0,8 Ampere Konstantstrom/ Spannung Regeln

[Tho. S. (tho_se)]

Hallo zusammen,

Jetzt mal wieder eine Frage eines Elektrotechnik begeisterten Neulings.

Das Projekt will ich mit dem Arduino realisieren.

Ich habe vor ein Peltierelement zu Regeln. Dabei soll der Strom Konstant 
bei 0,8 Ampere gehalten werden und die Spannung zwischen 0-2 Volt 
geregelt werden. Den Stromkonstant zu halten verstehe ich ja soweit, 
aber ich finde kein geeignetes Regelbauteil für dieses Arbeitsbereich. 
Habe mir das MCP4131 rausgesuchr, aber dies arbeite mit einer 
Ausgangsstromstärke von 20 mA.

Der Transistor ist der BC 639 und als operationsverstärker habe ich den 
MCP 607-I/P.

Ich bin für jeden Tipp und jede Hilfe dankbar.

Viele Grüße

[Uwe B. (Firma: TU Darmstadt) (uwebonnes)]

Ein Peltier regelt man über den Strom. Die (interne) 
Waerme/Kaelteleistung ist proportional zum Strom. Außerdem  wirst Du 
schnell an die SOA Grenzen (abführbare Verlustleistung) deines 
Transistors kommen...

[HildeK (Gast)]

Thomas P. schrieb:
> Ich habe vor ein Peltierelement zu Regeln. Dabei soll der Strom Konstant
> bei 0,8 Ampere gehalten werden und die Spannung zwischen 0-2 Volt
> geregelt werden.

Nun, ich glaube nicht, dass du ein Element finden kannst, an dem du 
Strom UND Spannung frei wählen kannst. Entweder gibst du den Strom vor 
oder die Spannung, der Rest stellt sich dann schon ein.

Der untere Teil deines Planes (OPA und Transistor) ist eine 
Konstantstromquelle. Was willst du dann mit dem Poti noch einstellen? 
Die 2V werden sich bei 0.8A vermutlich selber einstellen (Typ des 
Peltiers wurde ja nicht genannt). Also: lass das Digitalpoti hier weg - 
es dürfte eh keines geben, das 0.8A verträgt.

Wenn du was einstellen willst, dann mach das doch über den Strom. Die 
0.8V an deinem OPA könntest du z.B. mit einer PWM oder auch mit einem 
Digitalpoti variabel vorgeben, so dass der Strom dann zwischen 0 ... 
0.8A einstellbar wird.

[THOR (Gast)]

Bei 2V 800mA würde ich nen Schaltregler einsetzen.

Warum Arduino, soll da ne Temperaturregelung drumherum?

Falls ja: MC34063 Schaltregler aufbauen, Digitalpoti an den Feedback-Pin 
nach Masse.

Für 800mA kann man so ne PIS SMD Power-Induktivität nehmen. Ich hab 
allerdings auch schon irgendwelche Stabinduktivitäten ausm 
Pollin-Restesack erfolgreich eingesetzt.

Was man von alten PC Mainboards runterlötet geht bestimmt auch.

[THOR (Gast)]

Nachtrag: Der Arduino kann natürlich auch selbst Regelglied einen 
Schaltreglers darstellen, kommt jetzt drauf an ob du noch nen PWM Kanal 
frei hast den du nicht brauchst.
Dann kannst du dir auch das Digitalpoti sparen.

[Tho. S. (tho_se)]

Erstmal vielen Dank für die schnellen und hilfreichen Antworten. Ich war 
da wohl gedanklich etwas daneben.

THOR schrieb:
> Warum Arduino, soll da ne Temperaturregelung drumherum?

Genau, ich will damit eine Temperatur regeln.

Ich hab auch genug PWM-Pins an meinem Arduino frei.

Ich werde mich erstmal in die Thematik des MC34063A einlesen. Hab im 
Moment noch keine Vorstellung wie es genau funktioniert.

Aber wie ich es jetzt bei Uwe Bonnes verstanden habe, ist es mit einer 
Transistorschaltung und dem variabelen Basisstrom über den Arduino 
machbar

[Tho. S. (tho_se)]

Ich hab mir mal die Bauteile die an das MC34063A gehören ausrechnen 
lassen. Meinen Arduino schalte ich dann vor Pin5? Wenn ich das richtig 
verstehe, Regel ich dann die Spannung und der Strom Stellt sich 
automatisch ein.

Was haltet ihr denn davon, dass hier nicht die Stromstärke, wie im 
ersten Kommentar erwähnt geregelt wird? Immerhin ist es richtig, dass 
die Stromstärke proportional der Leistung ist.

[Christian S. (roehrenvorheizer)]

Hallo,

im Prinzip benötigst Du einen Abwärtswandler, der am Ausgang einen 
Konstantstrom ausgibt bis zu einem sinnvollen Maximalwert, eben so viel, 
wie das Peltierelement aushält.

Dies läßt sich mit etlichen Schaltwandler ICs oder Zweipunktreglern 
realisieren.

Mit dem mc34063 geht das nur bis zu 70% Tastverhältnis, ist aber zu 
realisieren. Im einfachsten Fall benutzt Du zur Strommessung einen 
Widerstand, der 1,25 V bei 0,8A abfallen läßt. Besser ist die Variante, 
mittels Transistor 0,4 ... 0,6 V am Widerstand abfallen zu lassen und 
somit den Pin5 zu steuern. Hier muß man berets abgleichen. Am besten 
mittels OPV, aber auf die Offsetspannung aufpassen...

https://www.mikrocontroller.net/articles/Konstantstromquelle
Beitrag "Power Led Konstantstromquelle"
http://we.easyelectronics.ru/Theory/podklyuchenie-svetodiodov-praktika.html

Und regele besser nicht die Spannung, das geht schief, falls der 
Schaltwandler ordentlich Leistung hat.

""Immerhin ist es richtig, dass die Stromstärke proportional der 
Leistung ist."
Bei Widerständen JA.

Mit freundlichem Gruß

[Tho. S. (tho_se)]

Habe jetzt zwei Varianten aufgestellt. Würde es so funktionieren, bzw. 
was müsste man ändern?

[Stefan F. (Gast)]

In beiden Varianten hast du den 200 Ohm Widerstand durch eine direkte 
Leitung nach GND überbrückt -> kann so nicht funktionieren.

Weiterhin solltest du bedenken, daß der analoge Ausgang des Arduino 
Moduls ein PWM Signal liefert und eben NICHT ein analoges Signal.

Du musst das PWM Signal erst in ein analoges Signal umwandeln, wenn du 
wirklich eine analoge Stromregelung bewirken willkst.

[Tho. S. (tho_se)]

Ja stimmt mit den 200 Ohm Widerstand. Ich hatte dabei daran gedacht, 
dass das Peltierelement auch als Spannungsquelle fungiert. Wie müssste 
ich es schalten,für diesen Fall. Es soll nämlich einmal als Aktuator und 
einmal als Sensor in der selben Schaltung dienen.

Stefan Us, das klingt so als ob du die Stromregelung anders realisieren 
würdest?

[Pandur S. (jetztnicht)]

Was soll der Schaltregler wenn der Arduino schon PWM kann. Einfach den 
PWM auf ein passendes LC lassen, sodass DC rauskommt und gut ist.

[Stefan F. (Gast)]

> klingt so als ob du die Stromregelung anders realisieren würdest?

Ja, und zwar so, wie Sapperlot W. es beschrieben hat.

Und wenn du EMV Störungen vermeiden willst, steuerst du es mit gaaaaaang 
laaaaaangsamen Pulsen. Z.B. 3 Sekunden an, 7 Sekunden aus. Das Ding ist 
thermisch träge genug.

[Tho. S. (tho_se)]

> Und wenn du EMV Störungen vermeiden willst, steuerst du es mit gaaaaaang
> laaaaaangsamen Pulsen. Z.B. 3 Sekunden an, 7 Sekunden aus. Das Ding ist
> thermisch träge genug.

Naja, an sich habe ich vor ein sich schnell veränderndes System zu 
regeln und dies auch exakt. Das Peltierelement kann ich also nicht 
langsam ansteuern.

[MaWin (Gast)]

Tho. S. schrieb:
> Dabei soll der Strom Konstant
> bei 0,8 Ampere gehalten werden und die Spannung zwischen 0-2 Volt
> geregelt werden

Physikalischer Unsinn, die Kennlinie eines Peltier ist definiert.

Tho. S. schrieb:
> Der Transistor ist der BC 639 und als operationsverstärker habe ich den
> MCP 607-I/P.

Zwar hast du eine Konstantstromregelung aufgebaut, aber was das 
Digitalpotentiometer, das sicherlich keine 0.8A durchleiten kann, da 
soll, ist unklar (klar, es soll deine "Spannung" veränderbar einstellen 
was aber wie schon erwähnt physikalischer Unsinn ist), und ein BC639 hat 
ein viel zu kleines Gehäuse, um die ca. 5V*0.8A = 4 Watt loszuwerden 
(oberer Schätzwert, es sind real eher 1 Watt), dafür nimmt man 
wenigstens einen BD135 mit Kühlblech. Konstantstromregelung ist aber 
auch nicht dein Ziel, sondern Temperaturregelung.

Stefan U. schrieb:
> steuerst du es mit gaaaaaang
> laaaaaangsamen Pulsen. Z.B. 3 Sekunden an, 7 Sekunden aus. Das Ding ist
> thermisch träge genug.

Schwachsinn eines Laien, der sich mit Peltiers nicht auskennt, aber 
meint, imnmer was schreiben zu müssen. Der Wirkungsgrad von Peltiers 
geht durch ein/ausschalten in den Keller, man betreibt sie mit (passend 
verringerten) Gleichstrom.

Sapperlot W. schrieb:
> Einfach den
> PWM auf ein passendes LC lassen, sodass DC rauskommt und gut ist

So ist das, und damit die Spule zum Gätten des Stroms nicht zu gross 
werden muss, wählt man eine eher hohe PWM Frequenz, den C darf man 
übrigens weglassen.

Tho. S. schrieb:
> Habe jetzt zwei Varianten aufgestellt.

Überflüssig, wenn du die Temperatur regelst, musst du den Strom nicht 
regeln (messen, vergleichen, nachregeln), sondern bloss reduzieren 
können.

      +5V     +5V
       |       |
     Peltier   |
       |       |
     Spule     |
       |       |
       +--|>|--+ Freilaufdiode, wie SB130
       |
PWM --|I MOSFET, für 0.8A reicht schon ein SOT23 wie SQ2308
       |S
      GND

[Tho. S. (tho_se)]

Hallo MaWin,
vielen Dank für deine konkrete Antwort. Zu deiner Schaltskizze stellt 
sich mir noch eine Anfänger Frage:

Müsste die Spule nicht zwischen PWM und Mosfet anstatt zwischen Peltier 
und Mosfet?

[Stefan F. (Gast)]

Nein, das hat MaWin schon so richtig gezeichnet.