Hallo, ich möchte mit einem handelsüblichen Tauchsieder (1000W) bei 220V einen Topf voll Wasser über mehrere Stunden auf einer genauen Temperatur halten (Kochmethode Sous-Vide). Der Tauchsieder ist zwar an der Spitze 4fach gewendelt aber ich nehme an, dass ich die Induktivität dieser Spule vernachlässigen kann und mit einer reinen ohmschen Last von ca. 55 ohm rechnen kann. Diese soll mit einem µC, angeschlossenem Temperaturfühler DS18B20 und Tauchsieder an SSR mittels PIR-Regelung auf +-1°C gehalten werden. Ein Magnetrührer sorgt für die nötige Wasserumwälzung. Ich habe ein SSR mit 230V Schaltspannung und bis 40A Schaltstrom, 3-32V Ansteuerspannung ohne weitere Kennwerte oder Datenblätter. Bei rechnerisch 4A sollten etwa 8W Verlustleistung am SSR beim vollen Durchschalten entstehen, die über eine massive Aluminiumplatte abgeführt werden. Das SSR ist nicht als nullspannungsschaltend spezifiziert, weshalb meines Wissens induktive Lasten schlecht für die Lebensdauer sind. Die Anschlussleitungen zum Tauchsieder sind 1 Meter lang. Daher rechne ich immer noch mit sehr kleiner Induktivität. Kann ich den Tauchsieder gefahrlos bei einer Schaltfrequenz von 1Hz mit dem SSR alleine schalten oder sind Snubber-Circuit, selbst gebaute Nulldurchgangs-synchronisation oder Varistor auf Lastseite sinnvoll / wirklich nötig um länger als wenige Minuten daran Freude zu haben? in den bisher gelesenen SSR-Beiträgen wurden eher Lasten mit induktiven Anteilen behandelt. Mein Problem konnte ich jedenfalls nicht finden. MfG. Jan
Jan schrieb: > Ich habe ein SSR mit 230V Schaltspannung und bis 40A Schaltstrom, 3-32V > Ansteuerspannung ohne weitere Kennwerte oder Datenblätter. Und ganz ohne Namen?
Hi, die SSRs die keine Nullspannungsschaltung haben nimmt man für Phasenanschnitt. Das dürfte dein EVU bei 2 kW ohmscher Last eh nicht erlauben. Schau das du ein SSR mit Nullspannungsschaltung besorgen kannst, dann ist die Regelung einfacher. Bei einer Zykluszeit von 1 Hz kannst du theoretisch das SSR voll nutzen, da 1% Stellgrad eine Halbwelle sind. Gruß JackFrost
Hallo, > Jan schrieb: > ich möchte mit einem handelsüblichen Tauchsieder (1000W) bei 220V einen > Topf voll Wasser über mehrere Stunden auf einer genauen Temperatur > halten (Kochmethode Sous-Vide). > Der Tauchsieder ist zwar an der Spitze 4fach gewendelt aber ich nehme > an, dass ich die Induktivität dieser Spule vernachlässigen kann und mit > einer reinen ohmschen Last von ca. 55 ohm rechnen kann. Ja, es ist pragmatisch gesehen, nur ein Widerstand. > Diese soll mit einem µC, angeschlossenem Temperaturfühler DS18B20 und > Tauchsieder an SSR mittels PIR-Regelung auf +-1°C gehalten werden. > Ein Magnetrührer sorgt für die nötige Wasserumwälzung. Trotzdem wird die Temp.-Verteilung wahrscheinlich außerhalb 1 Grad liegen. > Ich habe ein SSR mit 230V Schaltspannung und bis 40A Schaltstrom, 3-32V > Ansteuerspannung ohne weitere Kennwerte oder Datenblätter. > Bei rechnerisch 4A sollten etwa 8W Verlustleistung am SSR beim vollen > Durchschalten entstehen, die über eine massive Aluminiumplatte abgeführt > werden. Prüfe die techn Daten darauf hin, ob die Alu-Platte einen PE-Anschluss benötigt. Zu empfehlen ist das sicher. > Das SSR ist nicht als nullspannungsschaltend spezifiziert, weshalb > meines Wissens induktive Lasten schlecht für die Lebensdauer sind. Die > Anschlussleitungen zum Tauchsieder sind 1 Meter lang. Daher rechne ich > immer noch mit sehr kleiner Induktivität. Halte ich für unkritisch > Kann ich den Tauchsieder gefahrlos bei einer Schaltfrequenz von 1Hz mit > dem SSR alleine schalten oder sind Snubber-Circuit, selbst gebaute > Nulldurchgangs-synchronisation oder Varistor auf Lastseite sinnvoll / > wirklich nötig um länger als wenige Minuten daran Freude zu haben? Ich denke, dem SSR wird an der rein ohmschen Last gar nix passieren. Weil ein Topf Wasser thermisch aber sehr träege ist, empfehle ich die Schaltfrequenz auf eher ca. 10s zu verlangsamen. Das erzeugt auch weniger Störungen. Eine PWM mit einer Periodendauer von 10s ist leicht zu realisieren und mit einer Aktivitäts-LED kannst du die Einschaltzeit leicht bewerten. > in den bisher gelesenen SSR-Beiträgen wurden eher Lasten mit induktiven > Anteilen behandelt. Mein Problem konnte ich jedenfalls nicht finden. Ich habe in Industriemessgeräten auch Heizungen im kW-Bereich eingesetzt, die mittel SSR von Omron geschaltet werden. Die funktionieren ohne zusätzlichen Aufwand seit Jahrzehnten problemlos. Gruß Öletronika
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Sous-vide kochen also. Ein paar grad auf oder ab ist zunächst mal egal. Ich hab meinen Topf mit einem Rex-c 100 (ssr Ausführung) gesteuert. Einfach und billig. Aber mit der Temperatursteuerung in meinem Ceranfeld Hat es auch funktioniert. Walta
U. M. schrieb: >> Ein Magnetrührer sorgt für die nötige Wasserumwälzung. > Trotzdem wird die Temp.-Verteilung wahrscheinlich außerhalb 1 Grad > liegen. Wenn der Behälter gut isoliert ist, geht das auch ohne rühren. Dauert halt was, bis sich das eingestellt hat. Nicht anders funzen die Profi-Teile. Da ist auch nur ein Tauchsieder integriert (also nur auf einer Seite beheizt) und gerührt wird da auch nichts. +-0,5° o.ä. ist nur papalapap, um den Preis zu rechtfertigen.
Jan schrieb: > Mein Problem konnte ich jedenfalls nicht finden. Da du über 300 Watt Heizleistug hast, darfst du den Tauchsieder nur im Pulspaketsteuerung betreiben. Zur Einhaltung der Flickergrenze EN 61000-3-2 muss die PWM 0.25Hz oder weniger schnell sein. Zum Schutz des SSR sollte vor das SSR ein VDR um Überspannungsimpulse aus dem Netz abzuwehren. Da du 230V Netzspannung hast, muss der VDR die 1.25 fache Spannung laut VDE haben, nächster Nennwert 300V, beispielsweise Epcos S14K300 begrenzt bei 50A auf 775V, also muss dein SSR 800V aushalten. Da ein VDR altert und dann immer Strom leitet und überhitzt, muss der VDR in einem Schrumpfschlauch mit einer 95 oder 110 GradC Temperatursicherung stecken, die dann die Stromzufur unterbricht. Da eine Regelung nicht als sicher gilt, muss deine Heizung mit einer Übertemperatursicherung ausgestattet sein, die bei erkennbarer Übertemp (Bei Wasser also 120 GradC wäre zu viel aber noch wenig genug damit das Plstik kein Feuer fängt) die Stromzufuhr unterbricht. Da ein SSR nicht sicher trennt, muss das Gerät einen Hauptschalter haben, der nach dem Einsatz aber bei noch steckendem Stecker die Stromversorgung allpolig abschaltet. Der Standbystromverbrauch wird damit auch klein genug. Da beim Einschalten mit dem Hauptschalter zufällig im Spannungsmaximum das SSR wegen Überschreitung von dU/dt zündet, könnte ein Snubber am SSR zusammen mit dem 55 Ohm der Heizwicklung den Spannungsanstieg so begrenzen, daß das SSR nicht zündet. Da bei einer Heizung so ein 1/200-Sekunden Impuls aber nicht stört und nicht sichtbar ist wie er bei einer Glühlampe wäre, kann man sich den Snubber auch sparen. Von DS1820 halte ich bei feuchtem Medium nichts "DS1820 (Maxim, bleiben nach hundert Auslesungen schon mal einfach stehen, nur VCC aus/an hilft)". Eigentlich tut es so ein Ding https://www.ebay.de/itm/Digital-Temperaturregler-Thermostat-Temperatur-Regler-40-120-230V-93434v-XL/113255912029 und ersetzt gleich dein SSR. Von Thermoelement https://www.ebay.de/itm/REX-C100-PID-DigitalTemperaturregler-Thermostat-Regler-Kit-0-1300-Max-40A-SSR/401368634594 würde ich abraten, die sind nicht 1 GradC genau, der Messbereich viel zu gross.
Hallo Zusammen, Danke für die freundliche Unterstützung! Um alles nochmal zusammenzufassen und festzuhalten für Personen mit vergleichbarem Projekt: Aufgrund der Vorgaben der örtlichen EVU (Energieversorgungsunternehmen) und der Europäischen Norm EN 61000-3-2 darf ein 2kW Tauchsieder nur in Wellenpaketsteuerung (siehe Wikipedia) mit Schaltgeschwindigkeiten von weniger als einmal pro 4 Sekunden genau im Nulldurchgang geschaltet werden. Phasenanschnitt ist nicht erlaubt und auch unsinnig bei trägen Systemen wie Heizungen. Dementsprechend ist ein SSR zu wählen, dass im Spannungs-Nulldurchgang an und abschaltet. Ein Schutz des SSR vor Überspannungsimpulsen durch Störungen aus dem Hausnetz und nicht durch die Induktivität der Last erscheint gerade aufgrund des sehr niedrigen Preises eines Varistors (auch VDR -Voltage Dependent Resistor) sinnvoll. Die Ausführung von Michael B. war für mich verständlich, als ich mir im Datenblatt des genannten S14K300 die Kurve zur Spannung/Strom-Charakteristik angeschaut habe. Die Tipps zur Übertemperatursicherung bei Versagen des VDR erscheinen mir auch sinnvoll, da ich den Selbstbau aber nicht alleine lassen werde und ziemlich eindeutig ist, ab wann die Regelung versagt (Wasser kocht), werde ich die fürs Erste weglassen. Hauptschalter ist eingeplant. Das fertige "Digital Temperaturregler Thermostat" von Ebay ist besonders wegen des Preises von 6,60€ interessant, mir fehlen allerdings Informationen zur Anpassbarkeit der PID-Regelparameter. Im Text steht, dass dieser Apparat für Aquarien gedacht ist, die mit mehreren 100 Litern sicher ein anderes Regelverhalten als ein 5 Liter Wassertopf haben. Nachdem ich neben Kochliteratur jetzt auch diverse wissenschaftliche Publikationen gelesen habe scheint eine Genauigkeit von +-1 gerechtfertigt. Mehr oder weniger Präzision scheinen nicht sinnvoll. (Per Internet-Bildersuche nach "Sous-Vide Ei" suchen, dort lässt sich sehr anschaulich in einigen Bild-Vergleichen sehen, wie groß der Unterschied im Kochergebnis bei einer Stunde Kochzeit und Temperaturen zwischen 58°C und 66°C ist.) Der Tipp, dass der DS1820 Chip sich schonmal aufhängt ist gut. Das sollte sich aber per Software recht einfach berücksichtigen und automatisch korrigieren lassen denke ich. Meine Idee ist fürs erste drei DS1820 in den Topf auf verschiedenen Höhen zu fixieren um mir die Temperaturverteilung und zeitliche Entwicklung mit und ohne Rührer mal anzuschauen. Vielleicht geht es wirklich ohne Rührer. Der Prototyp wird ordentlich isoliert, sodass ich davon ausgehe, dass ich die +-1°C einhalten kann. Lediglich die Genauigkeit der Sensoren könnte ein Problem sein. Im Datenblatt von Maxim ("Typical Performance Curve") sind bei 70°C ein mittlerer Fehler von +0,15°C mit einfacher Standardabweichung von ca. 0.1°C angegeben, was meiner Einschätzung nach ausreichend sein sollte. Vielen Dank für die freundliche Hilfe!!!
Hallo, > Jan schrieb: > Lediglich die Genauigkeit der Sensoren > könnte ein Problem sein. Im Datenblatt von Maxim ("Typical Performance > Curve") sind bei 70°C ein mittlerer Fehler von +0,15°C mit einfacher > Standardabweichung von ca. 0.1°C angegeben, Eigentlich ist das kein Problem, wenn du ein ordentliches Laborthermoter als Referenz zum Kalibrieren hast. Dann spielt die absolute Genauigkeit des Sensors weniger eine Rolle, nur noch die Reproduzierbarkeit der Messwerte. Gruß Öletronika
Michael B. schrieb: > Zur Einhaltung der Flickergrenze EN > 61000-3-2 muss die PWM 0.25Hz oder weniger schnell sein. Das heißt für Nicht-Elektronik-Sprach-Sprecher übrigens: Die Frequenz in Hz (1/Sekunde) = Kehrwert der Periodendauer. Periodendauer wäre also auf mindestens 4 Sekunden festzulegen. (Und Periodendauer ist natürlich auch T_ON plus T_OFF.) Bis vor kurzem wußte ich das nämlich nicht so genau... vielleicht hilft es ja jemand anderem in der gleichen Lage.
Kurzes Feedback zu dem Experiment. Ich habe den Sous Vide Temperatruregler aufgebaut und ausprobiert und folgendes festgestellt: Auch bei einem passabel isolierten Topf (10 Liter Wasser) bildet sich bei der Benutzung eines Tauchsieders ein Temperaturgradient im Topf von oben nach unten von bis zu 10°C (An der Wasseroberfläche ist es heißer). Die Wärmediffusion bzw. Wärmeströmungen durch den Temperaturgradienten allein sind also keine Lösung für eine homogene Temperaturverteilung. Ein Experiment mit einem Magnetrührer, der durch den Topfboden des Edelstahl-Topfes ein magnetisches Wechselfeld auf einen "Rührfisch" induziert und diesen dadurch in Drehungen versetzt (bekannt aus dem Chemieunterricht) ist gescheitert, da das von unten angelegte Magnetfeld im Topfboden "absorbiert" wird (Prinzip Induktionskochfeld). Ansatz zwei war ein Mini-Quirl zum Milchaufschäumen, den ich statt mit 3V (2xAA Batterien) an 1.5V Festspannung angeschlossen habe und so eine langsame Verwirbelung erzwungen habe. Dadurch kann der Temperaturgradient auch bei bestücktem Topf auf unter 0.2°C gehalten werden. Hat also unterm Strich super funktioniert. Danke nochmal für alle Ratschläge.
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