Hallo,
ich habe mir einen Versuchsaufbau für ein Heizdraht-Projekt aufgebaut,
siehe Bild MOSFET-Schalter.png.
Der Arduino Uno erzeugt am Ausgang D5 ein langsames PWM-Signal von ca.
10 Hz.
Betrieben wird das ganze (noch) über mein Labornetzgerät, ein
Schaltnetzteil von Manson (SSP-8160). Der Arduino hängt mit seiner
Stromversorung auch am Manson.
Wenn ich die Schaltung einschalte sehe ich auf dem Arduino Uno dass die
grüne Power LED flackert. Wenn ich den Heizdraht wegnehme leuchtet die
Power LED konstant. Daraufhin habe ich mal mein Oszilloskop an die
Stromversorgung des Arduino geklemmt. Dort sieht man (siehe
Heizgeraet_SlowPWM.png) dass die Spannung mit 10Hz Frequenz auf ca. 5.5V
absackt.
Das Netzteil habe ich auf maximal 6A eingestellt, während der Heizdraht
heizt zeigt das Manson einen Strom von ca. 4.6A an.
Wenn ich den Heizdraht entferne, bleibt die Spannung konstant auf 12V
(siehe Heizgeraet_SlowPWM2.png).
Der Heizdraht heiz auf ca. 100°C auf, läuft also erstmal wie erwartet.
Meine Fragen:
1.
Warum flackert die Power-LED am Arduino? Die Spannung bleibt doch immer
oberhalb von 5V?
2.
In Zukunft möchte ich meine Schaltung über ein eigenes Schaltnetzteil
(SNT RS 150 15, 150W, 10A, 15V) betreiben, ist die 'pulsierende'
Spannung ein Problem für das Netzteil und/oder den Arduino?
3.
Wie kann ich das Pulsieren verhindern? Evtl. mit einem Kondensator
parallel zum Arduino?
Vielen Dank für Eure Hilfe...
1. Der Spannungsregler im Arduino braucht mehr als 5Volt am Eingang um
stabile 5Volt zu erzeugen. Je nach Typ um die 7 Volt.
2. Die Ausgangsspannung eines Schaltnetzteils pulsiert nicht. Wenn doch
ist es kaputt.
3. Irgendwo verschwindet Deine Spannung. Zeig doch mal Bilder vom
Aufbau.
Wenn das Netzteil nicht in die Strombegrenzung geht und die
Ausgangsspannung senkt, tippe ich auf zu dünne Kabel. Sinnvoller als
überall Kondensatoren dran zu klatschen, wäre es für eine stabile
Spannung zu sorgen.
Hallo Horst,
danke. Die Schaltung ist eigentlich so wie gezeigt. Wüsste nicht was ich
da noch mehr zeigen soll. Dort vo 12V steht ist halt das Manson Netzteil
und auch die Spannungsversorgung für den Arduino angeschlossen. Kabel
zum Heizdraht sind dick genug (0.75q).
Ich kenn mich mit den Eigenschaften von Schaltnetzteilen nicht so aus.
Beim Betrieb meiner Schaltung zeigt das Manson 4,5A an und die Spannung
sackt auf ca. 7,2V ab. Die Spannung am Manson wird ja als Mittelwert
angezeigt. Auf dem Oszilloskop schwankt die ja wie im Bild gezeigt zw.
12V und 5,5V:
Wenn ich die PWM verstelle, so dass die Einschaltpulse kürzer sind ist
bei 1,3A die Spannung noch auf ca. 11,1V.
Aber trotz der Spannung von 11,1V sehe ich im Oszilloskop dass das
untere Spannungsniveau weiterhin bei ca. 5.5V bleibt und damit (wie Du
sagst) der Sannungsregler nicht mehr genug Spannung hat um zu arbeiten.
Warum aber sackt die Spannung so weit ab?
Was mir noch aufgefallen ist, sobald der Heizdraht in Betrieb ist, höre
ich am Manson Netzeil so ein Ticke-Ticke-Ticke-Ticke-Ticke usw.. Das
entspricht genau den 10Hz der PWM. Wenn ich die PWM auf eine
Periodendauer von 0,5 einstelle, so höre ich zweimal die Sekunde dieses
Ticken.
Kann mein Manson mir der Last die in 10Hz (bzw. 2Hz) schwankt nicht
umgehen?
T.Baumbach schrieb:> Kann mein Manson mir der Last die in 10Hz (bzw. 2Hz) schwankt nicht> umgehen?
Es kann ganz einfach nicht den Strom liefern, den du verlangst. Der
mittlere Strom beträgt zwar nur 4,5A oder 1,3A (je nach Tastgrad), aber
in der On-Phase des Transistors müsste ein Strom von mehr als 6A Strom
fließen. Den dein Netzteil allerdings nicht liefern kann, weil du es auf
6A begrenzt hast.
T.Baumbach schrieb:> Das Netzteil habe ich auf maximal 6A eingestellt
Also sinkt die Spannung so weit ab, dass am Heizdraht nicht mehr als 6A
fließen. Die Strombegrenzung gilt nicht für den mittleren Strom, sondern
für den Spitzenstrom.
Bei 180 Ohm Gatevorwiderstand machen sich evtl. die Ladeströme der Gate-
Sourcekapazität bemerkbar. Erhöhe den Widerstand auf 1k und reduzier die
Frequenz evtl. auf 2 Hz.
Der Gatevorwiderstand wird damit nichts zu tun habe. Wie schon erwähnt
bricht die Spannung des Netzteils ein.
2. Ein Pulsierende Spannung sollte kein großes Problem für eins SNT
sein. Eher der große Strom im kalten Zustand.
3. Diode + Kondensator am Eingang des Arduino, ich würde jedoch eher
schauen dass die Spannung nicht so weit einbricht.
Der Kaltwiederstand deines Drahtes ist interessant, dannn lässt sich der
Strom im Einschaltmoment berechnen.
Achim S. schrieb:> Es kann ganz einfach nicht den Strom liefern, den du verlangst. Der> mittlere Strom beträgt zwar nur 4,5A oder 1,3A (je nach Tastgrad), aber> in der On-Phase des Transistors müsste ein Strom von mehr als 6A Strom> fließen. Den dein Netzteil allerdings nicht liefern kann, weil du es auf> 6A begrenzt hast.
Die Vermutung liegt wahrscheinlich nahe an der Wirklichkeit. Wichtig
wäre zu wissen.
1) Widerstand des Heizdrahtes.
2) Verhalten des Netzteils bei Strombegrenzung.
In alter Zeit wurde Leistungsanpassung gelehrt.
Ralf schrieb:> Bei 180 Ohm Gatevorwiderstand machen sich evtl. die Ladeströme der Gate-> Sourcekapazität bemerkbar. Erhöhe den Widerstand auf 1k und reduzier die> Frequenz evtl. auf 2 Hz.
Sorry!
Wohl einer der merkwürdigsten Beiträge dazu!
Abgesehen davon, dass der Heizdraht locker mit hunderten oder
tausenden Hertz gepulst werden kann...
Das bringt auch die Regelung des Netzteils nicht so schnell
durcheinander wie bei nur wenigen Hertz bzw. Lastwechseln...
Die Ansteuer-Schaltung selbst über Diode und Elko entkoppeln vom
Netzteil...
Mani W. schrieb:> Abgesehen davon, dass der Heizdraht locker mit hunderten oder> tausenden Hertz gepulst werden kann...
Das ist mir schon klar, dass der Heizdraht das kann. Aber bei höheren
Frequenzen muss auch die Gate- Sourcekapazität öfter umgeladen werden
und das belastet das 5V Netzteil zusätzlich (180 Ohm).
Und damit sich der MOSFET bei 1k nicht erwärmt (weil Analogbereich),
sollte der TO testweise auf 2 Hz runtergehen.
Das ist aber alles hinfällig, weil das 12V Netzteil zu schwach ist
(wurde anschließend oben erwähnt).
Ralf schrieb:> Aber bei höheren> Frequenzen muss auch die Gate- Sourcekapazität öfter umgeladen werden> und das belastet das 5V Netzteil zusätzlich (180 Ohm).
Und Du meinst wirklich, bei Strömen über 4A ist es interessant, ob das
Gate mit 27mA oder 5mA umgeladen wird?
T.Baumbach schrieb:> Wie kann ich das Pulsieren verhindern?
Indem du eine Induktivität in Serie mit deinem Heizdraht schaltest und
mit wesentlich höherer Frequenz taktest.
Freilaufdiode nicht vergessen
fassen wir die wichtigsten Punkte noch mal zusammen ;-)
Du siehst deswegen einen Strom von 4,5A, weil ~75ms lang 6A fließen (in
der On-Phase des Transistors) und dann ~25ms fast kein Strom fließt (in
der Off-Phase des Transistors bleibt nur ein klein bisschen Stromfluss
für den Arduino). Der Mittelwert sind die 4,5A, die dein Netzgerät
anzeigt.
Während der On-Phase fließen nur 6A, weil dein Netzteil in
Strombegrenzung geht. Dann sinkt die Ausgangsspannung so weit ab, wie es
sich aus Lastwiderstand und Stromlimit ergibt. Dass die Spannung bei dir
auf 5,5V einbricht spricht dafür, dass dein Heizdraht knapp 1Ohm
Widerstand hat (oder noch etwas weniger, und du beginnst schon einen
merklichen Teil der Leistung im Transistor statt im Widerstand zu
verheizen).
Jetzt gäbe es verschiedene Verbesserungsmöglichkeiten. Du könntest z.B.
die Versorgung deines µC von der Lastversorgung entkoppeln, damit sie
deren Schwankungen nicht mitmacht (siehe
Beitrag "Re: Schaltnetzteil und Heizdraht"). Dann bricht die
Spannung zwar weiter ein, aber zumindest der µC hat immer ausreichend
Spannung.
Oder du könntest PWM-Frequenz erhöhen und den Strom "filtern", so dass
das Netzteil nicht mehr zwischen großem und kleinen Storm umschalten
muss sondern nur noch den mittleren Strom liefern muss (siehe
Beitrag "Re: Schaltnetzteil und Heizdraht"). Solange der
Tastgrad klein genug ist (und damit der mittlere Strom unterhalb des
Stromlimits) würde das gut funktionieren. Du könntest dich von kleinen
Tastgraden aus "hochtasten", wann du wieder ans Limit anschlägst.
Du brauchst dazu aber die passende Spule und die passende Freilaufdiode
und die passende PWM-Frequenz. Ist zwar nicht wirklich superkompliziert,
aber wenn man sich damit nicht auskennt, kann man schon mal
danebengreifen und die Freilaufdiode oder sonstwas raucht dir ab.
Bleibt als naheliehgende Variante: stell dein Netzteil so ein, dass es
die Last treiben kann. Wenn der Heizdraht wirklich ca. 1 Ohm hat, dann
stelle die Spannung auf 7V und das Stromlimit auf 10A. Damit sollte das
Netzteil immer in Spannungsbegrenzung arbeiten und die Ausgangsspannung
sollte weitgehend stabil sein.
Mani W. schrieb:>> Bei 180 Ohm Gatevorwiderstand machen sich evtl. die Ladeströme der Gate->> Sourcekapazität bemerkbar. Erhöhe den Widerstand auf 1k und reduzier die>> Frequenz evtl. auf 2 Hz.>> Sorry!>> Wohl einer der merkwürdigsten Beiträge dazu!
Ja, bei einer "Hochfrequenz" von 10Hz sollte man die
Verdrahtung am besten per Hohlleiter vornehmen und
zum Schalten HEMT-Transistoren nehmen!
Harald W. schrieb:> Ja, bei einer "Hochfrequenz" von 10Hz sollte man die> Verdrahtung am besten per Hohlleiter vornehmen
Oder die hohe Frequenz von 10 Hz auf 0,1 Hz verringern, dann kommt man
unter Umständen sogar wieder mit einem normalen Koaxkabel hin.
Hallo,
man super wie einem hier geholfen wird - danke an alle!
Den Test mit 2Hz habe ich ja schon selber gemacht, aber der brachte
(siehe oben) keine Besserung hinsichtlich des Spannungsabfalls.
Der Heizdraht, den ich verwende, ist ein Konstantandraht mit Durchmesser
0,5
mm und 2,5 Ohm/m, bei mir hat er eine Länge von ca. 33cm also 0,33m.
https://www.conrad.de/de/widerstandsdraht-25-m-5-m-429015.html
Habe jetzt mal meine Arduino Sketch von SlowPWM auf eine FastPWM
(einfach mit analogWrite(Pin, value)) umgestellt.
Die Sapnnung am Manson sackt dabei nicht mehr zusammen und bleibt selbst
bei 5A noch stabil bei 11.95V.
Aber anstatt des 10Hz Ticke-Ticke-Ticke macht das Manson jetzt einen Ton
von ca. 1Khz.
Habe dann mal mit dem Oszillop die Spannung am Arduino gemessen, siehe
Heizgeraet_fastPWM.png. Es gibt dabei noch Peaks unter 7V.
Habe dann mal (wie Mani W. vorgeschlagen hat) den Arduino mit Diode und
Elko (2200uF) entkoppelt. Die Spannungsspitzen nach unten sind nun weg
(siehe Heizgeraet_fastPWM_nach_Entkopplung.png.
Soweit bin ich schon sehr zufrieden mit der aktuellen Lösung.
Hier noch zwei Fragen:
1.
Ist denn die 1Khz ein Problem für das Manson und später mein
Schaltnetzteil (SNT RS 150 15)? Also hält son ein Schaltnetzteil das auf
dauer aus?
2.
Kann man den 1kHz Ton noch irgendwie wegbekommen?
Danke schonmal...
Willst du sicher das SNT RS 150 15 verwenden und nicht SNT RS 150 12
(12V Spannung)?
Das sind dann ca 0,9Ω als Last. Wenn du die Spannung am 12V SNT auf den
Minimalwert sollte es gehen und füge mal nach eine Freilaufdiode ein.
Sind die 100°C der typische Einsatzzweck oder ist weit mehr angedacht?
Spielen die mechanischen Eigenschaften des Drahtes eine Rolle, also
Stabilität, Längendehnung etc?
Hallo,
ich denke ich brauche max so ca. 130°C die der Heizdraht erzeugen soll.
Im Moment habe ich eine einfache Schlaufe in U-Form genommen. Später
möchte ich dieselbe Länge dann spiralförmig auf einen Keramikstab
aufwickeln und dann quasi eine Heizspirale haben wollen.
@Fabian: Kannst Du das nochmal bitte erklären? Was wäre der Vorteil vom
SNT RS 150 12? Und was meinst Du bitte mit 'Wenn du die Spannung am 12V
SNT auf den
Minimalwert'?
Ich würde noch gerne wissen, WO das Ticken des Schaltnetzteils gerkommt?
Ist das weil es kurzzeitig in die Begrenzung geht weil bei jedem
Einschaltpuls der Strom zu hoch wird?
Den Einschaltstrom könnte ich ja wie hier bereits empfohlen durch eine
Spule mit Freilaufdiode begrenzen, wie komme ich an geeignete Werte für
Spule und Freilaufdiode?
Danke...
T.Baumbach schrieb:> Ich würde noch gerne wissen, WO das Ticken des Schaltnetzteils gerkommt?
Von der Impulsbelastung durch die PWM. Der Ferritkern des
Schaltnetzteils ist magnetostriktiv.
@A.K.:
der Heizdraht bzw. die Heizspirale unterliegt sonst keinerlei
mechanischen Ansprüchen. Ich brauche die Heizspirale um
Kunsstoffstreifen (ca. 2mm stark) konstant zu erhitzen und dann zu
biegen. Der Kunststoffstriefen befindet sich dabei ca. 5mm über der
Heizspirale.
Im Moment in meinem Versuchsaufbau auf dem Steckbrett verwende ich noch
keine Feinsicherung. Wenn ich später eine Platine aufbaue möchte ich zum
Schutz natürlich eine Feinsicherung einbauen. Wenn ich eine flinke nehme
möchte, so muss ich irgendwie den Einschaltstrom begrenzen sonst fliegt
mir ja jedesmal die Sicherung.
Deshalb hier nochmal die Frage:
Wie komme ich an geeignete Werte für Spule und Freilaufdiode um den
Einsachltstrom zu begrenzen?
Danke nochmals...
Supi.
2,5 Ohm/Meter * 0,33 Meter = 0,825 Ohm
Nun kommt Raketentechnik. Ohmsches Gesetz.
I = U / R
U in Volt I in Ampere
1 1,2
2 2,4
3 3,6
4 4,8
5 6,0
6 7,2
Sollte das Netzgerät eine Strombegrenzung bei 6 Ampere haben, geht die
Ausgangsspannung bis maximal 5 Volt.
Gegebenfalls auf den konkreten Anwendungsfall anpassen, ich kann in
meinen fortgeschrittenen Alter leider nicht mehr die vielen Fakten in
den vorangegangenen Beiträgen verarbeiten.
Tausche doch deinen LM7805 gegen einen Low Drop Typen aus dieser kommt
dann auch mit 5, 5V zurecht. Dein Heizdraht erzeugt Induktionsspitzen
das bekommst du mit einer Freilaufdiode weg. Die Frequenz würde ich auch
im kHZ Bereich ansiedeln im einstelligen Bereich wird man die Taktung im
Schneidprozess spüren.
SNT RS 150 15 = 15V Ausgangsspannung und 10A
SNT RS 150 12 = 12V Ausgangsspannung und 12,5A
Das SNT hat eine Potentiometer bei dem du die Spannung ein einem kleinen
Bereich einstellen kannst. Bei dem 12V Netzteil von 11.4 bis 13.2V.
Der Widerstand des Widerstandsdraht verändert sich kaum mit der
Temperatur und kann zur Vereinfachung als konstant angenommen werden.
Mit einem Gesamtwiderstand von 0,9Ohm (Sicherung, Übergangswiderstände,
...):
I=U/R
I=11,4V / 0,9Ohm
I= 12,67 A
Das SNT RS 150 12 kann 12,5A sollte also gehen.
T.Baumbach schrieb:> Ich brauche die Heizspirale um Kunsstoffstreifen (ca. 2mm stark)> konstant zu erhitzen und dann zu biegen. Der Kunststoffstriefen> befindet sich dabei ca. 5mm über der Heizspirale.
Ich habe das bei Plexiglas vor sehr langer Zeit mit einem an einer Feder
gespannten Draht gemacht. 2 Nägel an der Seite einer Holzplatte,
justiert mit dem Hammer. Anschluss per auf den Draht oder die
Drahtlasche geschobener Schraubklemme.
Woher der Draht war weiss ich nicht mehr. Vielleicht irgendwo ausgebaut,
oder schlichter Eisendraht. Der hielt nicht ewig, war aber in
Nullkommanix ausgewechselt. Stromquelle weiss ich leider auch nicht
mehr, vmtl. Heizwicklung eines Röhrentrafos oder Ladegerät für Autoakku.
Da die Stromquelle fest war, erfolgte die Einstellung der Heizleistung
ganz banal über die Länge des Drahtes. Ist deutlich einfacher als
andersrum den Draht zu fixieren und den Strom zu steuern. Ein deutlich
positiver Temperaturkoeffizient des Drahtes hilft dabei.
Wie man sieht war das sehr improvisiert und kam völlig undigital ganz
ohne Hightech aus. Reichte aber für eine Kleinserie von ~20
Plexiglasgehäusen und ein paar andere Gelegenheiten.
@A.K.: danke aber das hilft mir leider nicht weiter, ich habe die Dinge,
die Du hattest oder hast leider nicht, habe auch keine solche
'Stromquelle'. Deshalb baue ich ja da was selber.
Ich bin ja schon fast am Ziel, mit 1kHz PWM Frequenz und der Entkopplung
ist ja schon fast alles erreicht.
Nun würde ich gerne noch was gegen die Spannungsspitzen tun.
Ich würde also eine Freilaufdiode parallel zum Heizdraht schalten -
richtig?
Aber ich weiß leider nicht wie ich die dimensionieren soll. Wie bekomme
ich denn die maximale Spannung der Spannungsspitzen raus - dafür müsste
ich ja die Freilaufdiode auslegen.
Oder kann ich da einfach eine wie z.B.
1N4004 DO-204AL 400V 1A nehmen und ausprobieren?
Bekomme ich denn damit das 'Ticken' weg?
Danke...
Bei 1kHz tickt da nix, es piepst höchstens. Diesen
Magnetostriktionseffekt wirst Du wohl kaum weg bekommen, selbst wenn Du
eine starke Schottkydiode nimmst und die Berechnungsformeln für einen
Sperrwandler verwendest um auf Deinen Spulenwert zu gelangen. Dann hast
Du zwar aus der PWM eine effektive Gleichspannung erzeugt, aber der
MOSFET wird trotzdem weiterhin mit 1kHz angesteuert. Es sei denn Du
ersetzt Dein piepsendes Schaltnetzteil durch einen Trafo mit Kupfer und
Eisen.
Ralf L. schrieb:> Bei 1kHz tickt da nix, es piepst höchstens.
Dann müsste er auf 20 kHz aufwärts. Da jault höchstens noch sein Hund.
Ich weiss allerdings nicht, ob es dann Interferenzen mit der
Schaltfrequenz der Stromversorgung geben kann.
@Ralf:
Danke - aber wäre das nicht die Lösung?
Ob ich mir ein Schaltnetzteil kaufe oder einen Trafo - das ist für mich
erstmal egal.
Wäre da so einer geeignet?:
Universal-Netztransformator 1 x 230 V 1 x 6 V/AC, 12 V/AC 120 VA 10 A IZ
71 elma TT
Link:
https://www.conrad.de/de/universal-netztransformator-1-x-230-v-1-x-6-vac-12-vac-120-va-10-a-iz-71-elma-tt-516015.html
Noch eine Frage:
Schadet das denn dem Schaltnetzteil wenn die Last im 1kHz Bereich
Spitzen erzeugt und es piepst?
Ralf L. schrieb:> Es sei denn Du ersetzt Dein piepsendes Schaltnetzteil durch einen> Trafo mit Kupfer und Eisen.
Was sowieso einfacher und robuster ist. Der Heizdraht frisst auch
Wechselstrom und an Stelle des MOSFETs tut es ein Triac. Für den Arduino
wird sich schon noch eine Spannungsquelle finden.
Ohne Gleichrichtung und Elko kann der Trafo mit Nennleistung belastet
werden, und wenn das Dings nicht im Dauerbetrieb arbeitet, sondern nur
minutenweise, dann kann man einen klassischen Quader-Trafo auch
unterdimensionieren.
Aber warum einfach, wenn es auch kompliziert geht. ;-)
@Fabian:
Ja danke - das ist auch eine gute Idee!
Bevor ich jetzt alles über den Haufen werfe und mit einer
Triac-Steuerung anfange werde ich es mal mit so einem Trafo probieren.
Bin ja eigentlich kurz vor dem Ziel dank Eurer Hilfe.
Werde jetzt mal den Trafo bestellen und dann mal ausprobieren.
Danke bis hierher!
Axel R. schrieb:> Drossel bei 1Khz: 1mH@10A, der Strom schwankt dann wohl zwischen 4A und> 8A.> Das ist SOOO Ein Klotz von Spule...
Er meint damit, dass 1kHz ungeeignet sind und Du auf 25kHz rauf gehen
solltest. Aber dann brauchst Du einen niederohmigen Push-Pull-Treiber
für Deinen MOSFET. Deswegen hatte ich weiter oben die Sache mit den 2Hz
erwähnt, um da nochmal billig drumrum zu kommen.
A. K. schrieb:> und an Stelle des MOSFETs tut es ein Triac
Oder ein halb gesteuerter Gleichrichter bestehend aus zwei Dioden und
zwei Thyristoren, bedeutet aber wieder Regel IC verwenden. Das ist zu
aufwendig.
Ralf L. schrieb:> Oder ein halb gesteuerter Gleichrichter bestehend aus zwei Dioden und> zwei Thyristoren, bedeutet aber wieder Regel IC verwenden. Das ist zu> aufwendig.
Er kann auch seinen MOSFET behalten, plus 4-Weg-Gleichrichter.
Aber er will ja unbedingt den Arduino verwenden. Bei einer an den Trafo
angepassten Last bräuchte er nur den Trafo und sonst nix.
@Ralf:
Danke, aber was meinst Du mit 'evtl. brauchst Du keine Regelung mehr'?
Ich möchte doch weiterhin meinen Heizdraht regeln können.
Ich würde den genannten Trafo jetzt 'einfach' anstelle meines Manson
Schaltnetztteils einbauen - oder etwa nicht?
T.Baumbach schrieb:> Ich möchte doch weiterhin meinen Heizdraht regeln können.
Regeln? Also Temperatur messen und per FET-Ansteuerung nachfahren?
Oder willst du manuell einstellen? Das tut der erwähnte Dimmer.
Parallel zu dem 2200 µF Elko wäre noch ein Keramikkondensator mit
0,1 µF und eine Zenerdiode 12 Volt hilfreich, dabei sollte die
Betriebsspannung auf 12 Volt begrenzt sein...
Warum?
Die Entkoppeldiode frisst ca. 0,6 Volt, bei einer Z-Diode von 12 Volt
würde diese dann bei Spannungsspitzen von 12,6 Volt leitend
werden und so auch ableiten...
Aber Vorsicht!
Wenn Du die Betriebsspannung auf 12,6 Volt oder mehr stellst,
dann raucht mit Sicherheit die Z-Diode ab, daher wäre eine
Sicherung vor der Entkoppeldiode ein Schutz vor unliebsamen
Überraschungen...
@A.K.: achso jetzt verstehe ich. ja ich könnte einen Dimmer davor setzen
und dann manuell regeln. aber (das habe ich bisher nicht gesagt) ich
möchte über den Arduino die Temperatur des Plastiks und/oder des
Heizdrahts messen und dann die Leistung des Drahtes evtl. automatisch
nachregeln lassen.
Also brauche ich weiterhin den Arduino bzw. möchte dessen Möglichkeiten
nutzen um den Heizdraht zu regeln.
Also ich werde den jetzt mal bei Reichelt bestellen und dabb mal schauen
wie das so klappt.
Danke nochmal an alle hier - ihr habt mir sehr geholfen und ich habe
wieder 'ne Menge gelernt :-)
T.Baumbach schrieb:> Ich möchte über den Arduino die Temperatur des Plastiks und/oder des> Heizdrahts messen und dann die Leistung des Drahtes evtl. automatisch> nachregeln lassen.
Das ist natürlich auch eine schöne Idee.
Tipp schau dich mal auf dieser Seite um:
http://www.aero-hg.de/steuerungstyro.html
Der kerko ist notwendig weil der die hochfrequenten Störungen besser
wegfiltert. Die Zener-Diode vermutlich zur Spannungsbegrenzung für den
Regler. Hier würde ich aber einen klassischen Linearregler einsetzen.
Da muss man doch nix regeln - Heizungen sind ziemlich träge.
Ich habe mir vor Jahren eine Bettheizung gebaut, die geht mit 3 Hz PWM
an einem 50 W Laptop-Netzteil. Das Tastverhältnis ist über einen
Schalter mit Mittelstellung und ohne Rastung einstellbar. Gebraucht
werden effektiv nur max 20 W. Das Teil hat sich bestens bewährt.
Die ganze Chose ist dermaßen träge, dass man einige Zeit braucht, um die
richtige Einstellung für die jeweilige Temperatur zu finden.
Diesen Plastikbrater würde ich so ähnlich machen. Nur sollte der
Widerstand des Drahtes an die Spannung des Netzteiles so angepasst sein,
dass das Netzteil den Strom für 100% Tastverhältnis auch liefern kann.
Wenn weniger Leistung gebraucht wird, dann eben mit höherem
Lastwiderstand.
Mein Heizwiderstand hat auch eine parasitäre Induktivität - man kann
über dem FET per Oszi die Schaltspitzen sehen. Dagegen habe ich nichts
gemacht, man könnte aber einen Snubber drüber hängen.
Im Anhang die Schaltung der Steuerung. Die Multifuse ist überflüssig, da
das Netzteil bei Überlast sowieso abschaltet.
Über den Schalter S2 kann man zwischen zwei PWM-Stellungen wählen. Die
Software speichert jeweils die aktuelle Stellung in eine von zwei
Speicherstellen im EEPROM.
Würger schrieb:> Würd ich nicht selber bauen, eher eine heiraten!
1. frieren die Weiber immer - solltest du doch wissen, wenn du solche
Ratschläge gibst
2. ist die Elektrik deutlich pflegeleichter.
Die Diode muss von K4 nach K3, so das Sie im normalen Betrieb nicht
leitet. Im Abschaltmoment will der Strom weiter zum Transistor fließen
dieser ist aber gesperrt deswegen kommt es zu dieser
Spannungsüberhöhung, durch die Freilaufdiode fließt der Strom wieder zum
Anfang des Heizdrähte zurück und geht seinen Weg nochmal durch den
Heizdraht so wird die Energie in Wärme umgewandelt.
Die Diode muss den Strom abkönnen der durch deinen Heizdraht fließt aber
nur kurzzeitig. Wenn bei dir 8A durchgehen muss die Diode kurzfristig 8A
abkönnen das könnte z.B. auch eine Diode mit einer Dauerbelastbarkeit
von 1A sein.
Wenn du später aber die Frequenz erhöhen willst sollte es eine Fast
Recovery Diode sein dann müsste Sie auch etwas mehr Strom abkönnen.
Seit: Achso die Spannungsfestigkeit wurde noch nicht erwähnt, Schau dir
einfach dein Oszilogramm an da siehst die welchen Spannungsspitzen
entsteht bzw. wie hoch diese ist. Diode sollte halt etwas mehr Vertragen
um genug Reserve zu haben.
> Die Diode muss von K4 nach K3, so das Sie im normalen Betrieb nicht> leitet. Im Abschaltmoment will der Strom weiter zum Transistor fließen> dieser ist aber gesperrt deswegen kommt es zu dieser> Spannungsüberhöhung, durch die Freilaufdiode fließt der Strom wieder zum> Anfang des Heizdrähte zurück und geht seinen Weg nochmal durch den> Heizdraht so wird die Energie in Wärme umgewandelt.
Ich mag mich ja irren, aber wo im Heizdraht ist da eine Induktivität
verbaut?!
> auf jeden Fall scheint es hier schwache Induktionsspitzen zu geben.
Die Ursache der Peaks würde ich eher im Bereich Tastkopfmasse, Aufbau,
Regelung SNT suchen. Am Aufgang des SNT sitzt ein dicker Elko, der
schnupft die vernachlässigbare Induktivität des Heizdrahtes locker weg.
1N 4. schrieb:> Ich mag mich ja irren, aber wo im Heizdraht ist da eine Induktivität> verbaut?!
Das hatte ich mich auch gefragt, als ich die Spannung über dem FET
meiner Bettheizung gemessen habe und dort ist nichts aufgewickelt...
Wenn der Draht in Windungen liegt - und wenns nur eine einzige ist -,
dann gibt es parasitäre Induktivität. Und ein gerade gespannter Draht
ist ja auch eine Teil-Windung mit unendlichem Durchmesser.
> Das hatte ich mich auch gefragt, als ich die Spannung über dem FET> meiner Bettheizung gemessen habe und dort ist nichts aufgewickelt...
Wer misst, misst Mist
> Und ein gerade gespannter Draht> ist ja auch eine Teil-Windung mit unendlichem Durchmesser.
Darüber solltest du mit Bindels Kurt philosophieren.
1N 4. schrieb:>> Das hatte ich mich auch gefragt, als ich die Spannung über dem FET>> meiner Bettheizung gemessen habe und dort ist nichts aufgewickelt...>> Wer misst, misst Mist
Der Heizwiderstand bestand damals noch aus bifilar gelegter Kupferlitze,
also genau betrachtet 1 Windung, die in Mäandern auf einer Fläche von
ca. 1 m² verteilt war.
Das dürfte die Abschaltspitzen über dem BUZ11 erklären. Und das waren
nicht nur kleine Zacken, sondern einige V.
T.Baumbach schrieb:> ich möchte über den Arduino die Temperatur des Plastiks und/oder des> Heizdrahts messen und dann die Leistung des Drahtes evtl. automatisch> nachregeln lassen.
Warum nimmst du dann Konstantan-Draht. Bei einem Material mit vernünftig
großem Tk könntest du am Widerstand direkt die Temperatur ablesen.
> Das dürfte die Abschaltspitzen über dem BUZ11 erklären. Und das waren> nicht nur kleine Zacken, sondern einige V.
Ja und? Ein Lügenstift leuchtet auch gerne mal schwach bei
abgeschalteter Leitung.
Nichtsdestotrotz hat das mit dem Problem des Threadstarters gar nix zu
tun. Er hat das Problem, dass die Spannung am Arduino einbricht weil das
SNT abregelt. Selbst wenn er die 12V für den Arduino über D und Dick-C
entkoppelt besteht die Ursache nach wie vor. Lösungen wurden hier
bereits genannt.
Hallo,
habe jetzt mal den Schaltplan angepasst. Vielleicht kann mir jemand
sagen, ob das so funktionieren müsste.
Habe den Tipp von Mani W. eingebaut also Kerko und Zenerdiode.
Außerdem die Freilaufdiode parallel zum Heizdraht.
Als Freilaufdiode würde ich folgende nehmen:
Si-Gleichrichterdiode Diotec 1N5408 DO-201 1000V 3A
Als Trafo würde ich den nehmen, den ich mir bereits ausgesucht habe:
https://www.reichelt.de/LED-u-Halogentrafos/HAL-TRAFO-150VA/3/index.html?ACTION=3&LA=2&ARTICLE=24820&GROUPID=4528&artnr=HAL-TRAFO+150VA&SEARCH=%252A
11,5V 150VA
Kenne davon aber die Leerlaufspannung nicht - weiß also nicht, ob das
die 12V Zenerdiode mitmacht.
Brauche ich die Zenerdiode denn? Ist die um die Spannungsspitzen bei der
Versorgung des Arduino weg zu bekommen?
T.Baumbach schrieb:> Si-Gleichrichterdiode Diotec 1N5408 DO-201 1000V 3A
Die Freilaufdiode muss nicht 1000V aushalten sondern nur 12V. (die
Induktionsspitze, die du glaubst gemessen zu haben, fällt ja gerade weg,
wenn eine Freilaufdiode eingesetzt wird). Insofern ist die Diode
gnadenlos überdimensioniert.
Andererseits ist diese Diode für 50Hz-Gleichrichtung gedacht. Wenn du
eine 1kHz-PWM damit laufen lassen willst (und später vielleicht in der
Frequenz noch höher gehst) ist diese Diode von ihren Schaltzeiten her zu
langsam.
Weiter muss diese Diode den gleichen Strom vertragen, den auch dein
Heizdraht sieht (also mehr als 3A). Solange du bei 1kHz PWM bleibst
würde die 1N5408 das vielleicht überleben (weil der gepulste Strom immer
nur kurz durch sie fließt und sie sich danach wieder "erholen" kann).
Aber wenn du später doch noch größere Filterinduktivitäten einsetzen
willst oder in der PWM-Frequenz nach oben gehst, brauchst du spätestens
dann, eine schnellere Diode, die größere Ströme verträgt.
T.Baumbach schrieb:> Als Trafo würde ich den nehmen, den ich mir bereits ausgesucht habe:
Die Vorschläge zum Thema "Trafo" zielten größtenteils in die Richtung,
eine ganz andere Schaltung zu verwenden.
Solange du mit der gezeigten Schaltung arbeitest kannst du nicht einfach
das Netzteil durch einen Trafo ersetzen. Wenn du das Fiepen loswerden
willst: gehe in der Frequenz etwas nach oben und schau, wann das Fiepen
weniger stört und die Schaltung trotzdem noch gut funktioniert (ohne
dass der Transistor zu heiß wird).
@A.K.: danke für die Info - ja weiß ich - habe bei dem Modell gedacht
der liefert schon Gleichspannung - wohl mal wieder nicht genau genug
hingeschaut. :-o
@Achim S.: Wenn ich (doch) das Schaltnetzteil nehme müsste ich um das
Piepsen weg zubekommen die PWM mit über 20kHz betreiben.
Dann wird aber die Arduino Sketch komplizierter, weil ich ja da nicht
mehr einfach analogWrite() nehmen kann, was ja standardmäßig 'nur' mit
1kHz läuft.
Oder doch einen Trafo mit Kupfer (also keinen elektronischen) nehmen und
Gleichrichten?
Dann kann ich aber den von mir bevorzugten ja nicht mehr nehmen, der
liefert ja 'nur' 11,5V - das ist doch Spitze-Spitze gemessen - oder?
Wenn ich die glätte dann bekomme ich ja 'nur' die Hälfte als ca. 6V.
Und diesen Trafo gibt es leider nicht mit 24V.
Mann - ich weiß jetzt echt nicht welchen Weg ich einschlagen soll.
T.Baumbach schrieb:> Dann kann ich aber den von mir bevorzugten ja nicht mehr nehmen, der> liefert ja 'nur' 11,5V - das ist doch Spitze-Spitze gemessen
Wechselspannung ist immer Effektivwert, wenn nicht ausdrücklich anders
spezifiziert.
T.Baumbach schrieb:> Wenn ich (doch) das Schaltnetzteil nehme müsste ich um das> Piepsen weg zubekommen die PWM mit über 20kHz betreiben.
Wenn das Piepsen überhaupt was mit der PWM des Arduino zu tun hat...
Schaltnetzteile arbeiten selbst mit PWM um die Ausgangsspannung auf den
Sollwert zu stabilisieren. Wenn diese interne PWM-Frequenz noch im
hörbaren Breich liegt, dann fiept das Ding bei hoher Last.
Eine Erhöhung der externen PWM-Frequenz läßt dann nur eine Modulation
durch den Lastwechsel in einen scheinbar einheitlichen Fiepen
untergehen.
Nimm mal ein ausreichend langes Stück Widerstandsdraht und schließe es
direkt ans Netzteil an. Wenn es dann fiept, ist das vom Netzteil durch
die Last verursacht und dein Arduino-PWM hat nur wenig Einfluss darauf.
Uhu U. schrieb:> Wenn das Piepsen überhaupt was mit der PWM des Arduino zu tun hat...
Ich hatte ja die PWM des Arduino mal mit 2Hz und 10Hz betrieben (siehe
oben) und da konnte man anstatt des Piepens ein Ticken in der jeweiligen
Frequenz hören.
Heißt das nicht das das dann von der PWM des Arduino herrührt?
Viele Köche verderben den Brei. Der arme Junge hat so viele
Sinneseindrücke von uns bekommen, der weiß doch jetzt gar nicht mehr was
davon das Beste für ihn ist.
@Ralf: ja danke für Dein Mitgefühl - so fühle ich mich im Moment. Es ist
toll dass so viele hier helfen aber ich weiß jetzt echt nicht ob ich mit
dem Schaltnetzteil SNT oder mit dem (nicht elektronischen) Trafo
weitermachen soll.
T.Baumbach schrieb:> Heißt das nicht das das dann von der PWM des Arduino herrührt?
Das prüfst du am besten, indem du den Arduino mal weg lässt und einen
ausreichend(!) großen Lastwiderstand direkt ans Netzteil hängst.
Uhu U. schrieb:> Das prüfst du am besten, indem du den Arduino mal weg lässt und einen> ausreichend(!) großen Lastwiderstand direkt ans Netzteil hängst.
OK das kann ich mal prüfen. Ist denn das Verhalten bei allen
Schaltnetzteilen gleich? Im Moment habe ich ja das SNT noch nicht (weil
ich ja noch in der Findungsphase bzgl. Trafo bin ;-)). Das könnte ich
also erstmal 'nur' mit meinem Manson machen. Heißt das denn dass das SNT
auch Piepsen wird?
T.Baumbach schrieb:> Ist denn das Verhalten bei allen Schaltnetzteilen gleich?
Das hängt von deren interner Taktfrequenz ab, die kann so ab 15 kHz bis
500 kHz oder mehr gehen. Je höher die Taktfrequenz ist, um so kleiner
wird die benötigte Speicherdrossel, um so höher werden aber die
Schaltverluste.
Ob man von dem Netzteil überhaupt was hört, hängt natürlich in erster
Linie von dessen Taktfrequenz ab.
T.Baumbach schrieb:> Zur Glättung dient der Kondensator C1, ich weiß aber nicht wie ich den> dimensionieren soll.
Ist ganz einfach: weglassen.
Aber Z1 wird dir platzen. 11,5V~ abzüglich Gleichrichter killt die.
@A.K. Ok - C1 weglassen.
Dann bleibt noch die Zenerdiode und die Freilaufdiode.
Habe bisher keine 'schnelle' Freilaufdiode für 12V und 10A gefunden.
Und bzgl. der Zenerdiode stellt sich mir auch die Frage ob ich die
brauche oder nicht da mir im Moment nicht so klar ist was die machen
soll.
Wenn aus dem Gleichrichter dann ca. 12V rauskommen dann kann ich damit
doch auch den Arduino speisen - wozu bräuchte ich denn dann noch die
Zenerdiode?
T.Baumbach schrieb:> Wegen der Freilaufdiode habe ich auch noch keine geeignete für 1kHz 12V> 10A gefunden - kann mir da jemand einen Tipp geben?
Wenn ich dein erstes Oszillogramm betrachte, würde ich sagen, der Zacken
an der steigenden Flanke ist kein Effekt einer Induktivität, sondern
kommt vom Lastwechsel am Netztteil: dessen Spannung wird zwischen
Leerlauf und Volllast etwas in die Knie gehen.
Miss mal mit einem Voltmeter die Ausgangspannung des unbelasteten
Netzteil und vergleiche sie mit der bei Volllast (mit dem Testwiderstand
wie oben, ohne Arduino).
Wenn die Differenz zwischen beiden Spannungen der Höhe des
"Einschalt"-Peaks im Ozillogramm entspricht, dann ist das kein
induktiver Effekt.
Ich meine, die Freilaufdiode ist nutzlos.
Uhu U. schrieb:> Ich meine, die Freilaufdiode ist nutzlos.
Ist die denn auch noch nutzlos, wenn ich den jetzt noch U-förmigen
Heizdraht zu einer Spirale wickle? Durchemsser ca. 4mm, länge des
Drahtes 33cm, Spirale hat dann eine länge von ca. 12cm.
T.Baumbach schrieb:> Durchemsser ca. 4mm, länge des Drahtes 33cm, Spirale hat dann eine länge> von ca. 12cm.
Miss erst mal, wie sich die Ausgangsspannung des Netzteil bei
Laständerung von Leerlauf auf Volllast ändert - dann weißt du, was von
dort für Effekte kommen.
Dann wickelst du einfach mal so eine Spirale und hängst sie an die
Arduino-Schaltung mit PWM und misst nochmal mit dem Oszi die Spannung
über dem FET.
Wenn dann Spitzen auftreten, die größer sind, als die Leerlaufspannung
des Netzteils, dann kommen die von der Induktivität.
Gegenprobe: Wiederhole die Messung mit dem U-Draht und vergleiche den
Spannungsverlauf mit dem von der Spirale.
Insgesamt wird der zur Spirale gedrehte Draht keine Spannungsspitzen
erzeugen, die dem FET gefährlich werden könnten - der
Ausgangskondensator des Netzteils schluckt viel.
Wenn ich versuche, die Höhe der "Peaks" am Flankenanstieg abzuschätzen,
ist das deutlich weniger, als 1 V. Deine Betriebsspannung sind 12 V und
der FET hält 55 V aus. Das sollte also passen.
Nochmal zu deinem ersten Oszillogramm:
Das hast du doch sicherlich über dem FET gemessen - also den Oszi-GND an
GND deiner Schaltung und den Probe die Drain des FET?
Angenommen der Lastwiderstand hätte eine nenneswerte parasitäre
Induktivität, dann würde die bewirken, dass beim Einschalten der
Spannung der Zustand "0 A fließen" aufrechterhalten wird. Es würde also
eine Gegenspannung gegen die Betriebsspannung, also negativ entstehen.
(1) Die müsste sich aber - wenn du so gemessen hast, wie ich annehme -
so auswirken, dass die Spannung über dem FET langsamer ansteigt, nicht
schneller, wie man das Oszillogramm interpretieren könnte.
(2) Der umgekehrte Effekt müsste beim Abschalten auftreten: Die
Induktivität will den Volllaststrom aufrechterhalten, es wird ein
positiver Spannungsstoß erzeugt und man würde über dem FET an der
fallenden Flanke eine Spannungsspitze messen, bevor die Spannung
einbricht.
Da (1) in die falsche Richtung zeigt und (2) fehlt, kann es kein
Induktionseffekt sein.
Um deine Anforderungen abzuklären. Du möchtest:
Einen mit Arduino geregelten Heizdraht für die Bearbeitung von
Kunststoff / Styropor bauen.
Hierfür hast du bereits den Arduino, den 0.5mm Heizdraht (0,83 Ohm für
33cm), IRLIZ44N N-Channel Mosfet
Zum testen verwendest du aktuell ein Manson Netzteil mit welchen Daten
(Typ, max. Spannung, Strom)? Das klackern könnte von einer internen
Schutzschaltung kommen.
Hast du dir schon Gedanken gemacht wie du die Temperatur des Drahtes
messen möchtest? Konntest du bereits schnitte mit dem Draht testen? Wenn
ja, wie viel Spannung / Strom benötigst du für ein gutes Ergebnis?
Für die Spannungsversorgung haben wir bisher die 2 Möglichkeiten:
Schaltnetzteil (MeanWell RS-150-12, eventuell auch altes PC-Netzteil):
-Fiept bei PWM Frequenzen von 100Hz - 20kHz
-Erzeugt eine geregelte Spannung
-kann auf 11.4V gedrosselt werden
-nur gering überlastbar
Transformator:
-Brummt nur und fiept nicht
-kurzzeitig überlastbar
-Einfache Lösung ohne Regelung: Trafo mir vorgeschaltetem Dimmer (gibt
es beides fertig mit Stecker zu kaufen)
-Für den Arduino müsste die Wechselspannung für deinen Zweck erst wieder
gleichgerichtet werden (kann man gleich ein gut Dimensioniertes
Schaltnetzteil nehmen)
Du könntest die PWM Frequenz auf >20kHz anheben und den Strom mit einer
Spule glätten. (großer Aufwand, Schaltverluste)
Uhu U. schrieb:> Das hast du doch sicherlich über dem FET gemessen - also den Oszi-GND an> GND deiner Schaltung und den Probe die Drain des FET?
nein, sicher nicht. Das ist die Spannung am Netzteilausgang (also vor
der Last)
Ralf L. schrieb:> Viele Köche verderben den Brei. Der arme Junge hat so viele> Sinneseindrücke von uns bekommen, der weiß doch jetzt gar nicht mehr was> davon das Beste für ihn ist.
wohl wahr..
T.Baumbach schrieb:> Da mich das Piepsen doch arg stört tendiere ich im Moment eher Richtung> Trafo anstatt SNT Schaltnetzteil.
Wenn du außer dem Fiepen mit dem aktuellen Aufbau zufrieden bis, dann
probier doch einfach mal die Frequenz etwas hochzudrehen (auf 5kHz, auf
10kHz). Wenn dich das Fiepen dann nicht mehr stören sollte und die
Verluste nicht zu groß werden (der Transistor nicht zu heiß wird), dann
bist du fertig.
Wenn es nicht klappt, kannst du dir immer noch überlegen, einen "Trafo"
einzusetzen (wobei in unterschiedlichen Beiträgen hier unter dem
Stichwort "Trafo" ganz unterschiedliche Lösungen gemeint sind).
Ich glaube auch das war jetzt zuviel auf einmal, da es hier um mehrere
Baustellen geht.
Zur Z-Diode, die schaltet ab 12V durch und verursacht einen Kurzschluß
entweder Sie brennt dann durch oder man muss den Strom begrenzen.
Eine Sicherung würde bei jeder Überspannung rausfliegen was nerven kann.
Also setzt man einen Widerstand davor um den Strom durch die Diode zu
begrenzen. Eine Drosselspule mit passendem Widerstand würde das ganze
noch etwas Filtern.
Bei der Freilaufdiode einfach nach Fast Recovery suchen. Der Vorteil
gegenüber einem Snubber ist, dass die Energie wieder im Heizdraht
landet, gerade wenn man die Frequenz erhöht.
@Fabian und Achim S.: Da ich die PWM mit der Arduino Funktion
analogWrite erzeuge, stellt es sich nicht sooo einfach die PWM-Frequenz
zu erhöhen.
Da müsste ich dann evtl. an den Timer-Registern rumspielen um das zu
erreichen was natürlich auch aufwändiger ist als analogWrite zu
benutzen.
@Fabian: ich möchte 'nur' ca. 2mm starke, ca. 8cm breite PVC
Kunsstoffstreifen biegen.
Bisher habe ich das einfach mit 'nem Heißfön gemacht jedoch ist das
zuviel Aufwand und zu ungenau. Ich brauche halt viele von diesen
'Kunststoffwinkeln'.
Mit meinem Testaufbau (wo der Heizdraht als U gebogen und dann 16cm lang
ist) wird der Draht bei 12V und ca. 3.5A schon über 100°C heiß. Da ich
bis 10A gehen könnte habe ich auch noch genug Reserven. Groß testen
konnte ich das Biegen noch nicht, da wie gesagt das alles im Moment noch
einfach auf einem Steckbrett aufgebaut ist. Den Draht möchte ich dann
später zu einer Spirale wicklen (ca. 4mm Durchm.) und in ein
Alu-U-Profil einbauen. Rechts und links vom Alu-Profile werde ich dann
ein Brett anbauen so dass die Heizspirale dann in der Mitte ist und ich
meine Kunststoffstreifen darüber legen, erhitzen und schließlich biegen
kann.
So dachte ich mir das...
Dein Draht hat dann doch aber 12V/3.5A = ca 3.45Ω
Wenn doch aber 33cm 0.83Ω ergeben, bräuchtest Du zirka 1.40Meter jenen
Drahtes, um auf 3.5Ampere bei 12Volt zu kommen.
Ich versteh es ab hier auch nicht mehr...
StromTuner
@Axel: Die 3.5A lese ich am Manson ab, das ist ja der mittlere Strom der
durch den Draht fließt. Die Spannung bleibt konstant bei ca. 12V, über
das Tastverhältnis der PWM bestimme ich wie lange pro Periode der Draht
aufgeheizt wird und somit den Strom der verbraucht wird. Der Strom
ändert sich also mit Änderung des PWM-Tastverhältnisses. Das Manson ist
halt zu tr#ge um bei 1kHz den Strom anzuzeigen er wird also als
Effektivwert angezeigt (korrigiert mich wenn es nicht der Effektivwert
ist).
T.Baumbach schrieb:> Das Manson ist> halt zu tr#ge um bei 1kHz den Strom anzuzeigen er wird also als> Effektivwert angezeigt (korrigiert mich wenn es nicht der Effektivwert> ist).
wenn du schon danach fragst: das Manson zeigt nicht den Effektivwert an
sondern den Mittelwert (so wie ein Multimeter, wenn es im DC-Messbereich
betrieben wird). Davon abgesehen ist deine Erklärung aber richtig.
T.Baumbach schrieb:> @Fabian und Achim S.: Da ich die PWM mit der Arduino Funktion> analogWrite erzeuge, stellt es sich nicht sooo einfach die PWM-Frequenz> zu erhöhen.
Ok, sehe ich ein. Ich bin halt nur davon überzeugt, dass es für dich
sehr viel zielführender wäre, dich in die Programmierung der
Timerregister einzuarbeiten (zumal es dafür viele Vorlagen gibt) als in
das Zusammenbasteln von Netzgeräten ;-)
So habe jetzt mal die erste Messung gemacht. Habe ein Stück
Widerstandsdraht (diesmal ein anderer: 5 Ohm/m) davon 0.5m. Habe den
Strom auf 6A limitiert.
Dann den Draht an das Netzteil gehängt und eingeschaltet.
Die 12V bleiben konstant, Strom zeigt 4.62A. Keinerlei Ticken oder
Piepsen.
Zu mehr Tests habe ich heute leider keine Zeit mehr. Werde die Tage oder
am Wochenende erst wieder dazu kommen.
In der Zwischenzeit werde ich mich mal einarbeiten um die PWM-Frequenz
des Arduino zu erhöhen.
Was genau hätte das für Vorteile die PWM mit ca. 20kHz zu betreiben?
Ist es nur dass man das Piepsen mit dem menschlichen Ohr dann nicht mehr
hört?
T.Baumbach schrieb:> Die 12V bleiben konstant, Strom zeigt 4.62A. Keinerlei Ticken oder> Piepsen.
Ist das mit einem Digitalvoltmeter gemessen, oder nur mit einem
Zeigerinstrument?
Uhu U. schrieb:> Ist das mit einem Digitalvoltmeter gemessen, oder nur mit einem> Zeigerinstrument?
mit der Anzeige des Netzgeräts
http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/D400/SSP-8160_8162.pdfT.Baumbach schrieb:> Was genau hätte das für Vorteile die PWM mit ca. 20kHz zu betreiben?> Ist es nur dass man das Piepsen mit dem menschlichen Ohr dann nicht mehr> hört?
Nein, nicht nur. Das Netzgerät hat - durch seinen Ausgangskondensator -
selbst eine gewisse "Filterwirkung". Momentan bist du noch in einem
Frequenzbereich, in dem das Netzgerät ständig zwischen Volllast und
Leerlauf hin- und herschaltet. Wenn du mit der Frequenz deiner PWM höher
gehst kommst du ggf. in einen Betriebsmodus, wo stattdessen die
Lastsprünge "verschmieren" und das Netzgerät kontinuierlich eine
mittlere Leistung abgibt.
Weiter ist es so, dass zum Fiepen ein Bauteil elektrische Größen in
mechanische Schwingungen umsetzen muss. Das geschieht nicht unbedingt
bei allen Frequenzen gleich stark. Es ist besonders laut, wenn du in der
Nähe einer Resonanz dieses "unerwünschten Schallwandlers" bist. Wenn du
Glück hast reicht schon eine kleinere Frequenzänderung (z.B. auf 5kHz
oder 10kHz) um die Schallabstrahlung wesentlich leiser zu machen. Bei
1kHz ist das menschliche Ohr auch gerade am empfindlichsten.
Du kannst natürlich auch die 20kHz probieren, aber je höher du in der
Frequenz gehst, desto mehr musst du dich um die richtige Ansteuerung des
FET und die richtige Auswahl der Bauteile kümmen (z.B. die
Freilaufdiode). Achte einfach darauf, ob dein FET und die Diode schön
kühl bleiben. Solange das der Fall ist, ist die PWM-Frequenz noch nicht
zu hoch gewählt.
Fabian . schrieb:> Hast du dir schon Gedanken gemacht wie du die Temperatur des Drahtes> messen möchtest? Konntest du bereits schnitte mit dem Draht testen? Wenn> ja, wie viel Spannung / Strom benötigst du für ein gutes Ergebnis?
Also wenn jemand Styropor schneiden möchte, kann ich 2 bis 4 Ampere
empfehlen.
T.Baumbach schrieb:> So habe jetzt mal die erste Messung gemacht. Habe ein Stück> Widerstandsdraht (diesmal ein anderer: 5 Ohm/m) davon 0.5m. Habe den> Strom auf 6A limitiert.> Dann den Draht an das Netzteil gehängt und eingeschaltet.> Die 12V bleiben konstant, Strom zeigt 4.62A. Keinerlei Ticken oder> Piepsen.
Ein guter Weg. ;-) Prüfen, ob die Wärme reicht. Sonst Länge kürzen.
noreply@noreply.com schrieb:> Also wenn jemand Styropor schneiden möchte, kann ich 2 bis 4 Ampere> empfehlen.
Anmerkung: Bei Widerstandsdrähten mit CrNi-Legierung.
noreply@noreply.com schrieb:> Anmerkung: Bei Widerstandsdrähten mit CrNi-Legierung.
...und bei einem genau definierten Aufbau, einem vorgegebenem
Durchmesser und Länge des Drahtes.
Denn, wenn ich 2-4 A durch einen CrNi-Draht mit 1 cm Länge und 1,5 mm
Durchmesser leite, wird der nicht mal handwarm!
T.Baumbach schrieb:> @Fabian: ich möchte 'nur' ca. 2mm starke, ca. 8cm breite PVC> Kunsstoffstreifen biegen.
Man nehme einen passenden Draht (z.B. eine Gitarrensaite) einen billigen
Trafo (diese Trafos für LED sind da gut geeignet) Spanne die Saite
mittels einer Feder in einen Schlitz einer Holzplatte und fertig.
walta
Route 6. schrieb:> Denn, wenn ich 2-4 A durch einen CrNi-Draht mit 1 cm Länge und 1,5 mm> Durchmesser leite, wird der nicht mal handwarm!
Du mich auch.
MOSFET-Schalter.png
(44 KB)
Heizgeraet_SlowPWM.png
(7,4 KB)
Heizgeraet_SlowPWM2.png
(6,3 KB)
