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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Piezo Vernebler Elektronik


Autor: Nokka236 (Gast)
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Hallo,

ich möchte gerne mal so einen Ultraschall Vernebler (Piezo) aufbauen, 
einfach zum testen und lernen.

Ich habe von Aliexpress solche Scheiben gekauft
https://de.aliexpress.com/item/16mm-Ultraschallnebel-Generation-Piezo-2-4-MHz-Luftbefeuchter-Vernebler-Disc-Spray-Zerst-ubung-Wandler-Piezo-Keramik/32855595862.html?spm=a2g0x.search0104.3.9.1cd22b9bxsQ7xK&ws_ab_test=searchweb0_0%2Csearchweb201602_5_10320_10065_10068_10890_5730315_10547_319_10546_10548_317_10696_453_10084_454_10083_10618_5729215_10304_10307_10820_538_537_536_10843_10059_10884_10887_100031_321_322_10103-10890%2Csearchweb201603_51%2CppcSwitch_0&algo_pvid=149ebbc1-5c50-465f-8ae4-07c9ac3485a2&algo_expid=149ebbc1-5c50-465f-8ae4-07c9ac3485a2-1


Resonanzfrequenz 2,4Mhz. Das ist auch das einzige was ich weiß.
Daher meine Frage: Hat jmd. eine Idee für eine Schaltung?
Was ich habe: 5V DC und ATtiny85 (der kann 20 Mhz intern laufen).
Meine Idee: PWM und Hbrücke? Reichen die 5V oder braucht es mehr hub?

Autor: Thomas R. (r3tr0)
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Hab da letzt dieses Video dazu gesehen.
Vielleicht hilft es dir ja weiter. Sein Entschluss war jedoch, dass sich 
es mehr lohnt ein fertiges Teil zu kaufen.

Youtube-Video "Ultrasonic Mist Maker || DIY or Buy"

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Autor: Nokka236 (Gast)
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Lothar M. schrieb:
> Nokka236 schrieb:
>> braucht es mehr hub?
> Ja.
>> Resonanzfrequenz 2,4Mhz. Das ist auch das einzige was ich weiß.
> Da stehen noch viel mehr Daten. Unter Anderem auch was von 80Vss...

Ja das stimmt, ich habe noch andere Typen bestellt, einmal quer Beet, 
auch welche die 1,7 MHZ und 12-24V VSS haben, das wären wohl eher meine 
Typen.
Eigentlich wäre am Besten wenn man mit 5V arbeiten könnte, evtl. Step-Up 
aber das ist eigentlich zu aufwenig, ich wollte so wenig Bauteile wie 
nötig haben.


Ich habe nochmal gegooglet, viele Schaltungen mit Spulen um einen 
Schwingkreis zu generieren habe ich gefunden, oder halt H-Brücke.
Was wäre besser geeignet?

H-Brücke ist schaltungstechnisch wahrscheinlich das einfachste, 1,7Mhz 
brauch ich wahrscheinlich Treiber für die Gates, oder? 1,7Mhz wollte ich 
aus dem uC erzeugen, notfalls wenn das nicht geht mit einem NE555.

Autor: Stefanus F. (stefanus)
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1,7 MHz mit H-Brücke ist extrem.

Bedenke, dass die gängigen Leistungstransistoren mehr als 1nF Gate 
Kapazität haben. Da musst du einige Ampere rein jagen, damit sie noch 
halbwegs Verlustarm schalten.

Autor: hinz (Gast)
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Nokka236 schrieb:
> Ich habe nochmal gegooglet, viele Schaltungen mit Spulen um einen
> Schwingkreis zu generieren habe ich gefunden, oder halt H-Brücke.
> Was wäre besser geeignet?

Ersteres, C-Betrieb.

Autor: Christian S. (roehrenvorheizer)
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Hallo,

"H-Brücke ist schaltungstechnisch wahrscheinlich das einfachste, 1,7Mhz 
brauch ich wahrscheinlich Treiber für die Gates, oder?"

Das zu realisieren dürfte einem Anfänger eher nicht gelingen.

Besser, Du versuchst einen Leistungsoszillator aufzubauen, mit 
Ferrittrafo, das dürfte schon Schwierigkeiten genug mit sich bringen, 
zumal es auf die richtige Frequenz ankommt.

MfG

Autor: Nokka236 (Gast)
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Christian S. schrieb:
> Du versuchst einen Leistungsoszillator aufzub

Stefanus F. schrieb:
> 1,7 MHz mit H-Brücke ist extrem.
>
> Bedenke, dass die gängigen Leistungstransistoren mehr als 1nF Gate
> Kapazität haben. Da musst du einige Ampere rein jagen, damit sie noch
> halbwegs Verlustarm schalten.

Ja das ist korrekt, weiß ich. Die Stromaufnahme ist aber nicht so hoch 
was ich gelesen habe, was um die 250mA. selbst 1A das stand bei einem 
anderen Typen. 2A Gate-Treiber wäre meine Idee, aber das ist natürlich 
auch wieder ein Chip-Salat. Totempole Alternativ, das habe ich sonst 
genutzt, war aber auch nur bis 300 kHz, mit so hohen Frequenzen habe ich 
noch nicht gearbeitet.

Autor: Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft)
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Recht hohe Spannung, bipolare Endstufe mit schnellen Transistoren, keine 
FETs. Allerdings solltest Du auf eine saubere Abschirmung achten, sonst 
baust Du einen prima Mittelwellensender.

Woher überhaupt diese hohe Frequenz? Reichen da nicht ein paar hundert 
kHz? Ultraschall-Reinigungsbäder arbeiten nur mit einigen 10 kHz.

Autor: Werner H. (werner45)
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Die Piezoschwinger sind wie der Name sagt Schwinger (ähnlich den 
Quarzen). Und die Schwingung ist sinusförmig. Und zum Vernebeln wird 
LEISTUNG benötigt, also möglichst hohe Spannung am Schwinger. Warum also 
Rechteckanregung mit H-Brücke, das ist doch sinnlos aufwenig, zumal bei 
hohen Spannungen. Mit 5 V erreicht man da gar nichts.
Wegen der benötigten Sinussschwingung wird mit resonanten LC-Kreisen 
gearbeitet, oft mit nur einstufigem Leistungsoszillator, manchmal mit 
HF-Trafo.
Zur Frequenz:
Ultraschall mit 40 kHz rotzt nur rum, macht nur große Tropfen.
Schwebefähige Tropfen benötigen die angebotenen hohen Frequenzen der 
Schwinger. Je höher die Frequenz, desto kleiner ist die mittlere 
Tropfengröße und desto schwebfähiger wird der Nebel.
Ich hatte früher mal mit einem angebotenen Bausatz von Valvo 
experimentiert, das war aber nicht berauschend, der verschwand auch 
wieder von der Bildfläche.

Gruß   -   Werner

Autor: wid (Gast)
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Ben B. schrieb:
> Woher überhaupt diese hohe Frequenz?
> Reichen da nicht ein paar hundert kHz?

Das ist eine Frage der genauen Anwendung und des Piezo-Typs.
Piezos mit 1-3MHz sind für Nebler durchaus gängig.

Nokka236 schrieb:
> Ich habe nochmal gegooglet, viele Schaltungen mit Spulen um einen
> Schwingkreis zu generieren habe ich gefunden, oder halt H-Brücke.
> Was wäre besser geeignet?

Am einfachsten ist ein 1-Transistor-Oszillator, aber wenn Du aus einer
niedrigen Spannung einen weitaus größeren Spannungshub bekommen willst,
brauchst Du einen Transformator. Und der wäre dann anzusteuern von
einer Gegentaktstufe, die aber ganz unterschiedlich aussehen kann.
Topologisch einfach wäre ein Selbstschwinger wie der Royer-Oszillator.

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

[Allerdings empfehle ich nicht, mit nur 5V zu arbeiten - lieber mit 12V.
Bei nur 5V hat man auch bei kleiner Leistung schon ziemliche Ströme,
und z.B. bei Bipolartransistoren schon ziemliche Verluste.]

Du siehst die zwei großen Ringe, die den Transformator bilden hier.
Manchmal wird ein Royer im kleinen Leistungsbereich auch ohne einen
Ferritkern aufgebaut, allerdings mit relativ hohem Materialeinsatz
an CuL-Draht. Besser wäre ein Kern, der gern auch etwas größer sein
darf, als man für den betr. Leistungsbereich eigentlich wählte.

Dieser Kern braucht allerdings einen Luftspalt - ideal wäre für den
Zweck ein Kern aus einem Zeilentrafo (UR-Kern). Die Wicklungen darauf
kann man je auf einen der Schenkel wickeln. Das ist sogar von Vorteil,
denn es entsteht sekundär eine annähernde Stromquellen-Charakteristik.

Im von mir verlinkten Artikel wird einerseits der klassische Royer-
Oszillator aus/mit Bipolartransistoren und Trafo mit Mittenanzapfung
gezeigt, andererseits die Mosfet-Version mit einer Primärwicklung und
zur Einspeisung des Konstantstromes je einer Drossel auf jeder Seite,
statt nur einer einzigen.

Man kann aber auch für den Mosfet-Royer den Trafo mit Mittenanzapfung
benutzen. Der Vorteil ist, daß die eine Speicherdrossel nur 1/4 der
Belastung der beiden anderen tragen muß, sehr viel kleiner sein kann.
Der "Preis" ist nur, daß man 2 Primärwicklungen bifilar wickeln muß.
Bei eigener Herstellung ist das egal, praktisch nebenbei machbar.


Trotz Trafo ist eine Eingangsspannung von 12V oder höher zu bevorzugen.
Das erleichtert auch die Trafo-Herstellung. Und wird effizienter.

Für den primären Parallel-(Resonanz-)Kondensator würde ich parallele
(mehrere einzelne) Kondensatoren vorsehen. Trifft man eine kluge Wahl
bezüglich Anzahl und Kapazitätswert, und läßt Platz zum Ergänzen von
weiteren, kann man mit der Gegentaktstufe auch verschiedene Piezos mit
unterschiedlichen Resonanzfrequenzen betreiben - Du schriebst ja:

Nokka236 schrieb:
> aufbauen, einfach zum testen und lernen.

Autor: Nokka236 (Gast)
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Hallo und danke.

Ich habe auch etwas recherhiert, und bin auf das ergebnis gekommen - 20V 
wären schon mal gut :) Damit kann ich leben.

Dennoch fuchst mich die 5V geschichte, ich hätte da eine Idee wo das 
genial wäre. Im Netz habe ich auch 5V Piezo Nebler gefunden für USB. 
Eingebaut ist dort ein uC der das 113khz Signal erzeugt, das schaltet 
einen Mos, der einen Übertrager gegen Masse zieht. Auf der anderen Seite 
der Choke hat man 330uH in Reihe zum Pizeo-Element. Wie gesagt, ist 
jetzt für 113kHz Elemente, verbraucht so 250mA.

Mein Ziel: Ich versuche die 5V Variante nachzubauen, das spannendeste 
dort ist natürlich der Übertrager welcher Typ das ist. Wenn das klappt 
bin ich einen großen Schritt weiter, und werde mich dann um die 1,7Mhz 
Elemente kümmern, denn am liebsten möchte ich beide zum Laufen bekommen, 
113Khz mit 5V, die 1M7Hz mit 20V. Die brauchen 600mA. Hier bin ich aber 
unschlüssig mit der Schaltung, ich möchte Standard-Bauteile nutzen und 
möglichst kompaktes Layout haben.

Autor: Nokka236 (Gast)
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Jetzt nochmal eine andere Frage: Wie erkennt man am besten, das kein 
Wasser mehr da ist? Hat da jmd. eine Idee? Die Industriellen haben 
keinen Feuchtigkeissensor o.ä. die machen das über das Element selber, 
aber wie?!

Autor: Werner H. (werner45)
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Durch Strommessung des Generators. Ohne Wasser läuft der Schwinger leer 
und benötigt keinen großen Strom, es wird ja keine Leistung vom
Wasser abgeführt.

Gruß   -   Werner

Autor: Nokka236 (Gast)
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Werner H. schrieb:
> Durch Strommessung des Generators. Ohne Wasser läuft der Schwinger
> leer
> und benötigt keinen großen Strom, es wird ja keine Leistung vom
> Wasser abgeführt.
>
> Gruß   -   Werner

Danke, stimmt, macht Sinn :) Gut, ich werde warten bis ich alles habe, 
und dann versuche ich mal mein Glück!

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