Announcement: there is an English version of this forum on Hallo, ich möchte einen Alublock mit einem Peltierelement ca. 20 min auf 90° halten. Habe auch schon versucht die Sprungantwort meines Elements aufzunehmen bei 12V. Ich bin hier auf dem Gebiet Neuling. Kann mir jemand weiterhelfen?? Habe auch schon herausgefunden, dass es sich um eine PT1 Strecke handelt. Regeln möchte ich das Ganze über einen Mikrocontroller (PWM Signal). Danke jetzt schon.
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Gabriel schrieb: > ich möchte einen Alublock mit einem Peltierelement ca. 20 min auf 90° > halten. Warum nimmst Du nicht einfach einen Heizwiderstand?
Gabriel schrieb: > ich möchte einen Alublock mit einem Peltierelement ca. 20 min auf 90° > halten. Wie wäre es mit einem Heizelement ? Oder waren das 90 Grad Kelvin ? Heizleistung hängt von Umgebung ab, in Thermoskanne weniger als im Grönlandeis. Gabriel schrieb: > Regeln möchte ich das Ganze über einen Mikrocontroller (PWM Signal) Wie oft muss man eigentlich wiederholen, dass Peliers PWM nicht mögen, bis es auch bei jedem angekommen ist ? Na ja, man könnte PWM glätten durch eine Spule (Tiefsetzsteller). Heizelement geht aber gut mit PWM.
Mir ist klar, dass ein Peltierelement nicht für PWM gemacht ist aber es muss darüber gemacht werden (laut meinem Vorgesetzten). Es handelt sich um 90°C. Ich verstehe allerdings nicht wie man hier am besten vor geht??
DerEgon schrieb: > Warum nimmst Du nicht einfach einen Heizwiderstand? Weil ich es mit einem Peltier machen muss...
Gabriel schrieb: > aber es muss darüber gemacht werden (laut meinem Vorgesetzten). Aha. > Ich verstehe allerdings nicht wie man hier am besten vor geht?? Du solltest erfragen, wie genau die Temperatur einzuhalten ist und mit welcher Geschwindigkeit auf Abweichungen reagiert werden soll. Womit soll die Ist-Temperatur gemessen werden?
Gabriel schrieb: > Weil ich es mit einem Peltier machen muss... Also eine (Haus)aufgabe? Du weisst inzwischen dass deine Strecke eine PT1 Strecke ist. Was ist jetzt dein konkretes Problem? Da du das als Aufgabe hast ("machen muss") kannst du ja kaum erwarten dass jemand aus dem Forum das für dich macht.
DerEgon schrieb: > Womit soll die Ist-Temperatur gemessen werden? Gemessen wird die Temperatur mit einem DS18B20 Temperatursensor.
MaWin schrieb: > Wie oft muss man eigentlich wiederholen, dass Peliers PWM nicht mögen, > bis es auch bei jedem angekommen ist ? Weil es halt nunmal falsch ist?! PWM hat allerdings den Nachteil, dass in jeder Aus-Phase die Wärme wieder zurück wandert und in der Ein-Phase diese Bewegung wieder kompensiert werden muss. Man verschlechtert damit also den Wirkungsgrad und erhöht seine Stromaufnahme. Was Peltiers nicht mögen, sind thermische Zyklen (Betrieb an einem Zweipunktregler). Aber auch hierfür gibt es zyklenfeste Elemente, die allerdings schweineteuer sind. Sie verschleißen halt einfach deutlich schneller. Das hat aber nichts mit PWM zu tun. Wenn er mit dem Peltier nur heizen will, ist ihm das allerdings geflissentlich egal. Da kann die Verlustleistung faktisch nicht hoch genug sein. Außer, er will auf 90°C kühlen. Das sagte er bisher nicht.
Udo S. schrieb: > Also eine (Haus)aufgabe? Nein keine Hausaufgabe. Ist ein Projekt für eine andere Abteilung mit diesen vorgaben. Mein Problem ist es, dass ich nicht weiß wie ich durch die Strecke auf meine Stellgröße komme also ein Wert zwischen 0 und 255.
Gabriel schrieb: > Gemessen wird die Temperatur mit einem DS18B20 Temperatursensor. Hast Du auch Antworten für meine anderen Fragen?
Martin S. schrieb: > Wenn er mit dem Peltier nur heizen will, ist ihm das allerdings > geflissentlich egal. Da kann die Verlustleistung faktisch nicht hoch > genug sein. Außer, er will auf 90°C kühlen. Das sagte er bisher nicht. Nein ich möchte nur auf die 90°C erhitzen und dort 20 Minuten halten.
DerEgon schrieb: > Hast Du auch Antworten für meine anderen Fragen? Hierzu habe ich noch keine Infos erhalten.
Gabriel schrieb: > Mein Problem ist es, dass ich nicht weiß wie ich durch die Strecke auf > meine Stellgröße komme also ein Wert zwischen 0 und 255. Nennt sich "Regelalgorithmus". Findet man zu tausenden im Internet. Entweder einfach als Zweipunktregler oder als PID Regler. Wobei ich den D Anteil erst mal weg lassen würde.
Rück mal noch ne weitere Scheibe der Salami rüber :-) Der einzig sinvolle Grund, warum man Erwärmung oberhalb der Raumtemperatur mit einem "Pelztier" machen wollte, wäre die Temperatur besser als 0,1 Grad womöglich noch mit Störungen von außen, auszuregeln. Z.B. in der Halbleiterei gibt es sogenannte Chiller, die kühlen grob und etwas unter Solltemperatur und das Feintuning wird dann über eine Heizung vorgenommen. Ist zwar energetisch unterirdisch, aber anders halt nicht genau genug. Und ein Peltierelement kann halt Kühlen und heizen ;-)
MaWin schrieb: > Wie oft muss man eigentlich wiederholen, dass Peliers PWM nicht mögen, > bis es auch bei jedem angekommen ist ? Gabriel schrieb: > Ich bin hier auf dem Gebiet Neuling.
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Ich habe im Anhang meine Sprungantwort mal hochgeladen. Hier kommt man bei dem PT1 Glied auf Werte von 90 für K und 9,3 für tau. G(s)=K/(tau*s+1)
Gabriel schrieb: > Mir ist klar, dass ein Peltierelement nicht für PWM gemacht ist aber es > muss darüber gemacht werden (laut meinem Vorgesetzten). Dann musst Du Deinen Vorgesetzten eben klar machen, das "Peltier" hier eine deutlich teurere und gleichzeitig technisch schlechtere Lösung ist.
Harald W. schrieb: > gleichzeitig technisch schlechtere > Lösung ist. Da würde mich deine Begründung interessieren.
Gabriel schrieb: > Mir ist klar, dass ein Peltierelement nicht für PWM gemacht ist aber es > muss darüber gemacht werden (laut meinem Vorgesetzten). > Es handelt sich um 90°C. Und du meinst, die Lötungen im Peltierelement seien für 90°C ausgelegt? Normalerweise ist bei 68..74°C Schluß. Läßt man die Dinger heißer werden, dann gehen sie kaputt. W.S.
W.S. schrieb: > Gabriel schrieb: >> Mir ist klar, dass ein Peltierelement nicht für PWM gemacht ist aber es >> muss darüber gemacht werden (laut meinem Vorgesetzten). >> Es handelt sich um 90°C. > > Und du meinst, die Lötungen im Peltierelement seien für 90°C ausgelegt? > Normalerweise ist bei 68..74°C Schluß. Läßt man die Dinger heißer > werden, dann gehen sie kaputt. > > W.S. Was hier wieder schwadroniert wird... wann hast Du das letzte Mal ein Peltierelement mit Natriumlot gesehen? Da die meisten Peltierelemente Halbleiter sind, haben sie eine Höchsttemperatur von ca. 150°C (Diffusionstemperatur der Dotierung) und eine Sicherheitsmarge von 30°C - also ca. 120°C obere Betriebstemperatur. Hochwertige Module können bis 180°C gefahren werden. Seh Dir doch erstmal ein paar Datenblätter an, bevor Du Unwahrheiten verbreitest.
Ein Peltier benoetigt auf der anderen Seite einen Kuehlkoerper, welcher auch nochmals ein Zeitverhalten hat. Ja, im Heizfall kann man das auch weglassen. Das Problem dabei ist dass man dann eben keine PT1 Strecke mehr hat. Erst wird die kalte Seite kalt, die warme Seite warm, wobei auf der warmen Seite mehr Leistung anfaellt. Die Fliesst dann rueber auf die kalte Seite, and dann erwaermt die sich, wobei die Temperaturdifferenz aufrecht erhalten bleibt. Bei erreichen der warmen Temperatur regelt der Strom zurueck, oder wird abgeschalten, die Temperaturdifferenz nimmt ab. Aber die kalte Seite ist immer noch kaelter.
Gabriel schrieb: > Mir ist klar, dass ein Peltierelement nicht für PWM gemacht ist aber es > muss darüber gemacht werden (laut meinem Vorgesetzten). Bestell deinem Vorgesetzten einen schönen Gruß und frage ihn, was der Unfug soll. Peltier verträgt sich nicht mit PWM. Und frag ihn auch gleich, was der tiefere Sinn hinter dem Einsatz eines Peltiers zum reinen Heizen ist.
Gabriel schrieb: > Ich habe im Anhang meine Sprungantwort mal hochgeladen. Mit welchen Rahmenbedingungen und welchem Aufbau hast du diese Sprungantwort ermittelt? Wolfgang schrieb: > Und frag ihn auch gleich, was der tiefere Sinn hinter dem Einsatz eines > Peltiers zum reinen Heizen ist. Na gut, ein Peltierelement ist zu allererst mal eine elektrische Heizung. Und die wird zum Dank auf einer Seite kühler als auf der anderen... Purzel H. schrieb: > Ja, im Heizfall kann man das auch weglassen. Ist ja nicht gesagt, dass da was geheizt werden soll. Könnte ja sein, dass da was, das von sich aus 200°C warm werden kann, auf 90°C gekühlt werden muss. Gabriel schrieb: > Mir ist klar, dass ein Peltierelement nicht für PWM gemacht ist aber es > muss darüber gemacht werden (laut meinem Vorgesetzten). Vielleicht meint dein Vorgesetzter, dass du selber drauf kommst, dass du zusätzlich zur PWM noch eine geeignete Spule und eine Freilaufdiode brauchst, damit der Strom, der da durch das Peltierelement fließt, nicht so arg zappelt. BTW: warum musst du eigentlich eine Aufgabe machen, die dich so dermaßen überfordert, dass du absolut keinen Plan hast? Merkt dein Chef nicht, dass du das ohne Hilfe nicht hinbekommen wirst?
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Gabriel schrieb: > muss darüber gemacht werden (laut meinem Vorgesetzten). Dein Vorgesetzter hat keine Ahnung von nichts. Deswegen ist er an der Position wo er jetzt ist und nervt dich mit Schwachsinnigkeiten. Eine einfache Aussenspiegelheizung reicht da doch schon! Gibts bei Max Pollin im Versand.
Lothar M. schrieb: > BTW: warum musst du eigentlich eine Aufgabe machen, die dich so dermaßen > überfordert, dass du absolut keinen Plan hast? Merkt dein Chef nicht, > dass du das ohne Hilfe nicht hinbekommen wirst? So beharrlich wie der TO die Aufgabenstellung verteidigt, und ohne irgend etwas unterstellen zu wollen, frage ich mich, was für eine Art 'Chef' wohl dahinter steckt mag...
Lothar M. schrieb: > Ist ja nicht gesagt, dass da was geheizt werden soll. Könnte ja sein, > dass da was, das von sich aus 200°C warm werden kann, auf 90°C gekühlt > werden muss. Doch. Lesen. Wolfgang schrieb: > Peltier verträgt sich nicht mit PWM Der nächste nach dem falschen mawin, der das behauptet. PWM und TEC verträgt sich hervorragend. Nur ist es nicht sinnvoll. Warum wurde bereits geklärt.
Gabriel schrieb: > Nein keine Hausaufgabe. Ist ein Projekt für eine andere Abteilung mit > diesen vorgaben. Schlimmer noch! Er will damit seine Brötchen verdienen. Dein Chef kämpft also auch mit dem Fachkräftemangel.
Jester schrieb: > frage ich mich, was für eine Art 'Chef' wohl dahinter steckt mag... Bachelorarbeit FH
Martin S. schrieb: > Doch. Lesen. Ja, da steht was von geheizt werden", aber ich halte die bisher zur Aufgabe erhaltenen Informationen weder für vollständig noch für belastbat. Wie soll man denn da helfen, ohne die konkrete Anwendung mit brauchbaren technischen Daten zu kennen?
Martin S. schrieb: > Diffusionstemperatur der Dotierung Das ist bei weitem nicht die Diffusionstemperatur. Die liegt um die 900-1000°C. Aber ab 150°C ist bei Silizium die intrinsische Leitfähigkeit so hoch, dass ein Stromfluss durch das Element das Dotiergefüge durch deutlich verstärkte Elektromigration zerstört. Ohne Stromfluss kann Silizium deutlich wärmer werden, ohne dass da irgendwas passiert (Die Grenze ist bei ca. 500°C, ab der beginnt das Gitter langsam aufzubrechen). (Sonst könnte man ja kaum einen der modernen ICs löten)
Gabriel schrieb: > Martin S. schrieb: > >> Wenn er mit dem Peltier nur heizen will, ist ihm das allerdings >> geflissentlich egal. Da kann die Verlustleistung faktisch nicht hoch >> genug sein. Außer, er will auf 90°C kühlen. Das sagte er bisher nicht. > > Nein ich möchte nur auf die 90°C erhitzen und dort 20 Minuten halten. Steht doch hier...
Christian B. schrieb: > Aber ab 150°C ist bei Silizium die intrinsische Leitfähigkeit so hoch, > dass ein Stromfluss durch das Element das Dotiergefüge durch deutlich > verstärkte Elektromigration zerstört. Ja stimmt.
Lothar M. schrieb: > Vielleicht meint dein Vorgesetzter, dass du selber drauf kommst, Ich tippe drauf, daß man einen DAC einsparen will. Kann man machen, indem man an den PWM-Ausgang erstmal einen ordentlichen Tiefpaß setzt und so eine einstellbare Analogspannung herstellt. Und mit dieser steuert man irgend eine Versorgung für's Peltier. Schneller als so etwa 1 V/Sek braucht das ja wohl nicht zu sein. W.S.
W.S. schrieb: > indem man an den PWM-Ausgang erstmal einen ordentlichen Tiefpaß setzt > und so eine einstellbare Analogspannung herstellt. Und mit dieser > steuert man irgend eine Versorgung für's Peltier. Weil der Strom den Peltiereffekt bewirkt, ist wie gesagt keine Gleichspannung nötig. Es reicht, wenn der Strom hinreichend konstant ist. Und das geht wie gesagt mit einer Spule in Reihe zum Peltierelement und einer Freilaufdiode parallel zu dieser Reihenschaltung. Und dann den ganzen Klimbim mit ausreichend hoher Frequenz takten. Zigmillionen KSQ für LEDs können auf diese Art z. B. über weite Bereiche den LED-Strom und damit die Helligkeit einstellen.
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Lothar M. schrieb: > Weil der Strom den Peltiereffekt bewirkt, ist wie gesagt keine > Gleichspannung nötig. Es reicht, wenn der Strom hinreichend konstant > ist. Und das geht wie gesagt mit einer Spule in Reihe zum Peltierelement > und einer Freilaufdiode parallel zu dieser Reihenschaltung. Und dann den > ganzen Klimbim mit ausreichend hoher Frequenz takten. So weit, so richtig, nur ist das eben keine PWM am Peltier mehr, sondern PWM im Buck Regler und (nahezu) Gleichstrom und Gleichspannung am Peltier. > Zigmillionen KSQ für LEDs können auf diese Art z. B. über weite Bereiche > den LED-Strom und damit die Helligkeit einstellen. Was haben LED mit Peltier zu tun ? Nichts. Daher sind Analogieschlüsse dabei völlig fehl am Platz.
Was man beim Heizen mit Peltier gerne übersieht die notwendige Wärmezufuhr. Das Peltierelement braucht genauso wie beim Kühlen einen Kühlkörper oder in dem Fall einen Wärmekörper, dem auch entsprechend Wärme zugeführt werden muss. Die Temperaturdifferenz beträgt sicher mehr als 50°C. Wenn jemand schon mal einen Weinkühlschrank mit Peltier gesehen hat, weiß wie groß die Kühlkörper sind und die entsprechenden Lüfter dazu. Die Temperaturdifferenz zur Umgebung beträgt da kaum mehr als 20°C.
MaWin schrieb: > Was haben LED mit Peltier zu tun ?Nichts. Daher sind Analogieschlüsse > dabei völlig fehl am Platz. Das war kein Analogbeispiel, sondern der Hinweis, wo man das selbe Verfahren findet. Und eben auch Schaltungs- und Auslegungs-Beispiele. Wenn dort dann z.B. PWM-Frequenzen im 500kHz Bereich und Spulen mit 10uH verwendet werden, dann braucht man überschlagen für eine 10kHz PWM eine Spule mit 500uH. > nur ist das eben keine PWM am Peltier mehr Nirgendwo steht, dass der Chef verlangt hat, dass das Peltierelement direkt per PWM angesteuert werden muss. Sondern lediglich, dass da ein uC ein PWM-Signal ausgibt und damit ein Peltierelement bedient werden soll. Martin S. schrieb: > Steht doch hier... Es steht so viel hier. Und doch wird damit nur wenig zur eigentlichen Aufgabe gesagt. Hubert G. schrieb: > Was man beim Heizen mit Peltier gerne übersieht die notwendige > Wärmezufuhr. Das Peltierelement ist eine Heizung, die die zugeführte elektrische Leistung verheizt, und dabei auf einer Seite wärmer wird als auf der anderen. Oder andersrum: du wirst auch ein thermisch optimal isoliertes Peltierelement (z.B. im Vakuum oder in Isolierwolle eingepackt) ohne zusätzliche Wärmezufuhr ganz einfach uberhitzen können.
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Gabriel schrieb: > Mir ist klar, dass ein Peltierelement nicht für PWM gemacht ist aber es > muss darüber gemacht werden (laut meinem Vorgesetzten). Eigentlich ist alles schon gesagt: Du nimmst eine Vollbrücke, ein RL-Glied zum Glätten und gibst deine PWM drauf. Z.B. die Vollbrücke im Anhang, sie ist zwar überdimensioniert, aber billiger geht es nicht. Der Einbau in meinem Thermoschrank ist in Bild 2 gezeigt. Die Glättung mit 500µH und 47µ lässt noch 12mA Ripple durch. Die 500µH(1mH bis 3A) ist auf den Kern einer Drossel aus einem PC-Netzteil gewickelt. Die Regelung ist dann ein anderes Thema.
Lothar M. schrieb: > Hubert G. schrieb: >> Was man beim Heizen mit Peltier gerne übersieht die notwendige >> Wärmezufuhr. > Das Peltierelement ist eine Heizung, die die zugeführte elektrische > Leistung verheizt, und dabei auf einer Seite wärmer wird als auf der > anderen. > > Oder andersrum: du wirst auch ein thermisch optimal isoliertes > Peltierelement (z.B. im Vakuum oder in Isolierwolle eingepackt) ohne > zusätzliche Wärmezufuhr ganz einfach uberhitzen können. Das man den ohnehin miesen Wirkungsgrad der Peltier noch ins unterirdische verschieben kann ist schon klar. Aber du hast natürlich Recht, es war die Sprungantwort gefragt und nicht der Wirkungsgrad.
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