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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Regelbare Stromquelle für Widerstandsdraht


Autor: Jens Schmitt (Firma: eXtensive media) (djstorm)
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Hallo mal wieder.

Ich versuche gerade einen Styropor-Schneider zu bauen. Als Draht benutze 
ich Isachrom 60 mit 30cm Länge, was einen Widerstand 1,695 Ohm ergibt. 
Um den Draht auf max. ca. 200°C zu bringen, müssen um die 3,5A fließen. 
So weit bin ich schon mal mit den Berechnungen.

Jetzt geht es eigentlich nur noch um die Regelung. Ich denke, hierfür 
wird eine spannungsgesteuerte Stromquelle das Beste sein, oder? Die 
Schaltung im Anhang sagt mir da zu, da ich eben auch die Teile gerade 
hier habe (OPV LM358 wie angegeben, statt BUZ11 würde ich PHPN03LT 
nehmen).

Blöd ist, dass die Schaltung bisher wohl auf max. 500mA ausgelegt ist, 
was aber bestimmt durch Ändern von R2 eingestellt werden kann. Ein 
weiteres Problem ist R1. Einen so kleinen Leistungswiderstand habe ich 
nicht da, erst ab 10 Ohm. Einen Shunt aus Kupferdraht kann ich bei einem 
solchen Widerstandswert auch vergessen.

Meine Überlegung ist, ob es eventuell möglich ist, das ganze über den 
Lastwiderstand, also dem Widerstandsdraht zu machen, so dass R1 gar 
nicht mehr gebraucht wird...

Danke schon mal für eure Antworten

Gruß

Jens

Autor: Andrew Taylor (marsufant)
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Bevor Du da weiter baust, schau doch mal hier wie man so was lösen 
kann(die cnc Maschine mußt Du ja nicht mitbauen):

http://cnc-hotwire.de/

Autor: remo (Gast)
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nein, wird so niciht gehen.

Die Schltung regelt den Strom doch über die Spannung am 
Shunt-Widerstand. Wenn Du den Heizdraht selbst als Shunt nimmst, dann 
hast du eine Konstantspannungsquelle und keine Stromquelle.
Bei diesem hohen Strom ist es wegen der zu erwartenden Wärme vermutlich 
das preislich günstigste ein billiges Labornetzgerät zu nehmen und die 
Strombegrenzung zu nutzen.
Falls Du es doch selber basteln willst, dann rechne die Verlustleistung 
des Transistors und die nötige Kühlung sorgfältig aus, der wird sonst 
schneller heiss als der Draht.

Ich hab das früher mit einem abgewickelten Draht von 150R 
Drahtwiderständen, die nur leicht an der Oberfläche lackiert waren 
gemacht. Als Quelle einen Eisenbahntrafo und fertig. Wenn man den Trafo 
vorsichtig aufgedreht hat, dann hat der Draht auch ganz ohne Regeleung 
so lange durchgehalten, dass er eher an der mechanischen Belastung als 
an der Überhitzung gestorben ist. Das Problem bei diesen Sägen:
Wenn du den Styropor nicht gleichmäßig schiebst, dann schmilzt das Zeug 
weg, da kannst du richtig zuschauen. Wenn du zu fest schiebst, dann wird 
der Draht, der durch die Hitze nicht so wahnsinnig stabil ist zu sehr 
gespannt und reisst. Das wird auch Deine Regelung nicht verhindern.
Evtl hast du einen stärkeren Draht und es geht damit besser.

Viel Glück
Remo

Autor: Jens Schmitt (Firma: eXtensive media) (djstorm)
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Sowas in der Art habe ich schon befürchtet... Was die Verlustleistung am 
FET angeht... sind max. ca. 40W-45W - geht schon ziemlich an die 
Grenzen... Der Kühlkörper dürfte einen max. thermischen Widerstand von 
ca. 0,9°C/W haben um ein Stück unter dem maximalen Temeraturbereich zu 
bleiben. Aber ich hab so ein paar große Kühlkörper, die dann auch noch 
nen Lüfter drauf bekommen würden...

Was das schmelzen angeht: ist nicht so schlimm, da nur Platten in ner 
bestimmten Dicke geschnitten werden, die dann als "Füllmaterial" in 
einem Gehäuse dienen...

Autor: Klaus2 (Gast)
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TL494, nen OP, ne Diode als TempSens und wieder das alte Zauberwort: PWM 
:)

Klaus.

Autor: Jens Schmitt (Firma: eXtensive media) (djstorm)
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PWM hatte ich erst auch schon überlegt - aber so diskret hab ich jetzt 
nichts gefunden, wie ich das dann genau anstellen soll...

Sorry, mit Analogtechnik hab ich bisher nicht wirklich groß was am Hut - 
mehr mit Softwareentwicklung und Mikrocontrollern...^^

Autor: flätz (Gast)
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So aus dem Bauch heraus finde ich die Lösung mit der Stromquelle und dem 
Widerstandsdraht nicht so günstig. Beim Schneiden wird sich der Draht 
abkühlen, und die Temperatur wird nicht "automatisch nachgeregelt".
Ein Aufbau mit einem dünnen Stahldraht (dünne Gitarrensaite) und Betrieb 
mit einem Eisenbahntravo oder Konstanter erscheint mir günstiger. Wegen 
der PTC-Charaktersitik des Drahtes wird sich der Strom dabei mehr oder 
weniger selbständig regeln.

Autor: Jens Schmitt (Firma: eXtensive media) (djstorm)
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Okay, dann eher regelbare Spannungs- statt Stromquelle... Die Sache mit 
dem Eisenbahntrafo ist halt, dass sowas gerade nicht verfügbar ist und 
nicht extra was gekauft werden sollte - sonst kann man sich ja gleich 
ein Scheidegerät kaufen... ;) Und bisschen basteln muss auch sein^^

Autor: flätz (Gast)
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> Und bisschen basteln muss auch sein^^

Klar, sind ja auch alles nur Vorschläge. Lass Dich nur nicht davon 
abbringen:)
Was hast Du denn so an Geräten zur Verfügung? Ev. sogar einen 
Stell-Trenntravo, Netztravos oder ein Labornetzgerät?

Autor: Jens Schmitt (Firma: eXtensive media) (djstorm)
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Oh jeh... in der Art hab ich nur die reinen Trafos oder eben 
Steckernetzteile. Netzgerät werde ich mir demnächst wohl endlich mal 
eines bauen...

Autor: Tom (Gast)
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Wenn du viel basteln möchtest:
Man kann einen Draht auch auf konstante Temperatur regeln:
     V
     |
+----+----+
|         |
R1        R3
|         |
+-(1) (2)-+
|         |
R2      Draht
|         |
GND      GND

Mit einem Differenzverstärker die Spannung zwischen (1) und (2) messen 
und V so regeln, dass die Brücke abgeglichen ist. R1/R2 sollte 
R3/R_Draht bei der gewünschten Drahttemperatur (PTC-Chahrakteristik) 
entsprechen, sinnvollerweise sollte man R3 < R_Draht wählen, um nicht 
die halbe Leistung in R3 zu verbraten. Ob das in Deiner Anwendung, wo 
die Temperatur des Drahtes nicht konstant über der Länge ist, sinnvoll 
ist, ist eine andere Frage...

Autor: Tom (Gast)
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Eben übersehen: Die genannte Regelung benötigt einen Draht mit höherem 
Temperaturkoeffizienten des Widerstands, Isachrom 60 funktioniert 
wahrscheinlich weniger gut, da sich dessen Widerstand ziwschen 20 und 
400 °C nur um ca. 5% ändert.

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