Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Frage zu Trennrelai, CAN, Transistor und PTC Element


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von Rene H. (ballibou77)


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Hallo,

ich habe mir mit drei PTC Elementen (12V 150Watt) eine "Standheizung" 
gebaut. Das ganze klappt auch soweit (wird sogar sehr warm) jedoch habe 
ich nun noch eine Anliegen, zum Aufbau:

Komplettes Heizungssystem ausgebaut (Heizlüfter, Verrohrung, 
Klappensystem, etc)

Dort habe ich dann den Heizlüfter von der Widerstandskarte (sehr altes 
Auto) getrennt. Den Heizlüfter an VCC angeschlossen und GND an einen 
BD241C angeschlossen. Dieser wird mittels PWM angesteuert sodass eine 
stufenlose Regelung, und nicht wie vorher nur Stufe 1-2-3-4 möglich ist.

Das Klappensystem (Umluft/Frischluft, sowie Fuß, Innenraum, 
Frontscheibe) habe ich vom Seilzugsystem entfernt und 2 Schrittmotoren 
verbaut. Diese werden durch ein TB6560 betrieben.

Sodann habe ich vor den Wärmetauscher die 3 PTC Elemente verbaut und 
jeweils an einen BD241C angeschlossen um deren Wärme zu regulieren.

Zum Schluß habe ich noch einen DS1820 eingesetzt um die Temeperatur zu 
überwachen.

Gesteuert wird das ganze über einen ATMega32.

Erster Test:

Temperatur wird richtig ausgelesen. PWM des Heizungslüfters klappt 
einwandfrei.

Erstes einschalten der PTC Elemente zwinkte das Labornetzteil (4A) in 
die Knie. Also eine Autobatterie besorgt, aufgeladen, angeschlossen. und 
es wurde Warm. Jedoch nicht lange, es qualmte kurz dann wurde es wieder 
kalt.

Beim Versuch die PTC Elemente auf voller Leistung zu betreiben rauchten 
die BD241C (3A) ab.

Die PTC Elemente also mittels Relais angeschlossen und konstant mit 
voller Power betrieben. Dies klappte nun wunderbar.

Nach gut 3 Stunden Dauertest ging dann auch die Batterie in die Knie.

Funktionstest jedoch fast bestanden.

Nun meine Anliegen:

Gibt es NPN Transistoren die min 15A können?

Um die "Hauptbatterie" zu schonen würde ich gerne ein Trennrelai nutzen 
was die Batterie kontrolliert läd, nur welches?

Da man die PTC Elemente auch mit 220VAC nutzen kann denke ich, das der 
"mehrstrom" der Lichtmaschine, also 14,4V den PTC Elementen nichts 
ausmacht, oder?

Den ATMega32 würde ich gerne an einem "Kontenpunkt", eine Art 
Steuergerät auswerten sowie steuern und hierfür CAN verwenden. Welcher 
CAN Baustein ist hier zu empfehlen?

Danke euch.

von Sandmann (Gast)


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Es ist schon sehr spät, deshalb in aller Kürze: es heißt Relais.

Zur Sache selbst gibt es heute nichts mehr, morgen sieht man weiter.

von Thomas F. (igel)


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Rene H. schrieb:
> Den Heizlüfter an VCC angeschlossen und GND an einen
> BD241C angeschlossen. Dieser wird mittels PWM angesteuert

Hast du schon mal über einen Logik-Level-Mosfet nachgedacht wie z.B IRLI 
540N?

> eine Art Steuergerät auswerten sowie steuern und hierfür CAN verwenden.
> Welcher CAN Baustein ist hier zu empfehlen?

Dein Vorhaben ist unklar. Willst du ein externes Bedienfeld welches über 
CAN mit dem Atmega kommuniziert? Oder willst du an den Fahrzeug-CAN ran 
(lass es!)?
Was stellst du dir unter CAN-Baustein vor?

: Bearbeitet durch User
von Rene Hov. (Gast)


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Also bisher habe ich mit Mosfets noch nicht gearbeitet.

Also ich will mehrere Verbinden. I2C ist dafür ja zu störanfällig, daher 
CAN. Nur welche Bauteile benötige ich da?

von Thomas F. (igel)


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Rene Hov. schrieb:
> Nur welche Bauteile benötige ich da?

Um einen Atmega32 CAN-fähig zu machen braucht man erst mal einen 
CAN-Controller. Die bekanntesten sind MCP2515 oder SJA1000. Zusätzlich 
braucht man noch einen CAN-Tranceiver wie MCP2551. Schaltungen finden 
sich hier im Forum zu Hauf.

Ob dein Vorhaben sinnvoll ist weiß man so natürlich nicht.

von Thomas O. (kosmos)


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150W/12V=12,5A bei 14V dürften um die 15A fließen wenn dein Transistor 
für 3A ausgelegt ist erübrigt sich die Frage warum er kurz geraucht hat. 
PTC-Elemente dürften im kalten Zustand noch mehr Strom ziehen. Weiterhin 
kommt es nicht nur auf den Strom über den Transistor an, der muss auch 
mit dem ganzen Dreck (Spannungsspitzen) im Bordnetz zurechtkommen oder 
dagegen geschützt werden.

Ich hoffe mal das du nicht deine normale Heizung gekappt hast den diese 
bringt einige kW

von Rene H. (ballibou77)


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Also der maximale Strom laut DB soll 15A sein. Ich brauche nun halt 
Transistoren die das min verkraften. 20 - 30A wären da natürlich besser.

Wie oben geschrieben habe ich die PTC Elemente vor den Wärmetauscher 
geschaltet. Die 3 Elemente machen schon sehr gut Wärme.

Heizungslüfter => PTC Elemente => Wärmetauscher => Lüftungssystem

Also die PTC Elemente sollen halt "vorwärmen" wenn diese 1 - 2 Std. 
"vorlaufen" sollte sich das "kratzen" erübrigt haben und auch nicht mehr 
"so kalt" im Auto sein.

Es dauert extrem lange, gerade bei Minusgraden über Nacht bis überhaupt 
mal wärme durch die "normale" Heizung kommt.

Durch die PTC Elemente soll halt "vorgewärmt" werden. Daher habe ich die 
PTCs auch vor den Wärmetauscher gesetzt, dort läuft ja das Kühlwasser 
durch. Wenn nun die PTC Elemente heizen und die Wärme dann noch durch 
den Wärmetauscher gepustet wird, wird die Luft zwar wieder abgekühlt, 
jedoch sollte dies nur kurz sein, die Warme luft wird ja dann weiterhin 
in den Innenraum gepustet. Hinzu kommt das die Wärme den Wärmetauscher 
und damit auch das Kühlwasser erhitzt.

Wieviel kW die normale Heizung hat weiss ich nicht. Dort läuft halt das 
warme Wasser vom Motor durch (sieht ja aus wie ein Heizkörper) und der 
Lüfter befördert ja dann nur die Luft von aussen durch diesen und dann 
in den Innenraum. Also kW? Für mich ist das nur heißes Wasser in einem 
Kreislauf.

von Thomas F. (igel)


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Rene H. schrieb:
> Also die PTC Elemente sollen halt "vorwärmen" wenn diese 1 - 2 Std.
> "vorlaufen" sollte sich das "kratzen" erübrigt haben und auch nicht mehr
> "so kalt" im Auto sein.

Woher soll eigentlich der Strom kommen?
Wenn du eine zweite Autobatterie dafür verwenden willst: Vergiss es.

Warum nimmst du keinen Mosfet?

von Rene H. (ballibou77)


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Ich habe bisher noch nicht mit Mosfets gearbeitet, daher halt die Frage 
nach einen passenden Transistor.

Ähm, ja, doch, durch eine zweite Autobatterie, daher erwähnte ich ja das 
Trennrelai. So das die Starterbatterie unberührt bleibt. Die 
"Heizungsbatterie" wird dann erst geladen wenn der Motor läuft und das 
Trennrelai dann einschaltet.

https://de.wikipedia.org/wiki/Batterietrennrelais

: Bearbeitet durch User
von Edi R. (edi_r)


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Es gibt kein "Relai". Das Ding heißt "Relais", mit "s" am Ende. Auch im 
Singular.

Hast Du schon mal eine überschlagsmäßige Berechnung der Energie gemacht, 
die benötigt wird? Dann kannst Du abschätzen, ob eine Batterie reicht 
oder nicht. Ich vermute, dass eine einzige zusätzliche Batterie nicht 
ausreichen wird.

von Rene Hov. (Gast)


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Also wie gesagt, da das Schaltnetzteil in die Knie ging nahm ich ja eine 
Autobatterie. Diese war nach knapp 3 Std entladen.

Wenn ich also das ganze nur max 2 Std dauerhaft laufen lasse sollte die 
Batterie nicht tiefenendladen werden.

Ich müsste dann nur ausrechnen wie lange der Motor laufen muss bis die 
zweite Batterie wieder voll aufgeladen ist.

von Thomas O. (kosmos)


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Es gibt Doppelstutzen die man in einen durchtrennten Kühlmittelschlauch 
steckt also beide Schlauchteile wieder drauf und dort befindet sich dann 
ein Innengewinde wo man kleine Heizteile reindreht ähnlich einer 
Glühkerze evtl. sind es auch Glühkerzen. Dadurch wird der gesamte kleine 
Kühlkreislauf vorgewärmt. Wenn's aber nur darum geht die Scheiben 
abzustauben funktioniert's auch mit 450 Watt.

von Thomas F. (igel)


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Rene H. schrieb:
> Ähm, ja, doch, durch eine zweite Autobatterie,...

Deine Idee ist nicht neu. Vor über 20 Jahren hatte ich schon die gleiche 
Idee. Aber nachdem ich die Energiemengen, Ladezeiten und zu erwartende 
Erwärmung mal grob überschlagen habe, hab ich das ganze sofort wieder 
verworfen: das klappt einfach nicht. Wenn es funktionieren würde, gäbe 
es sowas auch irgendwo zu kaufen. Es gibt zwar viele Arten von 
Standheizungen, aber mit einem 12V Bleiakku habe ich noch nie eine 
gesehen.

von Thomas O. (kosmos)


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Man muss die Energie schneller zuführen als Sie abgeführt wird.
Beispiel mit einem 25W Lötkolben kann man über Tage versuchen einen Topf 
voll Wasser zum Kochen zu  bringen, mit der 2000W Herdplatte geht's in 
Minuten, obwohl der Lötkolben mehr Energie geliefert hat schafft er es 
letztendlich nicht.

von Martin (Gast)


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Zur benötigten Leistung:
Eine Standheitung z.B. von Eberspächer oder Webasto hat > 2000W.
Wenn sie das Kühlwasser des Motors mit wärmen soll eher mehr.

Wenn man nur die Frontscheibe enteisen will, so sind 150W ausreichend. 
Dann muss die Wärme aber ohne weitere Verluste nur aus den oberen Düsen 
kommen.

Zweitbatterie von Anlasserbatterie entkoppeln: Batterie-Trennrelais 12V

von Rene H. (ballibou77)


Angehängte Dateien:

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So, hier dann mal Schaltplan, Layout und 3D Ansicht.

Die Schrittmotortreiber habe ich jetzt noch nicht im Layout drinne. 
Diese kommen nachher noch dazu. Die BDs muss ich noch tauschen. Suche da 
noch passende.

von Zwinger (Gast)


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Rene H. schrieb:
> zwinkte

Eigenschöpfung? Schon beim Duden angemeldet?

von Thomas F. (igel)


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Du versuchst mit einem Portpin - PTC_PWM - drei Transistoren 
anzusteuern, jeden mit 100R Basiswiderstand.

So viel Strom kann der Atmega aber nicht liefern. Daher rauchen 
vermutlich deine Transistoren ab.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Basiswiderstand

von Rene H. (ballibou77)


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Aber warum sollten die Transistoren abrauchen? Dann sollte doch eher der 
ATMega abrauchen, oder? Ok. Also einen BC548 vorschalten der dann die 3 
NPNs treibt, oder?

von Thomas F. (igel)


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Warum hängst du so an diesem Transistor.

Wenn man digital ein- und ausschalten will dann nimmt man einen Mosfet.

Aber wenn du unbedingt willst dann nimm einen Darlington-Transistor. Der 
hat dann genügend Verstärkung, der BD241 hat nämlich viel zu wenig 
(hfe).
Sowas wie TIP140 - TIP142 dann (ohne Gewähr).

von Rene H. (ballibou77)


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ja, habe ich auch feststellen müssen. die BDs haben nur eine Verstärkung 
von 20. Da muss ich denen schon einigen geben das die voll durchsteuern

Ich habe mit Mosfets bisher nichts gemacht.

von Thomas F. (igel)


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Rene H. schrieb:
> Ich habe mit Mosfets bisher nichts gemacht.

Na und? Das ist kein Hexenwerk:

http://forum.arduino.cc/index.php?action=dlattach;topic=213550.0;attach=67018

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