach bedarf halt. ODer ist das eine eher
schlechte Lösung?

Gruß Philipp

Achja, Temperatur Genauigkeit kann ich noch nicht genau sagen, ist ein
Hobby Projekt bei dem ich nur für den Elektronik und Softwareteil
zuständig bin. Wird aber wohl so um 1-2°C gehen

Autor: Philipp (Gast)
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Sorry fürs doppelt posten, hatte es brach eben ab.

Beim zünden wäre wohl Sinnvoller nicht jeden 2. 3. usw zu zünden.
Sondern jeden 2. 3. usw nicht zu zünden. Sonst kann man im ersten
Schritt ja schon nur noch 50% der Leistung nutzen

Gruß Philipp

Autor: Roland (Gast)
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Ich würde keine festen Pulszeiten programmieren und nur bei Bedarf
pulsen sondern die Pulsweiten oder die Pulsfrequenz je nach Bedarf
verändern. Z.B. wenn die Heizung kalt ist wird die Heizung angesteuert
wenn die Temperatur Solltemperatur fast erreicht ist beginnt man zu
pulsen und nähert sich langsam dem Sollwert. Ist der Sollwert erreicht
dann verändert man wiederrum die Pulsfrequenz usw.

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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Keinen Thyristor, sonder ein Triac. Oder ein Solid State Relay mit
Nullspannungsschalter. Das ist noch pflegeleichter.

MW

Autor: Philipp (Gast)
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Da ich eh den Nulldurchgang bestimmen muss ist einen
Phasenschnittsteuerung ja nicht wirklich aufwendiger als ganze Wellen
wegzulassen. Oder übersehe ich da etwas?

Wäre ein BT 138/600E geeignet für die Herdplatte? Wenn ich das
Datenblatt richtig deute habe ich bei 2kW und 230V mit ca. 10W
Verlustleistung im ungünstigsten Fall zu rechnen. Der ist im TO-220 da
sollte man die Wärme abführen können. Laut Wikipedia liegt eine der
Anoden immer auf dem Gehäuse. Im Datenblatt hab ich leider nix gesehen.
Ist es bei diesem Typ auch so? Wäre ja nicht schön 230V auf dem
Kühlkörper zu haben. (keine Angst würde das dann auch nicht so machen)

Vielen Dank und Gruß Philipp

Autor: Roland (Gast)
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Ich finde den Nulldurchgang zu bestimmen für diese Anwendung nicht
besonders wichtig ist, man könnte genau so gut ein Relais nehmen was
aus bekannten Gründen jedoch nicht so elegant wäre.

Autor: m@u (Gast)
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Phasenanschnitt würde ich nicht machen, weil du dadurch eine steile
Flanke erzeugst. Da ja nicht nur die Kochplatte träge ist, sondern auch
die Pfanne, die darauf steht (resp. deren Inhalt), ist eine sehr
schnelle Reaktionszeit der Regelschaltung sowieso nicht nötig.

Autor: Michael Wilhelm (Gast)
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"Da ich eh den Nulldurchgang bestimmen muss ist einen
Phasenschnittsteuerung ja nicht wirklich aufwendiger als ganze Wellen
wegzulassen. Oder übersehe ich da etwas?"

Du übersiehst was. Es gibt SSR als Momentanschalter und als
Nullspannungsschalter. Solltest halt nur sehen, dass nich nur eine
sondern 2 Halbwellen die minimals Einschaltzeit ist. Das wiederum
braucht keinen Nullspannungsdetektor, sondern nur einen Timer.

MW

Autor: Profi (Gast)
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Ja, der Triac ist brauchbar. Schau Dir auch mal die TIC246 / TIC263
(25A) / BTA140 an. Zum Ansteuern empfehle ich die MOC30xx und MOC40xx
(glaube der MOC3041) Optotriacs mit Nullspannungsschalter, dann hast Du
gleich Netztrennung.

Glimmerscheibe und Isoliernippel zur Trennung des Kühlkörpers.

Das ganze kann völlig asynchron zur Netzfrequenz erfolgen. Empfohlene
Zyklusdauer ca. 10..30 Sekunden, d.h. 2 Sek ein 18 Sek aus = 10%
Leistung.

Autor: Philipp (Gast)
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OK, Also quasi ne PWM mit Wechselspannung machen :) Wenn die PWM
Periodendauer >> Wechselspannungsfrequenz kann man das doch einfach so
handhaben oder? Dann kann man sich wirklich die Nulldurchgangserkennung
usw sparen. Dann steuer ich den Optokoppler mit dem Controller einfach
mit der von Dir vorgeschlagenen Periodendauer an (30s) kann ich dabei
den Nulldurchgnag wirklich komplett ignorieren? (das der Triac gezündet
bleibt bis die Halbwelle zuende ist spielt bei den Ansteuerzeiten ja
keine Rolle)

Vielen Dank und Gruß Philipp

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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Korrekt, genau so. Die MOC3041 erledigen das mit dem Nulldurchgang für
dich. Einfach einschalten, wenn nötig, ausschalten wenn nötig, der
Koppler macht den Rest. Die Teile gibt's übrigens beim grossen R.

Gruss
Jadeclaw.

Autor: Philipp (Gast)
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Ok dann vielen Dank an alle.

Werde mir dann ein MOC 3023 und BT 138/600E beim R. bestellen. Gefällt
mir sehr gut das ich die 230V so komplett aus dem Rest der Schaltung
fernhalten kann.

PS: Im vorigen Post meinte ich natürlich PWM Periodendauer >>
Wechselspannungsperiodendauer nicht Frequenz

Gruß Philipp

Autor: Jadeclaw Dinosaur (jadeclaw)
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Nein, nicht den 3023, der MOC3043 ist für diese Aktion der Richtige, da
nur dieser den Nulldurchgangsdetektor hat.

Gruss
Jadeclaw.

Autor: Marko B. (Gast)
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Ich würde einen fertigen PID Temperaturregler nehmen, z.B.:

Ebay-Artikel Nr. 7613340043

Es gibt einfach Dinge, bei denen sich das Basteln wenig lohnt. Dies
wäre eines.

Autor: Philipp (Gast)
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@Marko in dem Fall seh ich das anders. Es müssen mehrer
Temperaturprofile angefahren werden, es werden diverse Sensoren benutzt
und diese Daten werden ohnehin von einem Notebook mit aufgezeichnet, da
sehe ich es als Sinnvoll an, dem Controller nochmal für ca. 1Eur ein
paar Bauteile zu spendieren die ihn in die Lage versetzen die Steuerung
der Herdplatte auch mit zu integrieren. Ansonsten hast du wohl recht und
das basteln lohnt oftmals nicht. Obwohl es mir bei den meisten Projekten
gerade ums basteln geht :).

@Jadeclaw danke für den Hinweis, hätte sonst den falschen OK bestellt.

Vielen Dank auch an den Rest werde nun bestellen.

Gruß und schönen 1. Mai
Philipp

Autor: mhhhh (Gast)
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@Roland

ja, weil solch träge Temperaturregelungen nicht mit PID, sondern mit
billigen Zweipunktreglern gemacht werden. Thermostat mit Hysterese, und
gut iss.


ts

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