Hallo Zusammen,
für mein Praxisprojekt soll ich eine Raumtemperaturregelung entwerfen.
Dieser besagte raum hat eine Volumen von 0.027m^3.
Aufbau:
Mit einem Poti wird die Soll Temp eingestellt, Temperaturen werden mit
eine PT1000 gemessen. Diese Werden dann in einem Arduino "verarbeitet".
Wichtig dabei ist das sich nach ca 5 min eine Temp von 40-45°C
einstellt.
Mein Probleme gerade sind,
A) Auswahl eines passendes Heizelement im besten Fall mit Lüfter
zusammen würde aber auch einzeln gehen da ich schon einen Lüfter habe (
https://www.conrad.de/de/p/noiseblocker-blacksilent-xs2-pc-gehaeuse-luefter-schwarz-blau-translucent-b-x-h-x-t-50-x-50-x-10-mm-1177188.html
)
B) Wenn ich einen einfachen Föhn nehme der z.B 1kW Leistung hat, wie
würde dieser sich bei einer PWM verhalten ?
mfg
Alex
Alex schrieb:> Dieser besagte raum hat eine Volumen von 0.027m^3.
Hallo Alex,
Stell Dir den Raum mal als Würfel vor.
Frage:
Welche Kantenlänge hat der Würfel ( in cm, bitte).
Alex schrieb:> B) Wenn ich einen einfachen Föhn nehme der z.B 1kW Leistung hat, wie> würde dieser sich bei einer PWM verhalten ?
Wie ein Fön.
Durch das PWM regelst Du eben den Luftstrom und dessen Temperatur und
Deine Stellgröße(Zeitdauer->AN) ermittelst Du ja anhand von der
Raumtemperatur die Du ja misst. Du baust mit Heizelement und Deinem
Lüfter ja einen 'geregelten' Fön.
Da Du aber eine Zeitvorgabe hast, kannst Du hier vmtl. hinrechnen und
das Heizelement entsprechend dimensionieren.
Ersetes Ergebnis bei C:
https://www.conrad.de/de/p/tru-components-heizelement-12-v-dc-150-w-l-x-b-x-h-90-x-27-x-17-mm-1571801.html
Grüße
Hallo,
in der Annahme dass deine Arduino-Schaltung fertig ist, d.h. Poti und
PT1000 von deinem Arduino schon gemessen und verarbeitet werden, muss
nur noch die Basis des TIP122 über den 5K-Widerstand mit dem
ensprechenden Ausgangs-PIN des Arduino verbunden werden. Auch GND des
TIP122 mit GND des Arduino verbinden und natürlich die 12V mit Sicherung
nicht vergessen.
Den TIP122 auf mittelgrosses Kühlblech schrauben.
Den PT1000 nicht direkt bei Kühlblech.
Gruss J.P.
P.S.
Es würde auch ganz einfach ohne Arduino, nur mit einem OP (LM358)
funzen, der Vorteil wäre, dass der OP auch mit 12V arbeiten kann.(mit
höherem Basiswiderstand 20k)
Als Widerstaende kann man zB Autolampen verwenden. Die haben zwar eine
schreckliche Charakteristik, sind aber unkaputtbar und billig.
Alternativ 5W Keramikwiderstaende. fuer 100 Stueck wird man vielleicht
20 Euro bezahlen. Und als Schalter verwendet man einen FET.
Statt der Sicherung können auch zwei parallel geschaltete 47 Ohm / 4
Watt Widerstände eingesetzt werden, die schaffen die 45 °C locker in 5
Minuten innerhalb eines Würfels mit 30cm Kantenlänge.
Ach Du grüne Neune schrieb:> Statt der Sicherung können auch zwei parallel geschaltete 47 Ohm / 4> Watt Widerstände eingesetzt werden, die schaffen die 45 °C locker in 5> Minuten innerhalb eines Würfels mit 30cm Kantenlänge.
Ja, nur dass man sich am Kühlblech nicht die Finger verbrennt...
J.P.
Ach Du grüne Neune schrieb:> Statt der Sicherung können auch zwei parallel geschaltete 47 Ohm / 4> Watt Widerstände eingesetzt werden, die schaffen die 45 °C locker in 5> Minuten innerhalb eines Würfels mit 30cm Kantenlänge.
Mein Vorgänger hat das mit einer 35W Halogenlampe versucht und hat für
9°C unterschied Knapp 25 min gebraucht. Ich glaube das die 4W
Widerstände nicht ausreichen werden
picfan schrieb:> Ja, nur dass man sich am Kühlblech nicht die Finger verbrennt...> J.P.
Wenn du dir weiterhin die Finger verbrennen willst, dann schalte doch
die Widerstände in den Emitter, dann kann der Transistor auch noch ein
bisschen Wärme erzeugen.
Das hat den Vorteil das die Regelung stufenlos und exakt funktioniert.
Bei Widerständen im Kollektor schaltet der Regler eher hin und her und
es kann zu einer Regelschwingung kommen.
Alex schrieb:> hat für 9°C unterschied Knapp 25 min gebraucht
Ok. Dann sind 6 Watt für einen Versuch im kalten Kellergeschoss doch zu
knapp.
Joggel E. schrieb:> Als Widerstaende kann man z.B. Autolampen verwenden.
Alex schrieb:> Lüfter so zu regeln das sich im inneren meines Laborexponates schnell> und genau eine Temp von 45°C einstellen lässt.
Fass dein Vorhaben in konkrete Zahlen. Von Beginn an. Keine Vokabeln wie
"schön wäre" "ziemlich" oder "genau" benutzen, sondern Werte und
erlaubte Toleranzen in Zahlen.
Für deine 27 l Volumen wirst du auf jeden Fall eine Luftumwälzung
benötigen. Das muss kein Orkan eines 1,4kW Föns sein, aber die Luft
sollte halbwegs gleichmäßig umgewälzt werden.
Welche Leistung du brauchst hängt auch von der Differenztemperatur nach
aussen und der Isolation deiner Kammer ab.
Für das Aufheizen in bestimmter Zeit kannst du natürlich erst mal die
Luftmasse bestimmen und die notwendige Energie um die gewünschte
Temperaturerhöhung zu bekommen. Allerdings dürfte es schwer sein, den
Wärmeübergang in die Wand qantititiv durch Berechnung halbwegs genau zu
erfassen.
Die 35W der Lampe sind ein Anhaltspunkt. Mach eine Messreihe mit einer
definierten Leistung. Wichtig, sorge dafür dass auch hier schon eine
Luftumwälzung erfolgt.
Als geeignete Heizelemente würde ich mal nach Heizfolien suchen. Die
gibt es z.T selbstklebend und preiswert.
Sie haben gegenüber einer Glühfadenlampe den Vorteil, dass sie ziemlich
linear sind, was die Regelung vereinfacht.
Vielen Dank für denn Tipp.
Udo S. schrieb:> Mach eine Messreihe mit einer> definierten Leistung. Wichtig, sorge dafür dass auch hier schon eine> Luftumwälzung erfolgt.
Aufgrund der Corona Krise hab ich kein zu gang zum "alten Projekt" um
muss das jetzt selber komplett neu entwerfen und ich kann die Bauteile
erst bestellen wenn meine Berechnungen und Überlegungen stimmen und
darüber hinaus muss ich noch ein Schaltplan anfertigen.
Für die Luftumwälzung würde ich ein Lüfter benutzen der 15m^3/h umwälzen
kann, das ist eine Verdreifachung im vergleich zum "alten Projekt".
Udo S. schrieb:> Welche Leistung du brauchst hängt auch von der Differenztemperatur nach> aussen und der Isolation deiner Kammer ab.
Da das Gehäuse im Labor steht ist die Außen Temp um 20 bis 25°C, das
gehäuse besteht derzeitig aus Acrylglas und besitzt keinerlei
Isolierung, da bin ich aber auch schon am überlegen wie man das besser
machen könnte.
Alex schrieb:> Da das Gehäuse im Labor steht ist die Außen Temp um 20 bis 25°C, das> gehäuse besteht derzeitig aus Acrylglas und besitzt keinerlei> Isolierung, da bin ich aber auch schon am überlegen wie man das besser> machen könnte.
z.B. Stegplatten wie sie bei Wintergärten als Bedachung verwendet werden
Alex schrieb:> Der Würfel hat eine Kantenlänge von 30cm und besteht derzeitig aus> Acrylglas.
Also eine Oberfläche von 0.54m2. Acrylglas (5mm) ist recht gut
wärmeleitend, 5W/m2/K, du brauchst etwa 68W nur um die Temperatur zu
halten. Wie lange ein aufheizen benötigt hängt vor allem von der
Luftfeuchte ab und wie viele Metallwürfel oder Wasserpötte drin stehen.
So 100 bis 250W sollten es schon sein, 2kW braucht man nicht.
Dann stellt sich die Frage, welche Spannung deine Heizung benutzen soll.
Die 230V~ oder eine SELV Schutzkleinspannung ? Letztere klingt einfacher
dann kann dein Arduino die Last mit PWM steuern, bei 230V~ bräuchte man
Pulspaketsteuerung per SSR. Aber ein 250W/24V Netzteil ist klar teurer.
Udo S. schrieb:> z.B. Stegplatten wie sie bei Wintergärten als Bedachung verwendet werden
Das ist eine ziemlich gute Idee, vielen Dank.
Danke auch an allen anderen für die Tipps.
Werde euch auf dem Laufenden halten.
mfg
Alex
Noch ein Vorschlag quick and dirty:
Ich brauche die Schaltung mit der alten Alu-Bratpfanne um meinen
Sauerteig über Nacht sicher auf 30° zu halten, was auch recht stabil
erreicht wird.
Die Schaltung funktioniert zuverlässig.
Man kann die Schaltung z.B. mit einem Notebook-Ladegerät(19V 2.5A)
speisen, den Basiswiderstand dabei zwischen 30-50kOhm auswählen.
Ob die Temperatur dabei innert 5 Minuten auf 45° kommt, kann ich nicht
sagen.
Die Schaltung an der Bratpfanne mit abgesägtem Stiel befindet sich bei
mir in einer Karton-Schachtel, etwa 30x40x40CM.
Gruss J.P.
Hack' einen Steckdosenheizlüfter für 15 Euro: mit 400W und PTC
Heizelement, Lüfter, Temperatursensor und Sicherungen, Interface und
2-Punkt-Regler.
Schwierigkeit: die Einstellung geht nur bis 35°C oder so.
Es kommt aber auch darauf an, was in deinem "Raum" drinsteckt.
Um z.B. eine kalte Trinkwasserflasche auf etwas über Körpertemperatur zu
bringen, werden mehr als 5 min benötigt.
Wenn die Temperatur schnell erreicht werden soll, würde ich
Widerstandsdraht empfehlen. Der hat sehr wenig eigene Wärmekapazität und
kann flächig gespannt werden. Gibts bei allen gängigen Distributoren.
Als Netzteil evtl ein altes von einem Notebook.
