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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kochplatte steuern


Autor: Timo (Gast)
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Hallo,

ich wollte mir für Löt- und Verzinnungsarbeiten eine autarke 
Cerankochplatte kaufen. Hat jemand eine Idee, wie ich die Temperatur 
regeln kann?

Per Ralais wäre eine Möglichkeit, aber hält das Relais/Heizwendel 
aus(sehr langsame PWM, 500W an/aus)?

Gibt es da etwas eleganteres, so wie eine 0-100% Leistungssteuerung per 
Stelltrafo?



Gruß
Timo

Autor: nop(); (Gast)
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Es gibt gute und guenstige Halbleiter Relais, zB 25A fuer 10 Euro, da 
kann man einzelne Halbwellen zuschalten oder auch nicht. Stelltrafo ist 
auch gut. Gibt's den mit Steppermotor ?

Autor: 12:00 (Gast)
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die neuen herdschalter sind schon alle PWM

Autor: Dietmar E (Gast)
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> zB 25A fuer 10 Euro

Wo?

Autor: hackklotz (Gast)
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Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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8A Relais reichen für 500W auch: SHARP S202S02 mit und S202S01 ohne 
Nullspannungsschalter. Auch bei Reichelt, knapp 4 EUR.

Autor: Dietmar E (Gast)
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> Reichelt

Nö. 25 A = 18 EUR.

Autor: Matthias (Gast)
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...ohne Nullspannungsschalter...

Für thermische Verbraucher ist aber eine Regelung/STeuerung über 
Phasenan(ab)schnitt verboten. Hierfür sind zwingend 
Vollwellensteuerungen einzusetzen!

Autor: Gast (Gast)
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Verboten? Warum? Wenn die Steuering z.B. jede Sekunde prüft ob es heiß 
genug ist und dann mit einem S202S01 an- und ausschaltet - was soll da 
passieren? Das Gleiche kann ich mit dem Schaler auch per Hand machen, 
wenn auch mit etwas Mühe.. :-) (Ok, ne Thermosicherung kann ja noch 
dran, damit die Leiterplatte nicht aus versehen verbrennt.. )

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Die Kisten ohne Nullspannungsschalter muß man ja nicht zwingend für 
Phasenanschnitt nutzen. Da es eine Steuerung werden soll, muß sowieso 
etwas Peripherie zum Relais dazu. Man kann mit beiden Typen eine 
Vollwellensteuerung hinbekommen, mit den S202 S02 ist es halt noch 
einfacher. In einem Zeitfenster wird die LED sounsolange ein und 
ausgeschaltet [Schnecken-PWM ;-)]

Autor: Matthias (Gast)
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@ Gast (Gast):

Aus anderen Gründen:
Heizungen sind träge genug, um sie alle paar Sekunden ab/anzuschalten 
und nicht, wie bei Glühlampen 100mal je Sekunde. Das hat einfach was mit 
der Entstehung von Oberschwingungen auf der Versorgungsleitung/Netz 
zutun.
Diese Oberschwingungen verschlechtern die Qualität des Netzes und 
belasten unsinnigerweise die Stromnetze. Das sind nämlich 
Blindströme/leistungen!
Dadurch sinkt der Leistungsfaktor (cos phi). und der sollte immer knapp 
unter eins im induktiven Bereich bleiben (Blindstromkompensation)

Deshalb ist für größere Verbraucher mit nichtlinearen Eingangsverhalten 
(also sobald nen Brückengleichrichter zum Einsatz kommt, auch wenn 
hinter Trafo) eine (aktive) Leistungsfaktorkorrekturschaltung zwingend 
vorzusehen!

Autor: Gast (Gast)
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Ok, wieder was gelernt. :-)

Autor: Timo (Gast)
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Vertragen den die Heizwendel ein häufiges Einschalten unter Last?

Autor: Gast (Gast)
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@Timo: Würde mich auch mal interessieren, wie Du dann Deine 
Leiterplatten bäckst :-) Wie willst Du denn die Temperatur schnell genug 
MESSEN, um nicht allzu große Schwankungen zu erhalten? Es wird ja doch 
eine Weile dauern, bis die Wärme durch die Platte durch ist..?

Autor: Michael Waiblinger (wiebel42)
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@ Matthias:

Das würde mich jetzt aber mal im Detail interessieren.
Klar das induktive Blindleistung das Netz belasten, aber Herdplatten 
sind doch herzlich wenig induktiv, also zumindest nicht sehr viel mehr 
als Glühlampen. Ok HF-Heizungen bilden sicher eine Ausnahme, aber das 
wollen wir hier mal ausnehmen. Ich würde jetzt nicht sehen womit das 
Netz belastet wird. Vor allem weiss ich nicht was du mit dem Begriff 
"Thermische Verbraucher" überhaupt umreisst. Ich glaub gern alles was du 
sagst, aber das würde ich jetzt doch gerne verstehen. Mit dem Satz "Das 
hat was mit der Entstehung von Oberschwingungen auf der 
Versorgungsleitung/Netz zu tun." kann ich leider nichts anfangen. 
Wodurch entstehen grade bei thermischen Verbrauchern im Phasenanschnitt 
Oberwellen? - wiebel

Autor: nop(); (Gast)
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Oberwellen ist alles was kein Sinus ist. zB Ein angeschnittener Sinus.

Autor: Axel R. (axelr) Flattr this
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>Vertragen den die Heizwendel ein häufiges Einschalten unter Last?

wenn die Heizwendel eingeschaltet wird, ist diese aus. Also nicht unter 
Last.
Wie willst Du die Heizwendel unter Last einschalten?

Fiel mir nur so auf...

Die Frage ist tatsächlich, ob häufiges an-und abschalten der Platte was 
ausmacht. Meinem Herd in der Küche macht es nichts aus;-)

AxelR.

Autor: Timo (Gast)
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Ich hatte mir das so gedacht, dass ein die Platine von einer Schablone 
ca.1mm über der Herdplatte gehalten wird (wie Bilderrahmen) die Wärme 
wird dann als Strahlungswärme auf die Platine übertragen. Im 
Zwischenraum wird dann ein Thermoelement platziert, welches die 
Temperatur misst.

Bei An/Aus Regelung wird das wohl schwer!

Falls das nicht klappt, muss eben eine Wärmespeicher her welcher die 
Temperattur puffert, ist aber eben langsamer. Das habe ich auch schon so 
gemacht, kleine Herdplatte drauf 2x 4mm Alublech und ein Thermoelement 
dazwischen. Dann auf 200°C aufheizen und Platte ausschalten.
Ist aber sehr unkomfortabel.

Ein Stelltrafo mit Schrittmotor wäre eine Lösung, aber ein bißchen 
umständlich.


Habe ich das Richtig verstanden, wenn man Lasten per SSR schaltet darf 
man nur ohne Nulldurchgangsschalter arbeiten??

Autor: Knut Ballhause (Firma: TravelRec.) (travelrec) Benutzerseite
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Die Platten sind dazu da, häufig ein und ausgeschaltet zu werden. Da sie 
eine Tempreratur von nur ca. 400°C erreichen und nicht über 1500°C, wie 
bei einer Glühlampe, merken die das doch gar nicht. Ich habe noch nie 
eine Herdplatte gesehen, die durch das Ein/Ausschalten kaputt gegangen 
ist.

Autor: Timo (Gast)
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@Axel

Wenn Ich die Heizwendel sehr häufig ein und aus schalte, dann ist die 
Wahrscheinlichkeit groß, das ich nicht immer im Nulldurchgang schalte 
und dann bekommt die Heizung jedesmal (beim Einschalten) eine 
ordentliche Spannungsspitze ab.

Autor: Matthias (Gast)
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@ Michael Waiblinger (wiebel42):

Also, das ist, wie nop schon sagte, jeder Strom, der NICHT sinusförmig 
ist, beinhaltet Oberwellen, und somit kann dieser als Blindleistung 
aufgefasst werden.
Bsp:

Du hast einen induktiven Verbraucher, ein Motor.
Der bekommt eine sinusförmige Spannung U und zieht einen sinusförmigen, 
aber phasenverschobenen Strom I.
Die Berechnung U * I = S ergibt die Scheinleistung. Also das "scheint" 
der Motor an Leistung aufzunehmen. (Bei GLeichstrom ist das die 
wirkliche Leistung P)
DIe Wirkliche Leistung (Wirkleistung) dieses Motor sit die 
Scheinleistung multipliziert mit einem Faktor, dem cos(phi). Dieser 
Faktor ist immer kleiner/gleich Eins. und, wie der Name sagt, der 
Kosinus der Phasenverschiebung zqwischen Spannung U und Strom I.
P = U*I*cos(phi), also ein MAX bei phi=0°

Die Blindleistung (also die die immer im Netz pendelt) errechnet sich 
zu:
Q = U*I*sin(phi), also ein MIN bei phi=0°

siehe dazu auch: http://de.wikipedia.org/wiki/Leistungsfaktor

Bei Stromverzerrungen ist das ähnlich:
Misst man den Strom (mit einem ECHT-EFFEKTIVWERT-Messgerät) so zeigt 
dieser einen relativ Großen Strom an. Das Produkt aus SPannung mal Strom 
ist ebenfalls größer als die tatsaächliche Leistungsaufnahme, da dieser 
Strom nur während der (kurzen) Ladezeit des Elkos fließt. Also muss auch 
hier ein Faktor eingeführt werden. Dieser heißt meist lambda, da ein 
WInkel hier schlecht anzugeben ist.
Bestes Beispiel: Handyladegerät:
IN: 100..240V   0,1A, ergibt:  10...24 VA (nicht Watt, ist 
SCheinleistung)
OUT   5V       550mA, ergibt:  2,75W.
Hm.. für 7,25...21,25 W Verlustleistung bleibt das sehr kalt ;-)
Also:
Stromverzerrung wegen Gleichrichtung:
P=U*I*lambda => lambda = 0,275...0,115
Sehr gering also.
weiteres gutes Beispiel: Laptopnetzteil!

Um sowas zu vermeiden, gibt es Leistungsfaktorkorrekturschaltungen (PFC 
genannt, einige PC-Netzteile zb.)
siehe auch hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Verzerrungsblindleistung

Wahlweise kann auch der Anhang betrachtet werden, das war mal ein 
Kurzvortrag meinerseits im vorletzten Semester.

Ich hoffe geholfen zu haben..

Autor: Michael Waiblinger (wiebel42)
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@nop()

Wenn ich ein Signal hart schalte (nicht im Nulldurchgang) bekomme ich im 
Frequenzbereich eine sehr breite Verteilung von Signalen (Die 
Fouriertransformierte von einem Sprung war si(f)=sin(f)/f) wenn mich 
meine Errinnerung nicht trügt).
Also haben wir da jede Menge Frequenzen, was ja auch logisch ist.
Blindleistung aber besteht aus genau einer Frequenz (50Hz mit einem 
Phasenwinkel von 90°) somit würden die Oberwellen genau gar keinen 
Beitrag zur Blindleistung bringen.

Ich habs immer noch nicht verstanden, warum es dem Netz weh tut wenn ich 
Ohmsche Lasten (Herdplatte) mit einem Phasenanschnitt steuere. Mag sein 
das ich mich jetzt anstelle aber verstehen will ich's doch. - wiebel

Autor: 12:00 (Gast)
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ob die feuerversicherung bei sowas wohl zahlt.

Autor: Matthias (Gast)
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Du kannst das sicherlich tun, bei kleinen Leistungen kräht auch keiner 
danach. Aber denke mal an die großen Industriebetriebe.. dort kostet 
Blindleistung richtig Kohle!

Es geht einfach darum, dass dieser zusätzliche Strom keine WIrkleistung 
überträgt (was man ja aber eigentlich mit dem Stromnetz bezweckt)
aber alle Folgen davon zeigt: Spannungsfälle (besonders beim Schalten) 
an der Netzinduktivität...
Das erfordert höhere Querschnitte, mehr Kupfer, mehr Kosten...

Autor: Michael Waiblinger (wiebel42)
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@ Matthias

Sorry das hat sich überschnitten, danke das war jetzt doch mal ne 
Antwort (hatte schon die Befürchtung du hättest dich unter nop() doch 
eher knpp geäussert ;)

Das Wort Verzerrungsblindleistung ist mir noch nicht untergekommen, 
besten Dank damit hab ich doch gleich wieder was zu lesen. Jetzt kannst 
du dann wohl auch das meiste meines vorherigen posts getrost vergessen.

Ich darf das dann aber getrost auch auf alle grossen Lasten übertragen, 
richtig?
[edit: Lesen bildet ;) ich kann die Frage jetzt getrost selbst mit Ja 
beantworten und um gleichgerichtete grosse Lasten erweitern.
Man könnte sagen das Einbrigen einer niederohmigen Unstetigkeit in das 
Netz erzeugt Klirr, welcher eine Oberwellenblindleistung zur Folge hat, 
die als solche aber nichts mit der "klassischen" Blindleistung zu tun 
hat. Sehr schön jetzt hab ichs auch gefressen, danke nochmal.]

Autor: Marco Beffa (Gast)
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Also die Aussage: "Oberwellen sind alles was kein Sinus ist" ist nicht 
ganz präzise..

Oberwellen sind Signale die ein Vielfaches der Originalfrequenz sind. 
Also kann ich auch z.b. einen 50 Hz Sinus haben und dazu noch ne 
Oberwelle bei  z.b. 100 Hz die auch sinusförmig sein kann...

Da alles was nicht Sinusförmig ist Oberwellen hat, stimmt die Aussage 
natürlich zum Teil schon...

Autor: Tom (Gast)
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>Ich habs immer noch nicht verstanden, warum es dem Netz weh tut wenn ich
>Ohmsche Lasten (Herdplatte) mit einem Phasenanschnitt steuere. Mag sein
>das ich mich jetzt anstelle aber verstehen will ich's doch. - wiebel

Oberwellen ist das eine Problem. Durch die Phasenanschnittschaltung 
fließt der Strom "eher im rechten Teil" der Halbwelle, wenn ich das mal 
so ausdrücken darf. Irgendwann in der Halbwelle schalet der Schalter 
ein, und im Nulldurchgang wieder aus.

Der Strom "im rechten Teil" ist auf ne Art ein nach rechts verschobener 
Strom, so wie ein Blindstrom. Übrigens hier von der induktiven Sorte. 
Das würde ich aber als Privatmann in Einzelstückzahlen nicht 
überschätzen.

Die Oberwellen machen da evtl. mehr Sauerei (=Störungen).

Ob bei Vollwellensteuerung das Geblinke der Lampen angenehmer ist, muss 
jeder selber sehen.

Autor: Matthias (Gast)
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..ei Vollwellensteuerung das Geblinke der Lampen angenehmer ist, muss
jeder selber sehen...

Dort ist Phasenanschnitt kein Problem.

Ich habe nur darauf hingewiesen, dass man bei Heizungen, (die sind eh 
träge, gegenüber dem 50Hz Wechselstrom) keine Phasenschnitte macht, 
sondern eine Vollwellensteuerung verwendet.

Sicher wird beim Privatmann, dern 500W Platte mit Phasenanschnitt dimmt, 
keiner Ärger machen, aber es muss ja nicht sein....

Man kann es ja gleich richtig machen...

Autor: Otto (Gast)
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"Der Strom "im rechten Teil" ist auf ne Art ein nach rechts verschobener
Strom, so wie ein Blindstrom. Übrigens hier von der induktiven Sorte."

Bitte nicht als Blindstrom bezeichnen, da Blindstrom immer bedeutet, 
dass in einer Periode auch Leistung vom Verbraucher "zurückfließt", d.h. 
kurzzeitig Spanung und Strom unterschiedliche Vorzeichen haben und die 
Momentanleistung dann negativ ist.
Das kann bei einem Ohmschen Verbraucher aber nie passieren - egal wie 
und wann er ein oder ausgeschaltet wird.
Was allerding passieren kann ist, dass eine Gleichkomponente entsteht 
und dann möglicherweise vorgeschaltete Trafos in einen ungünstigen 
Arbeitspunkt kommen.

Autor: Tom (Gast)
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>Bitte nicht als Blindstrom bezeichnen, da Blindstrom immer bedeutet,
>dass in einer Periode auch Leistung vom Verbraucher "zurückfließt",

In Wikipedia heisst das "Verzerrungsblindstrom":

Bei nichtsinusförmigem Stromverlauf, der bei nichtlinearen Verbrauchern 
wie beispielsweise Stromrichtern auftritt, müssen obige Beziehungen von 
der Grundschwingung auf die Oberschwingungen erweitert werden. 
Oberschwingungströme bewirken bei sinusförmiger Netzspannung im 
zeitlichen Mittel keine Energieübertragung, sondern nur eine sogenannte 
Verzerrungsblindleistung, daher werden sie auch zusammenfassend als 
Verzerrungsblindstrom bezeichnet.

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