Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Pletier, PWM und Optoppler


von Max D. (planckmax)


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Hallo,

ich habe ein Projekt bei dem ich ein Peltier, später mehrere, zusammen 
mit Thermoelementen verwenden möchte.

Um mir zunächst etwas Erfahrung und einen Überblick zu verschaffen 
möchte ich mal mit einem kleinen Aufbau mit zwei Thermoelementen und 
einem Peltier anfangen.

Zur Steuerung verwende ich eine NI USB 6001 Box mit PWM

Als Peltier dachte ich an einen TEC1-127060 mit:
51,4 W Leistung, 6A und 15,4 V/DC

Als Thermoelemente würde ich gerne One-Wire DS1820 verwenden.

Ich habe mich mal ein wenig eingelesen und bin gerade dabei die 
Schaltung zu erzeugen. Berechnet hab ich noch nichts großartig, aber 
vielleicht kann mir jemand mit mehr Erfahrung mal sagen ob so 
funktioniert wie ich es mir in etwa vorstelle.

Danke schon mal!

: Verschoben durch User
von ArnoR (Gast)


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Furchtbar gezeichneter Schaltplan, in dem fast alles falsch ist.

Die Ausgänge der Spannungsregler nach Masse kurzgeschlossen. Es gibt 
keine Spannungsquelle für das Peltier-Element. Was sollen die beiden 
Widerstände in der Kollektorleitung des TIP?

von ArnoR (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Die Ausgänge der Spannungsregler nach Masse kurzgeschlossen.

Hatte blöderweise LM350 gelesen, aber auch die Temperatursensoren LM50 
am Ausgang nach Masse kurzzuschließen ist falsch.

von Max D. (planckmax)


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Sorry aber das ist meine erste Schaltung und meine erste Skizze!

Die beiden Spannungsregler sollten eigentlich die Thermoelemente 
(DS1820) sein, konnte aber leider keinen Eintrag in Eagle finden.

Die fehlende Spannung zum Peltier habe ich übersehen, würde halt ein 
preiswerte Netzteil beim Conrad oder so besorgen.

Die beiden Widerstände sollte eigentlich nur einer sein, dass müsste 
dann aber stimmen oder?

Ich werde den Plan dann gleich mal überarbeiten.

Vielen Dank für deine Unterstützung

von Max D. (planckmax)


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So vermutlich noch nicht perfekt, aber vielleicht etwas besser als eben!

von ArnoR (Gast)


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Planck M. schrieb:
> aber vielleicht etwas besser als eben!

Nö, kein bisschen. Immer noch genau so schlecht gezeichnet.

Die Versorgung für das PE ist 18V, an das PE sollen aber nur 15,4V, die 
Differenz verteilst du auf einen Kollektorwiderstand des TIP und auf die 
Ansteuerung/Schaltung des TIP. Besser wäre es, den Kollektorwiderstand 
in die Emitterleitung zu legen. Der Basisvorwiderstand kann dann 
entfallen.
Wie hoch ist die PWM-Frequenz?

von Max D. (planckmax)


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Ehrlichgesagt habe ich mir hierzu noch keine Gedanken gemacht. Das würde 
ich aber gerne kurz ausrechnen, mit welchen Überlegungen sollte ich 
dabei deiner Meinung nach starten?

von ArnoR (Gast)


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Planck M. schrieb:
> Das würde ich aber gerne kurz ausrechnen, mit welchen Überlegungen

Ein PE betreibt man am besten mit Gleichstrom, also nicht direkt mit PWM 
(außer vielleicht mit sehr niedriger Frequenz). Dazu solltest du die 
Schaltung zu einem StepDown abändern (Drossel in Reihe zum PE, 
Freilaufdiode dazu).
Beachten, dass ein Darlington und ein OK nicht gerade die schnellsten 
Schalter sind.

von Sascha (Gast)


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Muss man bei Peltier Elementen nicht auch MPPT machen?

Also braucht man mindestens die Möglichkeit einer Spannungsmessung.

Ich verstehe beim Blick auf den Schaltplan kein bischen. Vielleicht ist 
mein Kopf auch nicht drehbar genug.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Sascha schrieb:
> Muss man bei Peltier Elementen nicht auch MPPT machen?
Nein. Wozu sollte man da auf einen MPP regeln?

Aber wie üblich braucht man auch hier keinen "Optoppler", weil keine 
Potentialtrennung nötig ist. Warum geistert denn die Meinung herum, 
Optokoppler seinen "die Lösung" für unverstandene Probleme?

: Bearbeitet durch Moderator
von Sascha (Gast)


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Deswegen: http://www.rolandsteffen.de/seebeck.pdf

Aber das Element soll in diesem Fall wohl zum heizen/kühlen verwendet 
werden, nicht als Thermoelektrischer Generator.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Sascha schrieb:
> nicht als Thermoelektrischer Generator.
Bei einem Generator ist es sinnvoll, die entnehmbare Energie zu 
maximieren. Deshalb brauch man zur Impedanzanpassung den MPP Regler. 
Aber wenn's nur ums Heizen oder Kühlen geht, hat man sowieso eine 
anpassungsfähige Versorgung...

von Max D. (planckmax)



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ArnoR schrieb

> Ein PE betreibt man am besten mit Gleichstrom, also nicht direkt mit PWM
> (außer vielleicht mit sehr niedriger Frequenz). Dazu solltest du die
> Schaltung zu einem StepDown abändern (Drossel in Reihe zum PE,
> Freilaufdiode dazu).

Vielen Dank nochmal für Eure Mühen!

Ich habe nun mal die Thermoelemente fürs erste raus genommen, vielleicht 
wird es dadurch etwas übersichtlicher.

Die Freilaufdiode und StepDown-Schaltung habe ich hoffentlich richtig 
verwendet oder ist es wieder Quark was ich skizziert habe ;-) ?

: Bearbeitet durch User
von ArnoR (Gast)


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Planck M. schrieb:
> oder ist es wieder Quark was ich skizziert habe ;-) ?

Ja.
Das PE ist kurzgeschlossen, die Drossel fehlt, die Basis des 
OK-Transistors darf nicht an Masse, der Kollektor des OK-Transistors 
darf nicht an den Kollektor des TIP.

von Max D. (planckmax)


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Dabei habe ich mich extra nach dieser Schaltung orientiert;

http://www.tech-ecke.de/elektronik/imag/optokoppler_relais_ueber_transistor.gif

von ArnoR (Gast)


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Planck M. schrieb:
> Dabei habe ich mich extra nach dieser Schaltung orientiert;
>
> http://www.tech-ecke.de/elektronik/imag/optokoppler_relais_ueber_transistor.gif

Das ist auch im Prinzip richtig, nur hast du lauter Fehler eingebaut. 
Mit Basis an Masse macht der OK gar nichts mehr, PE kurzschließen geht 
auch nicht gut, die Drossel kommt direkt in Reihe zum Peltier (Relais in 
deinem Link).

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Und zudem braucht auch diese Schaltung keinen Optokoppler, weil 
links und rechts die selbe Masse ist!

: Bearbeitet durch Moderator
von Max D. (planckmax)


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Neuer Tag neues Glück,

ich verstehe leider noch nicht was ich mit der Base des OK-Transistors, 
also der Nummer 6 machen muss?!!

Bisher dachte ich immer GND ist GND nun habe ich Sie getrennt so das die 
beiden roten einem GND entsprechen und der auf der linken Seite einem 
anderen, ist das richtig so?

Danke

: Bearbeitet durch User
von Pandur S. (jetztnicht)


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Die Schaltung is Schrott, den der Phototransistor schliesst die Speisung 
kurz.

von Max D. (planckmax)


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Hmm, so was hab ich mir schon fast gedacht!
Ist es so besser?

von Herbert (Gast)


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Peltierelemente sind für PWM nicht geeignet. In Datenblättern wird 
meistens von max. 10 Hz gesprochen.

von ArnoR (Gast)


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Jetzt will dein OK die Versorgung in die Knie zwingen.
Um die Sache mal abzukürzen, habe ich eine Schaltung angehängt.

Das Tastverhältnis darf bei 18V-Versorgung nicht 1 werden, sonst wird 
das PE überlastet. Der Widerstand in der Kollektorleitung des OK 
bestimmt den Basisstrom des Darlington, der Widerstand von der Basis 
nach Masse beschleunigt das Abschalten des Darlington. Die Basis des OK 
bleibt offen (außer man hat viel Steuerstrom und will den OK etwas 
beschleunigen). Wenn man die GND grün und rot verbinden darf, braucht 
man keinen OK. Und ein Mosfet anstelle des Darlington wäre auch besser.

von Teo D. (teoderix)


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LOL, der verarscht euch doch! :)

von Max D. (planckmax)


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Vielen Dank Herbert und ArnoR!
Tja was soll ich sagen, aber aller Anfang ist schwer Teo Derix!

Wenn das ganze Stimmt würde als nächstes mit der Berechnung der 
Widerstände anfangen.

: Bearbeitet durch User
von wendelsberg (Gast)


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Der gruene Kasten ist immer noch kurzgeschlossen.

wendelsberg

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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wendelsberg schrieb:
> Der gruene Kasten ist immer noch kurzgeschlossen.
Und die Spule auch...

Planck M. schrieb:
> aber aller Anfang ist schwer Teo Derix!
Irgendwie war früher alles einfacher. Aber ich würde vorschlagen du 
fängst einfach mal mit irgendwas an. Dieses Herumgekritzel bringt dich 
nicht weiter...

von Max D. (planckmax)


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Hmm jetzt hab mich aber doch eigentlich direkt an die Vorgaben gehalten, 
oder hab ich schon wieder nicht aufgepasst?!!

von wendelsberg (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Aber ich würde vorschlagen du
> fängst einfach mal mit irgendwas an.

Ja, mit Batterie - Schalter - Lampe.
Wenn Du das verstanden hast - erkennt man daran, dass es funktioniert, 
du es richtig zeichnen kannst und das Gezeichnete erklaeren kannst - 
sehen wir weiter.

wendelsberg

von Max D. (planckmax)


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wendelsberg schrieb:
> Lothar M. schrieb:
>> Aber ich würde vorschlagen du
>> fängst einfach mal mit irgendwas an.
>
> Ja, mit Batterie - Schalter - Lampe.
> Wenn Du das verstanden hast - erkennt man daran, dass es funktioniert,
> du es richtig zeichnen kannst und das Gezeichnete erklaeren kannst -
> sehen wir weiter.
>
> wendelsberg

Grundsätzlich natürlich richtig, aber man wächst an seinen 
Herausforderungen. Ich komme immer mehr dahinter. Außerdem habe ich doch 
jetzt nur die Vorlage übertragen oder nicht?

von Fritz (Gast)


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Planck M. schrieb:
> Außerdem habe ich doch
> jetzt nur die Vorlage übertragen oder nicht?

Ja?  Dann poste den korrekt übernommenen Schaltplan doch mal!

von Max D. (planckmax)


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Fritz schrieb:

> Ja?  Dann poste den korrekt übernommenen Schaltplan doch mal!

Leider sehe ich keinen Unterschied zwischen der Vorlage von ArnoR und 
der letzten Schaltung von mir! Gib mir doch mal bitte einen Tipp!

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Planck M. schrieb:
> Außerdem habe ich doch jetzt nur die Vorlage übertragen oder nicht?
Ja, du hast "nur" die Vorlage "übertragen". Du hast aber keine Ahnung, 
welche Komponente aus diese Vorlage was macht. Und auch nicht, warum 
sie das macht...

Deshalb: nimm 10 Transistoren und ein paar Widerstände und mach mal ein 
paar Versuche auf dem Steckbrett. Nur so wirst du etwas lernen.

Planck M. schrieb:
> Leider sehe ich keinen Unterschied zwischen der Vorlage von ArnoR und
> der letzten Schaltung von mir! Gib mir doch mal bitte einen Tipp!
Mach die Augen auf. Sieh den Kalender an, und du wirst sehen: es ist 
Freitag. Der Tag an dem die Trolle herausgekrochen kommen...

: Bearbeitet durch Moderator
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