Liebe Mikrocontroller Gemeinde Ich ersuche euch um Ratschlag betreffend meines Elektrochemie-Projektes. Für elektrochemische Prozesse ist es äussert wichtig das Potential während fortschreiten des Prozesses genau geregelt zu haben. (z.B. -1.1V) Ich dachte an ein Labornetzteil mit 0-5V, 10 A. Dürften auch 20 A sein. Diese haben eine Fixe Regelung, was ich gerne ändern möchte. Das Potential muss dringend konstant gehalten werden und sollte falls ein plötzlicher Abfall geschieht alsbald möglich wieder auf entsprechendes Nivau gebracht werden.Mit einer Referenzelektrode als Kontrolle zum Beispiel. Gibt es von eurer Seite her Ratschläge wie ich dies am besten lösen könnte? Eventuell gibt es fertige Bauteile, welche sogar ich als Laie zusammenfügen könnte? Ich bin kein Elektronik-Bastler, eher Chemiker. Mich interessiert die Materie, nur mein Studium fordert meine ganze Zeit. Ich hoffe Ihr findet kurz Zeit um mich bei meinem Projekt zu unterstützen, denn Elektrochemie wird leider in der Chemie zu unrecht eher gemieden. Greetz Rainer
> Das Potential muss dringend konstant gehalten werden > und sollte falls ein plötzlicher Abfall geschieht > alsbald möglich wieder auf entsprechendes Nivau gebracht werden Hmm, Potential = Spannungsdifferenz zwischen den Elektroden ? Die hält das Labornetzteil konstant, dazu ist es da. Die Frage ist eher, wie man es einstellt (Drehregler, eintippen, digital übermitteln von deinem PC aus) und dann halt - wie genau (auf 0.1V oder 0.001V) - wie belastbar (10A, hast du eigentlich schon gesagt). Labornetzteile nicht der übelsten Art gibt es von Statron. Natürlich gibt es auch bessere (z.B. Agilent) oder billigere (China), und es kann durchaus sein, daß das billigere für eure Anforderungen reicht. Vielleicht habe ich aber auch dein Problem nciht verstanden.
Meinst du sowas wie ein Galvanostat oder Potentiostat? Ardustat - low cost Arduino based galvanostat/potentiostat http://blog.makezine.com/archive/2007/08/ardustat_low_cost_arduino.html http://dansteingart.com/ardustat/ http://www.pdfgeni.com/book/potentiostat-pdf.html
Rainer "s" schrieb: > Diese haben eine Fixe Regelung, was ich gerne ändern möchte. Das > Potential muss dringend konstant gehalten werden und sollte falls ein > plötzlicher Abfall geschieht alsbald möglich wieder auf entsprechendes > Nivau gebracht werden.Mit einer Referenzelektrode als Kontrolle zum > Beispiel. Hallo Rainer, was du dann auf jeden Fall brauchst, ist ein Netzteil mit Fühlerleitungen. Ein einfaches Netzteil regelt nur die Spannung an den Anschlüssen; kann man externe Fühlerleitungen anschliessen, so wird die Spannung an den Fühlereingängen geregelt, das dient der Ausregelung von Zuleitungswiderständen. Ob die Fühlereingänge geeignet sind für deine Potentialmessung (z.B. hochohmig genug), müsstest du aus den technischen Daten entnehmen. Ob Diffusionsspannungen in dein Potential eingehen, musst du selbst prüfen bzw. vermeiden. Stromversorgungen für Elektrochemie sind i.A. stromgeregelt, weil man mit Spannungsregelung keinen gleichmässigen Prozess hinkriegt, z.B. bei der Metallabscheidung. Näheres würde hier zu weit führen. Gut möglich, dass man ein Gerät für deine Zwecke extra konstruieren muss, und gut möglich dass es dabei einige Probleme mit der Stabilität der Regelung gibt, ich würde das erwarten wegen der grossen Empfindlichkeit der Regelstrecke gegen Spannungsänderungen. Gruss Reinhard
Stefan B. schrieb: > Meinst du sowas wie ein Galvanostat oder Potentiostat? > > Ardustat - low cost Arduino based galvanostat/potentiostat > http://blog.makezine.com/archive/2007/08/ardustat_low_cost_arduino.html > http://dansteingart.com/ardustat/ > > http://www.pdfgeni.com/book/potentiostat-pdf.html Hi Stefan Ja so etwas. Nur mit Gleichstrom und bis zu 10-20 Ampere. Vielen Dank für eure Unterstützung
Hallo Reinhard Ich sehe Du verstehst mich. Eine Regelung der Spannung bloss an den Anschlüssen gibt mir nicht wirklich die Spannung welche dann zwischen den Elektroden hängt wieder. Im speziellen nicht wenn sich Faktoren mit Laufe der Synthese verändern, wie zB. der Widerstand.. > Stromversorgungen für Elektrochemie sind i.A. stromgeregelt, weil man > mit Spannungsregelung keinen gleichmässigen Prozess hinkriegt, z.B. bei > der Metallabscheidung. Näheres würde hier zu weit führen. Ich sehe Du hast da einiges an Erfahrung und Wissen. Was würdest Du vorschlagen wenn ich es über diesen Weg machen würde? Gruss Rainer
Rainer "s" schrieb: > Für elektrochemische Prozesse ist es äussert wichtig das Potential > während fortschreiten des Prozesses genau geregelt zu haben. (z.B. > -1.1V) Was genau ist denn die Regelgröße? Die Spannung wie Du oben gesagt hast oder der Strom wie Reinhard vermutet hat. Auf alle Fälle wird ein Laburnetzteil eher ungünstig sein, da die normalerweise für höhere Spannungen konstruiert sind und bei so niedrigen Spannungen im ungünstigsten Wirkungsgrad und der höchsten Eigenlast fahren. Wie professionell soll es sein? Selbstgebaut? Falls ja könnte man evt. ein preiswertes ATX Netzteil nehmen und den 3,3 V Ausgang dann mit einem Linearregler Stromregeln.
bei pollin ist grad eins für 3.50€ im angebot, macht am 5v zweig 18 ampere. stromregelung linear ist wegen der hohen verlustleistung ungünstig. im fall von 1v ausgangsspannung (18A) müssen 72Watt verbraten werden. geht wegen der geringen spannung noch grad so. aber fetter regler und kühli mit lüfter sind dann längst pflicht. ausserdem muss noch ein (geringer) drop mit eingerechnet werden, man kann also nich die vollen 5V nutzen sondern nur 4.x. eleganter wär sicher ein stepdown mit µC, der über shunt strom ausregelt und die spannung messen und begrenzen kann.allerdings auch viel komplizierter
Hallo, die Anforderungen wären etwa: 0..6 V fein regelbar 0..10 A fein regelbar externe Fühlleitungen für die Spannung analoge Steuereingänge für Strom und Spannung. Das ist im normalen Handel kaum zu bekommen, die üblichen Geräte haben weder Fühlleitungen noch Steuereingänge, und Einbaunetzteile, die das haben, sind nicht mit Konstantstrom betreibbar (wg. Foldback o.Ä.) und funktionieren meistens auch nicht von 0 an. Das hier wäre aber geeignet: http://www.elektroautomatik.de/fileadmin/pdf/katalogseiten/060-061_ps3000b.pdf Ich würde mal einfach anfangen und mit den Regelknöpfen für Strom und Spannung von Hand regeln, um ein Gefühl für das Verhalten zu bekommen. Wenn du so eine brauchbaren Arbeitspunkt bekommst, kannst du versuchen, das korrekte Potential zu messen, dafür reicht jedes moderne Multimeter. Ob du ein einfaches Platinblech brauchst oder was komplizierteres, musst du halt rausfinden. Dann kannst du versuchen, dein Potential entweder an die Fühlleitungen anzuschliessen oder eine externe Regelung des Potentials an die Steuereingänge anzuschliessen. Es gibt viele digital steuerbare Geräte, aber dazu brauchst du einen Datenausgang und Software, und die Geräte kosten meist jenseits der 1000 Euro. Interessant wäre das dann, wenn du die erfassten Daten noch anderweitig verwerten kannst. Bei Laborversuchen würde ich mir um den Wirkungsgrad garnicht erst Gedanken machen, dann verheizt du halt 50 W, was soll's. Es melden sich sicher einige, die das für ein paar Euro aus Elektroschrott zusammenbauen wollen - wenn du einen Festpreis, zahlbar im Erfolgsfall vereinbarst, kannst du das probieren. Grundsätzlich sind Labornetzgeräte keine Billigprodukte, dafür werden zuwenig gebraucht, ich komme seit vielen Jahren mit meinen aus. Gruss Reinhard
> > Ich würde mal einfach anfangen und mit den Regelknöpfen für Strom und > Spannung von Hand regeln, um ein Gefühl für das Verhalten zu bekommen. > Wenn du so eine brauchbaren Arbeitspunkt bekommst, kannst du versuchen, > das korrekte Potential zu messen, dafür reicht jedes moderne Multimeter. > Ob du ein einfaches Platinblech brauchst oder was komplizierteres, musst > du halt rausfinden. Dann kannst du versuchen, dein Potential entweder an > die Fühlleitungen anzuschliessen oder eine externe Regelung des > Potentials an die Steuereingänge anzuschliessen. > > Es gibt viele digital steuerbare Geräte, aber dazu brauchst du einen > Datenausgang und Software, und die Geräte kosten meist jenseits der 1000 > Euro. Interessant wäre das dann, wenn du die erfassten Daten noch > anderweitig verwerten kannst. > > Bei Laborversuchen würde ich mir um den Wirkungsgrad garnicht erst > Gedanken machen, dann verheizt du halt 50 W, was soll's. > > Es melden sich sicher einige, die das für ein paar Euro aus > Elektroschrott zusammenbauen wollen - wenn du einen Festpreis, zahlbar > im Erfolgsfall vereinbarst, kannst du das probieren. Grundsätzlich sind > Labornetzgeräte keine Billigprodukte, dafür werden zuwenig gebraucht, > ich komme seit vielen Jahren mit meinen aus. > > Gruss Reinhard Hallo Reinhard Das Netzteil schaut sehr gut aus. Ich denke mit dieser Basis lässt sich etwas interessantes aufbauen, vielen Dank. Ich würd mir lieber ein rechtes Netzteil wie Du es mir empfiehlst zulegen, auch wenn ich noch ein wenig sparen muss. Ich bin nochmal kurz über die Bücher gegangen.. Folgendes: - Was wichtig ist, ist anscheinend die Überspannung an der Kathode gemessen zu einer Referenzelektrode, zB. Wasserstoffelektrode. Die gewünschten Werte für die jeweiligen Überspannungen sind ist in meiner Elektrochemie-Literatur gegeben. - Die Sromdichte, z.B. 200mA pro cm2 sollte möglichst konstant gehalten werden - Da sich der Widerstand mit fortschreitender Reaktion erhöht muss dann entsprechend die Spannung gemäss U= R *I erhöht werden, damit die kontinuerliche Überspannung gewährleistet werden kann. - Es wäre natürlich wünschenswert die Referenzelektrode bei der Steuerung der Spannung einzuspeisen, damit das Überpotenzial konstant gehalten werden kann. - Als Referenzelektrode würde sich nach meinen Recherchen eine Silber-Silberchlorid-Elektrode anbieten. Da ich vorwigend in saurem Medium arbeiten werde. Gehe ich korrekt in der Annahme dass es keine Schwierigkeit darstellen sollte, eine Spannungssteuerung mittels Referenzelektrode in das von Dir vorgeschlagene Modell einzuspeisen? Ich bin mit Schaltkreisen nicht so vertraut. Vielen Dank für den Support! Gruss Rainer
Rainer "s" schrieb: > Gehe ich korrekt in der Annahme dass es keine Schwierigkeit darstellen > sollte, eine Spannungssteuerung mittels Referenzelektrode in das von Dir > vorgeschlagene Modell einzuspeisen? Hallo Rainer, einfach anfangen und probieren. Das Schlimmste was passieren kann, ist dass du zwischen deine Potentialmessung und dem Steuereingang der Stromversorgung eine eigene Regelschleife bauen musst, aber das ist im Prinzip nur ein Differenzverstärker bzw. Instrumentenverstärker, bestehend aus 3 Operationsverstärkern, daraus ergibt sich kein ernstes Armutsrisiko. Die Funktion ist einfach: wird das Potential zu gross, wird der Strom (oder die Spannung) vermindert, und umgekehrt. Gruss Reinhard
Mit den Chroma Geräten hab nur gute Erfahrungen. In der Firma beutzen ich die größeren zum Testen von DC/DC Converter, Batteriesimulation. Die 10kW Teile kosten glaub ich >10k€. Aber es gibt auch kleinere, mit Voltage-Sense eingängen und die können bis 0V hinuterregeln. Weis aber nicht was die kosten. Oder diese:http://www.powercontrol.de/upload/pdf/powersupply/G750_1500.pdf Da haben kleinen 750W Teile eine große Auswahl an Strom-Spannung also von 6V/100A bis 600V/1,3A und das in 12 Stufen. Ebenfalls mit Sense Eingängen. Vom 20V/70A Gerät weis ich dass man bis fast 0V noch Regeln kann. MFG
Nur zur Ergänzung des Themas Potentiostat, nicht für paar Ampere! Low-Cost Portable Potentiostat for Biosensing Applications Elliot Friedman (esf59) and Alexander Hartoto (akh75) http://instruct1.cit.cornell.edu/courses/ee476/FinalProjects/s2010/esf59_akh75/esf59_akh75/index.html Die Ausgangsstufe basiert auf einem LM148 Quad op-amp, d.h. max. paar mA Ausgangsstrom.
Stefan B. schrieb: > Nur zur Ergänzung des Themas Potentiostat, nicht für paar Ampere! > > *Low-Cost Portable Potentiostat for Biosensing Applications* > Elliot Friedman (esf59) and Alexander Hartoto (akh75) > http://instruct1.cit.cornell.edu/courses/ee476/FinalProjects/s2010/esf59_akh75/esf59_akh75/index.html > > Die Ausgangsstufe basiert auf einem LM148 Quad op-amp, d.h. max. paar mA > Ausgangsstrom. Kann man aber leicht auf 20 bis 40A Ausgangstrom aufbohren. das Prinzip ist bei allen analogen Potentiostaten/Galvanostaten identisch. Und läuft hier seit Jahrzehnten zur vollsten Zufriedenheit.
Vielen Dank für die Infos! Eventuell würde ich auch ein gebrauchtes Gerät in Betracht ziehen, welches so aufgebaut ist wie das von Elektroautomatik, mit Gleichstrom. Kennt ihr eine gute Site welche gebrauchte Netzteile verkauft? Vielleicht käme ich dann etwas günstiger weg, oder aber bekäme mehr geboten für das gegebene Geld. Gruss Rainer
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