Forum: Platinen Schwingungspaketsteuerungsfrage


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von Gerhard O. (gerhard_)


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Moin,

Ich bastle zur Zeit an einer PCB Schalenheizung (Wasser) und möchte 
gerne die Leistung eines 2x 250W Heizers grob veränderlich machen um die 
beste Leistungseinstellung zu finden. Ohne Elektronik hätte ich jetzt 
die Möglichkeit durch entsprechende Verdrahtung folgende 
Leistungsklassen zu erhalten:

500W in Parallelschaltung der beiden 250W Einheiten,
250W wenn in Serie geschaltet
125W mit Diode zur Abschneidung einer Halbwelle

Zur Zeit warte ich noch auf die Lieferung der flachen 100x120mm Silikon 
Heizeinheiten.

Versuche mit einem 65W Heizer ergaben rund 35m Einschaltdauer im 
Wasserbad um 45 C im Ätzbehälter zu erreichen, was mir zulange dauert.

Es ist mir bekannt, daß man Heizungsleistung in der Industrie gerne mit 
Schwingungspaket-Modulation (SPM) realisiert, weil das bekannte Vorteile 
bietet, nicht zuletzt auch wesentlich weniger Funkstörungen verursacht 
als Phasenanschnittsteuerung. Bei meiner verhältnismässig kleinen 
Leistung von maximal 500W wäre natürlich Phasenanschnittsteuerung mit 
einem Eingangsfilter wahrscheinlich für den Hausgebrauch gerade noch 
vertretbar.

Aber da mich SPM eigentlich schon sehr interessiert, würde ich es gerne 
auf diese Weise umsetzen. Auf die Schnelle konnte ich im Markt nichts 
Geeignetes finden und denke jetzt daran etwas Einfaches selber zu 
realisieren.

Wie denkt ihr über den Einsatz eines Zero Crossing SSRs über einen 555 
o.ä. Timer gesteuert mit dem ich einfach die Einschaltdauer im s Bereich 
einstelle? Also von 1 bis 12s  Einschaltdauer mit Poti einstellbar? Auch 
kürzere Perioden wären denkbar. Der SSR Steuereingang dient dann nur zur 
Modulation der Heizungsdauerperiode und der Thermostat legt 
konventionell Netzspannung an, wenn Heizen vonnöten ist.

Übersehe ich da irgendwelche Pferdefüsse? Es müsste eigentlich mit einem 
guten Zero Crossing Solid State Relais prinzipiell zufriedenstellend 
funktionieren. Zumindest in dieser Phase des Projekts.

Ich möchte momentan nichts Spezielles mit uC oder anderes Aufwendiges 
konstruieren um es mal auf die Schnelle ausprobieren zu können.

Noch ein paar Infos zur Temperaturreglung: Ich verwende dazu einen 
traditionellen Analog Kapillar Thermostat mit entsprechenden 
Temperaturbereich.

Zur Überhitzungs-Sicherheit habe ich jedem Heizer eine 100 Grad 
Thermosicherung spendiert und einen auf der Aluschale aufgeschraubten 
Bi-Metall Thermostatschalter für 70 C. Da sollte auch ohne Wasser keine 
Überhitzungs Katastrophe entstehen können. Die rote Neonleuchte schaltet 
sich bei Unterbrechung durch die Thermosicherung oder 
Übertemperaturschutzschalter ein. Die linke Leuchte zeigt den 
Thermostatschaltzustand bei Heizung an. Ein unabhängiges Kapillar 
Analogthermometer misst die aktuelle Schalentemperatur. Die Heizung wird 
mit einem bis 75m einstellbaren Mikrowellenofen Timer aktiviert und ist 
deshalb nur zeitbegrenzt einschaltbar. Die Aluschale berührt nirgendwo 
das Gehäuse direkt, sondern wird durch einen wasserdichten Silikonsaum 
berührungslos gehalten.

Die Ätzschale besteht übrigens aus Polypropylen und nimmt das 
Fe(III)Chlorid nicht an. Einfaches auspülen genügt um die Schale wie neu 
aussehend zu erhalten.

Normaler vorgesehener Arbeitsbereich ist zwischen 30-50 Grad C. 30 Grad 
für den Negativ Entwickler und bis zu rund 45 Grad für 
Ferric(III)Chlorid.

Mit einem in der Drehzahl mit PWM einstellbarem Vibrationsmotor 
entspechender Masse erzeuge ich auf dem Boden der Heizschale ein 
gleichmässiges, aber starkes Wellenmuster. Diese Massnahme sorgt für 
sehr gleichmässiges und schnelles Ätzen. Für doppelseitiges Ätzen 
verwende ich die Edinburgh Formulierung mit Zitronensäurezusatz. Diese 
Massnahme bewirkt, daß auch auf der Oberseite gleichmässig geätzt wird 
und eine graduelle Schlammbildung weitgehend vermieden werden kann und 
erhellt auch die Flüssigkeit zum leichteren Beobachten. Gehäuse ist von 
Ikea (Kuggis).

Über Eure konstruktiven Gedanken oder neue Vorschläge bezüglich eines 
Leistungssteuerungskonzepts würde ich mich freuen.

Gerhard

von Rainer W. (rawi)


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Gerhard O. schrieb:
> 500W in Parallelschaltung der beiden 250W Einheiten,
> 250W wenn in Serie geschaltet
> 125W mit Diode zur Abschneidung einer Halbwelle

Da täuscht du dich.
Bei Serienschaltung bekommt jedes Heizelement die halbe Spannung und 
heizt dann mit 63W (P=(U/2)²·R). Die Serienschaltung deiner beiden 
Elemente heizt also insgesamt mit 125W, bei Halbwellenbetrieb mittels 
Diode mit 63W.
Die 250W erreichst du, wenn du nur ein Heizelement nutzt.

: Bearbeitet durch User
von Axel R. (axlr)


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Mach es doch so, wie bei deinem Elektorherd: wenn die Temperatur 
erreicht ist, schalte aus und wenn die Temeperatur wieder etwas 
unterschritten wird, schalte halt wieder ein. Im Nulldurchgang der 
Netzspannung, wenn Du magst. Was hat der 555 damit zu tun?
Komme ich gerade nicht ganz mit. Liegt aber sicher an mir, ich lese mal 
weiter mit..

von Michael B. (laberkopp)


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Gerhard O. schrieb:
> Wie denkt ihr über den Einsatz eines Zero Crossing SSRs über einen 555
> o.ä. Timer gesteuert mit dem ich einfach die Einschaltdauer im s Bereich
> einstelle

Geht (ist ja auch nicht anders als ein Ceranfeld-Energieregler), aber 
wolltest du die Temperatur nicht regeln ?

Gerhard O. schrieb:
> Der SSR Steuereingang dient dann nur zur Modulation der
> Heizungsdauerperiode und der Thermostat legt konventionell Netzspannung
> an, wenn Heizen vonnöten ist.

Häh ?

Du willst mit dem NE555 nur die Leistung verringern ? Nimm doch gleich 
eine schwächere Heizung. Ach nein, sie war dir ja zu schwach.

Gerhard O. schrieb:
> Versuche mit einem 65W Heizer ergaben rund 35m Einschaltdauer im
> Wasserbad um 45 C im Ätzbehälter zu erreichen, was mir zulange dauert.

Gerhard O. schrieb:
> Ich verwende dazu einen traditionellen Analog Kapillar Thermostat mit
> entsprechenden Temperaturbereich.

Na der reicht doch, erst recht für eine simple Ätzschale, was willst du 
da noch mit dem NE555 ?

Gerhard O. schrieb:
> Zur Überhitzungs-Sicherheit habe ich jedem Heizer eine 100 Grad
> Thermosicherung spendiert und einen auf der Aluschale aufgeschraubten
> Bi-Metall Thermostatschalter für 70 C.

Vernünftig, wobei Fe(III)Cl gerne bei 70 GradC ätzt, 45 waren für 
Natriumpersulfat, und das Wasserbad wird wärmer werden müssen, da 
erscheint der 70 GradC als Temperatursicherung zu knapp.

Bau das Gerät gleich so  dass es als SousVide Pott zu gebrauchen ist,


Also WENN schon Wellenpaket, DANN gleich die Temperaturregelung damit, 
und da wäre es eine Leistung, das alleine mit einem NE555 hinzubekommen 
(<x-10 GradC daueran, >x GradC daueraus, dazwischen von 90 auf 10% 
fallend).

von Gerald B. (gerald_b)


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Nimm einen kleinen µC, z.B. einen Arduino. Der kann, entsprechend 
programmiert, Regelung und Schwingungspaketsteuerung für dich 
übernehmen. Entweder PID, oder auch einen Dreipunktregler, wenn es nicht 
so genau sein muß. Erst volle Pulle heizen, dann kurz vor dem Ziel 
abschalten und danach dann nur noch mit z.B. 20% weiterheizen.
Du mußt nur halt schauen, das du die 500 Watt auch ins Wasser bekommst. 
Wenn der Übergangswiderstand zu groß ist, hast du in den Heizmatten 
"Kernschmelze", bevor das Wasser lauwarm ist.

von Gunnar F. (gufi36)


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Gerhard O. schrieb:
> Wie denkt ihr über den Einsatz eines Zero Crossing SSRs über einen 555
> o.ä. Timer

Ich habe das mal genauso gemacht, nur statt SSR ein TRIAC, Periodendauer 
etwa 15s, einstellbar per Poti so von 5-95%. Das hat jahrelang 
einwandfrei funktioniert. Aber damit halt keine Regelung, obwohl die 
damit sicher auch noch leicht zu realisieren ist.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Rainer W. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> 500W in Parallelschaltung der beiden 250W Einheiten,
>> 250W wenn in Serie geschaltet
>> 125W mit Diode zur Abschneidung einer Halbwelle
>
> Da täuscht du dich.
> Bei Serienschaltung bekommt jedes Heizelement die halbe Spannung und
> heizt dann mit 63W (P=(U/2)²·R). Die Serienschaltung deiner beiden
> Elemente heizt also insgesamt mit 125W, bei Halbwellenbetrieb mittels
> Diode mit 63W.
> Die 250W erreichst du, wenn du nur ein Heizelement nutzt.

Hallo Rainer,

Peinlich, peinlich:-) Da hast Du natuerlich recht. Danke. Ich werde 
langsam alt...

125W wären ohnehin optimal dann. Im Vergleich Mit 65W@35m dürften 125W 
gerade richtig sein, um das Wasser schnell genug  aufzuwärmen und die 
SPM erübrigt sich. Nur wenn es höher gehen sollte, wäre etwas mehr 
Leistung vorteilhafter. Vielleicht doch Parallelschaltung mit SPM 
Leistungskontrolle.

Man könnte auch einen Schalter für Serien/Parallelschaltung vorsehen.
Dann hätte man 500W@100%, 250W im Halbwellenbetrieb (Diode) und 125W in 
Serie geschaltet. 500W erscheint mir allerdings dann doch etwas zu 
aggressiv. Man könnte allerdings auch noch einen Thermoschalter einbauen 
der am Anfang mit voller Leistung (250W) arbeiten laesst und dann 
automatisch nach Erreichen einer bestimmten Temperatur auf Steuerbetrieb 
mit 125W umschaltet. Es wäre anzustreben nicht mehr wie einen 
Heiz-Zyklus innerhalb von 5-15m zu haben, sobald die Soll-Temperatur 
erreicht wurde.

Ich wollte ursprünglich Elektronik, so weit wie vernünftig, vermeiden 
und das Ganze mit konventioneller Steuertechnik verwirklichen. Man muss 
ja nicht immer alles mit uC machen. Aber ich bin für alles prinzipiell 
offen, wenn es Sinn hat.

VG,
Gerhard

von Gerhard O. (gerhard_)


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Hallo Michael,

Michael B. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Wie denkt ihr über den Einsatz eines Zero Crossing SSRs über einen 555
>> o.ä. Timer gesteuert mit dem ich einfach die Einschaltdauer im s Bereich
>> einstelle
>
> Geht (ist ja auch nicht anders als ein Ceranfeld-Energieregler), aber
> wolltest du die Temperatur nicht regeln ?
Naja, das macht ja der Kapillar-Thermostat (linke Knopf)
>
> Gerhard O. schrieb:
>> Der SSR Steuereingang dient dann nur zur Modulation der
>> Heizungsdauerperiode und der Thermostat legt konventionell Netzspannung
>> an, wenn Heizen vonnöten ist.
>
> Häh ?
Mein BEdenken war, dass 500W zu stark sind und ich die Heizleistung dem 
thermischen Widerstand der zu heizenden MAsse anpassen wollte. Deshalb 
die gewünschte Leistungs-Einstellmöglichkeit.
>
> Du willst mit dem NE555 nur die Leistung verringern ? Nimm doch gleich
> eine schwächere Heizung. Ach nein, sie war dir ja zu schwach.
Naja, ohne SPM keonnte man jetzt einfach zwischen 500W, 250W(Diode) und 
125W (Serie) arbeiten.
>
> Gerhard O. schrieb:
>> Versuche mit einem 65W Heizer ergaben rund 35m Einschaltdauer im
>> Wasserbad um 45 C im Ätzbehälter zu erreichen, was mir zulange dauert.

>
> Gerhard O. schrieb:
>> Ich verwende dazu einen traditionellen Analog Kapillar Thermostat mit
>> entsprechenden Temperaturbereich.
>
> Na der reicht doch, erst recht für eine simple Ätzschale, was willst du
> da noch mit dem NE555 ?
Zur optimalen Anpassung der leistungsbedingten Heizleistung. 500W 
erschienen mir etwas zu aggressiv. Deshalb der gewünschte SPM 
Leistungsreduzierer.
>
> Gerhard O. schrieb:
>> Zur Überhitzungs-Sicherheit habe ich jedem Heizer eine 100 Grad
>> Thermosicherung spendiert und einen auf der Aluschale aufgeschraubten
>> Bi-Metall Thermostatschalter für 70 C.
>
> Vernünftig, wobei Fe(III)Cl gerne bei 70 GradC ätzt, 45 waren für
> Natriumpersulfat, und das Wasserbad wird wärmer werden müssen, da
> erscheint der 70 GradC als Temperatursicherung zu knapp.
Das koennte man ja durch Verwendung eines anderen Thermoschalters 
anpassen.
70 Grad erscheint mir ohnehin etwas hoch, auch mit Fe(III)Cl. Aber man 
kann es ja ausprobieren. Mit 30-40 Grad ätzte ich meist unter 5 Minuten. 
Das genügt mir.
>
> Bau das Gerät gleich so  dass es als SousVide Pott zu gebrauchen ist,
Das ist lustig. Ich wußte bis jetzt nichts davon. Es gibt da tatsächlich 
solche Apparate die meinem Projekt ähnlich sehen;-)

https://sousvidesupreme.com/products/sousvide-supreme-touch-plus

Diese Methode hat was für sich um die Vitamine zu erhalten. Ob sich das 
lohnt? Kenne niemand hier, der das macht.
>
> Also WENN schon Wellenpaket, DANN gleich die Temperaturregelung damit,
> und da wäre es eine Leistung, das alleine mit einem NE555 hinzubekommen
> (<x-10 GradC daueran, >x GradC daueraus, dazwischen von 90 auf 10%
> fallend).
Ist "in the books". Genug Platz für irgendwelche künftige 
Steuerelektronik ist ja vorhanden. Ein Nano liesse sich ja leicht 
verstecken.

Vom Konzept her, dachte ich, fand ich, daß es eigentlich ganz praktisch 
ist, nur hinlangen zu müssen und mit Dreh-Knöpfen für alles zu arbeiten, 
anstatt mit Taster und Display zu agieren.

Jedenfalls, großes Danke an Euch alle, die mitgemacht haben.

VG,
Gerhard

von Michael B. (laberkopp)


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Gerhard O. schrieb:
> Ich wollte ursprünglich Elektronik, so weit wie vernünftig, vermeiden
> und das Ganze mit konventioneller Steuertechnik verwirklichen. Man muss
> ja nicht immer alles mit uC machen

Das ist vernünftig, weil man durch Bimetallthermostaten das Netzteil, 
den Überspannungsschutz, die TRIAC Absicherung gegen Kurzschluss 
(Sicherung mit Schmelzintegral kleiner als das des TRIACs) und 
Durchlegieren (TRIAC gilt nicht als zuverlässiger Trenner, es muss ein 
echter Kontakt hinzu, entweder Netzschalter oder Relais) spart.

Aber wenn du eh einen NE555 ein SSR steuern lässt, sparst du ja nichts 
von dem Aufwand, da kannst du gleich alles elektronisch durchziehen.

Elegant, wenn der NE555 dann gleich die Regelung übernimmt. Hier mit 
TS912:
1
  +----+----+---+-----------+---+---+-----------+-----------+-----+----+
2
  |    |    |   |           |   |   |           |+          |     |    |
3
  |    |   120k |          1k 120k 120k       ZD12          |  100nX2  |
4
  |   Poti  |   |           |   |   |           |           |     |    |
5
  |    |    +--|+\      LED |   +---(-----1M-+--(--470nF--  |  100R1W  |
6
  |+   |    |  |  >---+-|<|-+   |   |        |  |         \ |     |    o
7
 22u   +----(--|-/    |         |   +--|+\   |  |        TRIAC    |   230V~
8
  |    |    |   |     |         |   |  |  >--+  |           |     |    o
9
  |    |    +---)-10M-+-|<|-+---+---(--|-/      |           +-----+    |
10
  |  Therm  |   |    1N4148 |   |   |     TS912 |                 |    |
11
  |    |   120k |           | 120k 122k7        +---10M---+     Last   |
12
  |    |    |   |           |   |   |           |         |       |    |
13
  +----+----+---+-----------(---+---+------|>|--+--27nX2--+--10k--+----+
14
                            |            1N4148                   |
15
                            +----------------------4M7------------+

von Gerhard O. (gerhard_)


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Gunnar F. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Wie denkt ihr über den Einsatz eines Zero Crossing SSRs über einen 555
>> o.ä. Timer
>
> Ich habe das mal genauso gemacht, nur statt SSR ein TRIAC, Periodendauer
> etwa 15s, einstellbar per Poti so von 5-95%. Das hat jahrelang
> einwandfrei funktioniert. Aber damit halt keine Regelung, obwohl die
> damit sicher auch noch leicht zu realisieren ist.

HAllo Gunnar,

Danke! Das ist gut zu wissen. Das mit der fehlenden Regelung macht 
nichts, weil dazu der Kapillar-Thermostat vorgesehen ist. Mir geht es um 
optimale Anpassung der vorhanden Heizleistung an die thermische Masse 
und da ist die von Dir beschriebene SPM ideal.


Ich habe vor, es auszuprobieren, wenn ich nicht einfach doch mit 
Umschaltung arbeiten werde. Zur Zeit leide ich schon unter 
"Möglichkeiten" Overload;-)

VG,
Gerhard

von Toxy T. (toxy_t)


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Gerhard O. schrieb:
> Ich bastle zur Zeit an einer PCB Schalenheizung (Wasser) und möchte
> gerne die Leistung eines 2x 250W Heizers grob veränderlich machen

Hatte mal eine Steuerung(also keine Regelung mit Temperatursensor 
etc...) fuer einfache Anwendungen simuliert.
siehe Anhang

von Gerhard O. (gerhard_)


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Michael B. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Ich wollte ursprünglich Elektronik, so weit wie vernünftig, vermeiden
>> und das Ganze mit konventioneller Steuertechnik verwirklichen. Man muss
>> ja nicht immer alles mit uC machen
>
> Das ist vernünftig, weil man durch Bimetallthermostaten das Netzteil,
> den Überspannungsschutz, die TRIAC Absicherung gegen Kurzschluss
> (Sicherung mit Schmelzintegral kleiner als das des TRIACs) und
> Durchlegieren (TRIAC gilt nicht als zuverlässiger Trenner, es muss ein
> echter Kontakt hinzu, entweder Netzschalter oder Relais) spart.
>
> Aber wenn du eh einen NE555 ein SSR steuern lässt, sparst du ja nichts
> von dem Aufwand, da kannst du gleich alles elektronisch durchziehen.
>
> Elegant, wenn der NE555 dann gleich die Regelung übernimmt. Hier mit
> TS912:
> +----+----+---+-----------+---+---+-----------+-----------+-----+----+
>   |    |    |   |           |   |   |           |+          |     |    |
>   |    |   120k |          1k 120k 120k       ZD12          |  100nX2  |
>   |   Poti  |   |           |   |   |           |           |     |    |
>   |    |    +--|+\      LED |   +---(-----1M-+--(--470nF--  |  100R1W  |
>   |+   |    |  |  >---+-|<|-+   |   |        |  |         \ |     |    o
>  22u   +----(--|-/    |         |   +--|+\   |  |        TRIAC    |
> 230V~
>   |    |    |   |     |         |   |  |  >--+  |           |     |    o
>   |    |    +---)-10M-+-|<|-+---+---(--|-/      |           +-----+    |
>   |  Therm  |   |    1N4148 |   |   |     TS912 |                 |    |
>   |    |   120k |           | 120k 122k7        +---10M---+     Last   |
>   |    |    |   |           |   |   |           |         |       |    |
>   +----+----+---+-----------(---+---+------|>|--+--27nX2--+--10k--+----+
>                             |            1N4148                   |
>                             +----------------------4M7------------+

Danke für Deinen Vorschlag. Werde es nach der Arbeit studieren. Auf den 
ersten Blick gefällt mir Dein Konzept. Ich vermute, das ist schon eine 
Praxis-bewährte Schaltung. Naja. Genug Platz ist innen vorhanden und 
ließe sich bequem einbauen.

Ich sehe gerade, daß sie mit einem Kondensatornetzteil arbeitet. Das ist 
angenehm, weil man sich den Trafo erspart. Allerdings müßte ich die 
Werte für 120VAC@60Hz anpassen.

Als Rückhalt zur elektronischen Steuerung sind ja ohnehin noch die 
beiden Thermo-Sicherungen und der 70 Grad Fest-Thermostat mit der Wanne 
gekoppelt. Das dürfte sicherheitstechnisch ausreichen.

Beim ersten Testen geht es mir auch darum die optimale notwendige 
Heizleistung zu ermitteln um eine vernünftige Regelungszeitkonstante zu 
erzielen und Heizleistungsanpassung.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Axel R. schrieb:
> Mach es doch so, wie bei deinem Elektorherd: wenn die Temperatur
> erreicht ist, schalte aus und wenn die Temeperatur wieder etwas
> unterschritten wird, schalte halt wieder ein. Im Nulldurchgang der
> Netzspannung, wenn Du magst. Was hat der 555 damit zu tun?
> Komme ich gerade nicht ganz mit. Liegt aber sicher an mir, ich lese mal
> weiter mit..

Die Temperaturregelung macht ja der Kapillar-Thermostat. Ich wollte mit 
dem 555 ein langsames Steuerungssignal für eine Schwingungspaket 
Leistungsreduzierung schaffen. Wenn der 555 z.B. 1s an und 1s aus ist, 
dann leistet der Heizer nur noch die Hälfte der Nennleistung. Also 250W 
bei 500W Nennleistung. Wenn ich nun die Pausenzeit verdopple, sind es 
nur noch 33%. Man kann also die Leistung recht bequem anpassen. Diese 
Möglichkeit wollte ich ausprobieren.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Toxy T. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Ich bastle zur Zeit an einer PCB Schalenheizung (Wasser) und möchte
>> gerne die Leistung eines 2x 250W Heizers grob veränderlich machen
>
> Hatte mal eine Steuerung(also keine Regelung mit Temperatursensor
> etc...) fuer einfache Anwendungen simuliert.
> siehe Anhang

Danke für Deinen Schaltungsvorschlag. Auf die Schnelle blicke ich (noch) 
nicht ganz durch was der 555 machen soll. Ich werde es heute Abend nach 
der Arbeit näher studieren. Könntest Du mir bitte deine ASC Datei dazu 
posten? Ich würde gerne damit spielen.

von Toxy T. (toxy_t)


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Gerhard O. schrieb:
> Auf die Schnelle blicke ich (noch)
> nicht ganz durch was der 555 machen soll.
Der Anhang enhaelt die komplette LTspice -Simulation.
Downloaden und entpacken (alles in einen Ordner)

Der 555 dient als simpler Rechteckgenerator.Am Triggereingang ist 
annaehernd eine typische Dreieckspannung.
Diese Dreieckspannung wird dem LM358 am invertierenden Eingang 
zugefuehrt.Am nichtinvertierenden Eingang liegt eine einstellbare 
Gleichspannung dargestellt in LTspice mit R8 und R10.
R8 und R10 sind also in der Praxis ein Poti dessen Mittelanzapfung am 
nichtinvertierenden Eingang anliegt.Sowie die Dreiecksspannung die 
Potispannung erreicht ,wird der Triac eingeschaltet.
Eigentlich eine simple Schaltung.Wenn du keine galvanische Trennung 
benoetigst kannst du auf den MOCxxx verzichten.
Desweiteren kannst du auch den Step-Parameter weglassen,und verwendest 
fuer Testzwecke konkrete Werte fuer R8 und R10.Die Gesamtsumme - in 
meinem Fall - sollte immer 1k sein.Also z.B. R8 = 300 Ohm und R10 = 700 
Ohm etc...

von Foobar (asdfasd)


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Wenn es möglichst einfache Technik sein soll, lohnt es sich, auch mal 
die etablierte Technik anzuschauen: Herde.  So eine 
14cm/1000W-Herdplatte hat 3 Heizelemente, 500W+250W+250W.  Mit dem 
typischen 7-Takt-Schalter bekommt man damit 
0W/100W/167W/250W/500W/750W/1000W Heizleistung.  Wenn einem das nicht 
reicht, kann man einen stufenlosen Schalter einsetzen - der hat ein 
internes Heizelement mit Bimetalschalter und implementiert damit die von 
dir gewünschte Wellenpaketsteuerung (nur nicht im Nulldurchgang).

: Bearbeitet durch User
von Gunnar F. (gufi36)


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Toxy T. schrieb:
> Der 555 dient als simpler Rechteckgenerator.Am Triggereingang ist
> annaehernd eine typische Dreieckspannung.

Nur verstehe ich den Komparator nicht. Du kannst den Ausgang des 555 
über 2 Dioden gegensinnig auf ein Poti geben, dessen Schleifer auf den 
Kondensator. Damit kannst du die PWM auch ohne Komparator einstellen. 
Hab jetzt kein Schaltbild zur Hand, findet sich aber leicht unter NE555 
PWM.

von Arno R. (arnor)


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Gerhard O. schrieb:
> neue Vorschläge bezüglich eines
> Leistungssteuerungskonzepts würde ich mich freuen.

Ich finde die ganze Schalterei am Netz einfach nur ätzend (dauernd wird 
über das verseuchte Netz geklagt und dann wird überall Phasenanschnitt 
und Halbwellenschaltung und sonstwas gemacht) und würde die Heizerei 
hier wohl anders machen.

Einfach einen Brückengleichrichter ans Netz und an den 
Gleichstromausgang ein paar parallele Transistoren als netzgeführte 
Stromquellen, die die Heizer darstellen. Dadurch ist immer sinusförmige 
Stromaufnahme gesichert und keine zeitgesteuerte Schalterei nötig. Man 
kann dann z.B. mit temperaturabhängigem Widerstand, Poti oder 
Optokoppler oder sonstwas den Strom steuern und die Temperatur direkt 
linear regeln. Die Transistoren werden verteilt anstelle der Heizfolien 
angebracht. Im Anhang das Prinzipschaltbild mit der Stromaufnahme bei 
verschiedenen Potistellungen.

von H. H. (Gast)


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Toxy T. schrieb:
> Der 555

...kann durch die zweite Hälfte des LM358 ersetzt werden.


Oder man nimmt nur den 555, dann gehts halt nur von 1%-99%.

von Gunnar F. (gufi36)


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Arno R. schrieb:
> Ich finde die ganze Schalterei am Netz einfach nur ätzend (dauernd wird
> über das verseuchte Netz geklagt und dann wird überall Phasenanschnitt
> und Halbwellenschaltung und sonstwas gemacht) und würde die Heizerei
> hier wohl anders machen.

Unsinn. Hier war die Rede von Schalten im Nulldurchgang und 
Wellenpaketsteuerung.

von Arno R. (arnor)


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Gunnar F. schrieb:
> Unsinn. Hier war die Rede von Schalten im Nulldurchgang und
> Wellenpaketsteuerung.

Gerhard O. schrieb:
> 125W mit Diode zur Abschneidung einer Halbwelle

> Bei meiner verhältnismässig kleinen
> Leistung von maximal 500W wäre natürlich Phasenanschnittsteuerung mit
> einem Eingangsfilter wahrscheinlich für den Hausgebrauch gerade noch
> vertretbar.

: Bearbeitet durch User
von Gunnar F. (gufi36)


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Punkt für Dich! Ich habe tatsächlich nicht den Fred ganz durchgelesen. 
Und Deine Schaltung finde ich auch für diesen Zweck sehr gut. In meinem 
Fall ging es um eine Heizung mit 1...2kW, die ich ja steuern und nicht 
ersetzen wollte.

von Gunnar F. (gufi36)


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Gerhard O. schrieb:
> 125W mit Diode zur Abschneidung einer Halbwelle

das machen alle Haarföne auch mit größeren Leistungen. Statistisch 
mitteln sich die DCs überwiegend aus. Ein paar Volt DC haben wir aber 
immer im Netz.

von Toxy T. (toxy_t)


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H. H. schrieb:
> Toxy T. schrieb:
>> Der 555
>
> ...kann durch die zweite Hälfte des LM358 ersetzt werden.
>
>
> Oder man nimmt nur den 555, dann gehts halt nur von 1%-99%.

Kann man....
Hab die Schaltung damals wegen dem MOCxxx simuliert  ohne jetzt auf die 
Schaltung angewiesen zu sein.
Naja - der TO kann das ja noch aendern sofern ihn die Schaltung 
interessiert

von Gerhard O. (gerhard_)


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Gunnar F. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> 125W mit Diode zur Abschneidung einer Halbwelle
>
> das machen alle Haarföne auch mit größeren Leistungen. Statistisch
> mitteln sich die DCs überwiegend aus. Ein paar Volt DC haben wir aber
> immer im Netz.

Habe jetzt nur ein paar Minuten Zeit.

Phasenanschnitt kommt ohnehin nicht in Frage.

Auf Grund der Tests mit einem 65W Heizer wird es höchstwahrscheinlich 
mit Serienschaltung der beiden 250W Heizfolien und 125W gerade richtig 
funktionieren. Nur wenn ich Bereich von 125-250W arbeiten müßte, brauche 
ich die Schwingungspaket Ansteuerung. Mein Ziel ist, in 15m von 
Raumtemperatur auf 45 Grad kommen zu können. der erste 65W Heizer 
schaffte es in 35m. So dürfte 125-250W gerade im gewuenschten Bereich 
liegen. Dadurch kommt die SPM ins Spiel. 500W Betrieb in Parallel 
erscheint mir zu riskant.

Arno: Deine gezeigte Transistorheizung (Danke) ist zwar elektrisch ein 
guter Vorschlag, ist aber für mich aus mechanischen Gründen 
unvorteilhaft, weil sich das Ätzsystem auf Grundlage der 
Vibrationsmethode stützt und die Unterseite der Alu Schale weiterhin 
flexibel sein muss, damit der Vibrationsmotor, in der Mitte angeordnet, 
in seiner Funktion nicht behindert wird. Da würde der Anbau von 
isolierten Transistoren und Metallwinkel die Vibrationsfreiheit 
wahrscheinlich sehr stören. Die 250W Folienheizer sind da aus 
konstruktiven Gesichtspunkten wesentlich besser geeignet (und schon auf 
dem Weg).

Auch haben wir hier nur gegenphasige 120V/60Hz (L1 oder L2 auf N) oder 
240V zwischen L1 und L2) Drehstrom habe ich nicht. Kochherd ist mit Gas 
betrieben. Drehstrom gibt es nur in industriellen Gegenden.

Jedenfalls bedanke ich mich für Eure Unterstützung und 
Schaltungsvorschläge. Ich kann ja mit den verschiedenen Konzepten 
spaeter experimentieren. Erst muss ich die Heizfolien ins Haus geliefert 
bekommen. Diese ewige Warterei ist nervig. Man verliert so leicht die 
Projektkontinuität.

Ich kann mich aber wegen Arbeit erst wieder in über sechs Stunden 
melden.

Gerhard

von Gerhard O. (gerhard_)


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Toxy T. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Toxy T. schrieb:
>>> Der 555
>>
>> ...kann durch die zweite Hälfte des LM358 ersetzt werden.
>>
>>
>> Oder man nimmt nur den 555, dann gehts halt nur von 1%-99%.
>
> Kann man....
> Hab die Schaltung damals wegen dem MOCxxx simuliert  ohne jetzt auf die
> Schaltung angewiesen zu sein.
> Naja - der TO kann das ja noch ändern sofern ihn die Schaltung
> interessiert

Eure TRIAC Vorschläge interessieren mich auf alle Fälle, weil ich mich 
mit SP Operation noch nie praktisch befaßt habe.

von H. H. (Gast)


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Gunnar F. schrieb:
> das machen alle Haarföne auch mit größeren Leistungen.

Schon lange nicht mehr.

von Gerhard O. (gerhard_)


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H. H. schrieb:
> Gunnar F. schrieb:
>> das machen alle Haarföne auch mit größeren Leistungen.
>
> Schon lange nicht mehr.
Wie denn? BLDC?

Die Forensoftware scheint einem mysteriösem "Bug" erlegen zu sein. Die 
magische Bewertungs-Defaultnummer tendiert bei den meisten Beiträgen 
(der Schwerkraft folgend) ziemlich konsistent auf -1 oder sogar noch 
größer hinzu. Merkwürdiges Phänomen. Was es nicht alles gibt, Tsssss...

von H. H. (Gast)


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Gerhard O. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Gunnar F. schrieb:
>>> das machen alle Haarföne auch mit größeren Leistungen.
>>
>> Schon lange nicht mehr.
> Wie denn?

Wie bei den Herdplatten mit Stufenschalter und mehreren Heizelementen.

> BLDC?

Motor ist eine andere Baustelle.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Toxy T. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Auf die Schnelle blicke ich (noch)
>> nicht ganz durch was der 555 machen soll.
> Der Anhang enhaelt die komplette LTspice -Simulation.
> Downloaden und entpacken (alles in einen Ordner)
>
> Der 555 dient als simpler Rechteckgenerator.Am Triggereingang ist
> annaehernd eine typische Dreieckspannung.
> Diese Dreieckspannung wird dem LM358 am invertierenden Eingang
> zugefuehrt.Am nichtinvertierenden Eingang liegt eine einstellbare
> Gleichspannung dargestellt in LTspice mit R8 und R10.
> R8 und R10 sind also in der Praxis ein Poti dessen Mittelanzapfung am
> nichtinvertierenden Eingang anliegt.Sowie die Dreiecksspannung die
> Potispannung erreicht ,wird der Triac eingeschaltet.
> Eigentlich eine simple Schaltung.Wenn du keine galvanische Trennung
> benoetigst kannst du auf den MOCxxx verzichten.
> Desweiteren kannst du auch den Step-Parameter weglassen,und verwendest
> fuer Testzwecke konkrete Werte fuer R8 und R10.Die Gesamtsumme - in
> meinem Fall - sollte immer 1k sein.Also z.B. R8 = 300 Ohm und R10 = 700
> Ohm etc...

Hallo Toxy,

Vielen Dank für die Überlassung Deiner Simulationsunterlagen und 
Funktionshinweise.

VG,
Gerhard

: Bearbeitet durch User
von Gerhard O. (gerhard_)


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Michael B. schrieb:
> Elegant, wenn der NE555 dann gleich die Regelung übernimmt. Hier mit
> TS912:

Hallo Michael,

habe Euch als Referenz ein neues Schaltbild gezeichnet, falls ihr daran 
Interesse habt. Ich denke ich werde die Schaltung zum "Lernen" aufbauen.

Nochmals Danke für Deinen Schaltungsvorschlag.

VG,
Gerhard

von Gerhard O. (gerhard_)


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Da hat sich der Fehlerteufel eingeschlichen. Im Anhang der korrigierte 
Stromlaufplan.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Toxy T. schrieb:
> Der Anhang enhaelt die komplette LTspice -Simulation.
> Downloaden und entpacken (alles in einen Ordner)

Hallo Toxy,

ich habe Deine Schaltung im Simulator erfolgreich laufen lassen. Ist 
wirklich eine feine Schaltung. Ich werde mich auf alle Fälle damit 
praktisch beschäftigen. Jetzt ist mir die Funktion des 555er klar. Muß 
mir nur erst ein paar MOC3081 und TRIACs bestellen. Da habe ich momentan 
keine herum liegen. (Ich habe schon lange nichts mehr mit TRIACs 
gemacht). Die Einfachheit und Eleganz besticht wirklich.

Nochmals vielen Dank für die Überlassung Deiner Unterlagen.

VG,
Gerhard

: Bearbeitet durch User
von Gerhard O. (gerhard_)


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Frage an Michael:

Ist es moeglich, daß der 27n, X2 in Serie mit der Netzspannung anstatt 
27n, besser 270n sein sollte? Bei 27n ist Xc=118K, das würde mit dem 10K 
nur ein paar mA durchlassen. Bei 270n würden über 20 mA fließen können, 
was für die Schaltung und LED gut reichen würde.

Was meinst Du?

VG,
Gerhard

Nachtrag:

Für unseres Netz (120V/60Hz) würde ich R16 von 10K auf 4.7K, 1W ändern 
und C4 auf 470n, 250V, X2. Da wären dann rund 7mA auf der DC Seite 
abnehmbar. R8 würde ich von 1K auf 2.7K vergrößern um den LED Strom zu 
verringern. Mit 22uF ist der Ripple ziemlich groß. Sollte man den auch 
vergrößern (220u)? Natürlich verlangsamt sich die erstmalige 
Einschaltzeit bis die Spannung hochkommt.

: Bearbeitet durch User
von Hp M. (nachtmix)


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Nix basteln, sondern fertig kaufen.
Z.B.: https://www.ebay.de/itm/185908245038

Gerhard O. schrieb:
> Mein Ziel ist, in 15m von
> Raumtemperatur auf 45 Grad kommen zu können.

Hängt von der aufzuheizenden Menge ab!

Um 1g Wasser (oder Lösung) um 1°C zu erwärmen, braucht man etwa 1 cal, 
oder 4,2Ws.

Um 500g von 15°C auf 45°C zu bringen, braucht man also ungefähr 
30*500*4,2 = 63kWs, oder 70W über 15min.

Das ist nur überschlägig, da vor allem die Wärmekapazität des Behälters 
vernachlässigt wurde.
Dessen spezifische Wärmekapazität beträgt bei Glas aber nur etwa 20% der 
des Wassers. Metalle wie Stahl oder Messing liegen noch einmal deutlich 
tiefer, eher bei 10%.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Hallo Hp,

Danke für Deine Hinweise und Gedanken dazu.

Hp M. schrieb:
> Nix basteln, sondern fertig kaufen.
> Z.B.: https://www.ebay.de/itm/185908245038
Danke für den Link. Da müsste ich aber einen für 120V finden, was kein 
Problem sein sollte. (schockierend wie wenig solches Zeugs heutzutage 
kostet. Mein Kapillarthermostat kostete mich das doppelte) Allerdings 
ist es schon etwas spät für mich jetzt auf Digital umzusteigen, weil ich 
den Kapillar-Drehthermostaten schon fertig eingebaut habe und alle 
Löcher gebohrt sind.
>
> Gerhard O. schrieb:
>> Mein Ziel ist, in 15m von
>> Raumtemperatur auf 45 Grad kommen zu können.
>
> Hängt von der aufzuheizenden Menge ab!
>
> Um 1g Wasser (oder Lösung) um 1°C zu erwärmen, braucht man etwa 1 cal,
> oder 4,2Ws.
>
> Um 500g von 15°C auf 45°C zu bringen, braucht man also ungefähr
> 30*500*4,2 = 63kWs, oder 70W über 15min.
Ich habe am Freitag die beiden 250W Folienheizer erhalten und heute 
eingebaut und erstmal getestet. Bei Parallelschaltung der beiden Heizer 
zeigt das Wattmeter aber nur 430W an. (die Heizer sind für 3D Drucker 
Verwendung vermarktet) Um bei gefüllter Schale von 19C auf 
Maximaltemperatur von 65 Grad zu kommen, brauchte die Anordnung ca. 15m. 
Dann schalten (nicht erwähnte Übertemperaturschutzschalter) die 
Heizfolien bei 68C ab. Der Temperaturunterschied zwischen Wasserbad und 
Ätzschale ist um <5C. Für 45C Ätztemperatur müsste man überschlagsmässig 
noch diesen Betrag am Temperatureinsteller hinzu geben. Der Kapillar 
Temperaturmesser ist ziemlich genau, mit einem Digitalen verglichen)

Ich möchte aber jetzt die Verdrahtung vervollständigen um mit dem 
Thermostaten arbeiten zu können und dann will ich beobachten wie lange 
es tatsächlich dauert um von 18 auf 60C zu kommen. Die Leistung müsste 
eigentlich nicht unbedingt reduziert werden. Es geht mir auch so langsam 
genug. Die Schalt-Hysterese des Thermostaten ist um 5 Grad.
>
> Das ist nur überschlägig, da vor allem die Wärmekapazität des Behälters
> vernachlässigt wurde.
Die Alu Heizschale ist <1mm dick und hat die Größe von rund 27x18x5cm.
Der Wasserspiegel mit teil-gefüllter Ätzschale ist dann 3cm hoch. Das 
totale Wasser Volumen dürfte rund 1.5dm^3 oder 1 1/2l betragen. Die 
Schale hängt frei in der Luft, am Rand gehalten und mit Silikon auf 2mm 
Abstand zur Gehäuseoberseite gehalten. Der Silikonsaum isoliert zum 
Gehäuse recht gut und man merkt kaum die Wärme am Gehäuse.
> Dessen spezifische Wärmekapazität beträgt bei Glas aber nur etwa 20% der
> des Wassers. Metalle wie Stahl oder Messing liegen noch einmal deutlich
> tiefer, eher bei 10%.

VG,
Gerhard

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Gerhard O. schrieb:
> Ist es moeglich, daß der 27n, X2 in Serie mit der Netzspannung anstatt
> 27n, besser 270n sein sollte? Bei 27n ist Xc=118K, das würde mit dem 10K
> nur ein paar mA durchlassen. Bei 270n würden über 20 mA fließen können,
> was für die Schaltung und LED gut reichen würde.

Die Schaltung ist extra so ausgelegt, dass sie so wenig Strom braucht, 
auch zum Zünden des TRIACs .

von Gerhard O. (gerhard_)


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Hallo Michael,

Michael B. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Ist es moeglich, daß der 27n, X2 in Serie mit der Netzspannung anstatt
>> 27n, besser 270n sein sollte? Bei 27n ist Xc=118K, das würde mit dem 10K
>> nur ein paar mA durchlassen. Bei 270n würden über 20 mA fließen können,
>> was für die Schaltung und LED gut reichen würde.
>
> Die Schaltung ist extra so ausgelegt, dass sie so wenig Strom braucht,
> auch zum Zünden des TRIACs .

Also kein "Mistake" sondern mit Absicht. Trotzdem schwer zum glauben. 
27K sind immerhin über 118K Xc. Auch bei 240V bleibt da nicht viel Strom 
für alles. Z.B. der LED Begrenzungs-R war mit 1K bemessen. Das würde bei 
11.3V - 1.6V immerhin noch an die 7-9mA ziehen. Kann das wirklich so 
richtig sein?

Hier komme ich mit 27n, 10K, 12V ZD, 240V, 50Hz auf nur 1.01mA nutzbaren 
Stroms.

https://www.daycounter.com/Circuits/Transformerless-Power-Supplies/Transformerless-Power-Supplies.phtml

Will kein ungläubiger Thomas sein, aber alles spricht irgendwie dagegen. 
Kannst Du mir bitte auf die Sprünge helfen? Ist die Schaltung komplett 
von Dir dimensioniert?

Was mich übrigens auch gewundert hat, daß die TRIAC Gate Beschaltung 
ohne einen R zwischen Gate und TRIAC Bezugselektrode auskommt. Die 
meisten anderen Schaltung sehen dort einen Ableit-R mit einigen KOhm 
vor. Allerdings sind diese Strecken beim TRIAC oder SCR immer recht 
niederohmig und deswegen möglicherweise in Spezialfällen nicht unbedingt 
notwendig.

VG,
Gerhard

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Gerhard O. schrieb:
> Also kein "Mistake" sondern mit Absicht. Trotzdem schwer zum glauben

Ähm, ja, doch, sind doch 0.22uF drin im real arbeitenden Gerät.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Michael B. schrieb:
>

Hallo Michael,

danke für das aufschlußreiche Bild. R1 scheint übrigens ein 12Ohm, 2W 
Typ zu sein. Mit diesen Werten komme ich auf fast 10mA und dürfte für 
die Schaltung ausreichen.

Aber der C sieht nicht nach Originalbestückung aus. Ist da noch ein R 
hinter dem C? Ist der 12 Ohm der Serien Eingangswiderstand? Irgendwie 
sieht die Bord modifiziert aus.

Ist das übrige im Bild von einem Laminator?

VG,
Gerhard

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Gerhard O. schrieb:
> Irgendwie sieht die Bord modifiziert aus.

Ja, die Originalschaltung taugte nichts, brauchte 1.5uF und zerriss 
regelmässig Dioden und Spannungsregler und IC. Es sind wohl 12Ohm, 
könnte aber besser 1k sein, am X2 ist nur der 4M7, und vor dem TRIAC 
sind nur 100nF.

> Ist das übrige im Bild ein Laminator?

Ja.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Michael B. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Irgendwie sieht die Bord modifiziert aus.
>
> Ja, die Originalschaltung taugte nichts, brauchte 1.5uF und zerriss
> regelmässig Dioden und Spannungsregler und IC. Es sind wohl 12Ohm,
> könnte aber besser 1k sein, am X2 ist nur der 4M7, und vor dem TRIAC
> sind nur 100nF.
>
>> Ist das übrige im Bild ein Laminator?
>
> Ja.

OK. Danke. Interessant zu wissen. Mir hat es bei unseren 120V noch nie 
ein C-Netzteil "zerrissen". Vielleicht sind Eure 240V in solchen 
Schaltungen doch schwerer zu beherrschen. Oder der X2 macht mit der Zeit 
"komische" Sachen. 12Ohm wäre mir zu niedrig. Unter 470 Ohm würde ich 
unter ähnlichen Lastbedingungen nicht gehen wollen.

Warum ist der Glättungs-C nur 22uF? Wären 470uF nicht angemessener?

Ich habe hier auch schon seit vielen Jahren einen Laminator in Betrieb. 
Bis jetzt hat er sich aber benommen.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Gerhard O. schrieb:
> Vielleicht sind Eure 240V in solchen Schaltungen doch schwerer zu
> beherrschen

Die Energie zum Aufladen der 1.5uF, wenn im Scheitelpunkt der 230V~ 
eingeschaltet wurde, hat sogar eine 1.3W Z-Diode überfordert.

Aber weniger als 1.5uF ging mit der Originalschaltung nicht weil ihre 
Stromaufnahme zu hoch war.

Ja, die 12R sollten besser 1k sein.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Michael B. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Vielleicht sind Eure 240V in solchen Schaltungen doch schwerer zu
>> beherrschen
>
> Die Energie zum Aufladen der 1.5uF, wenn im Scheitelpunkt der 230V~
> eingeschaltet wurde, hat sogar eine 1.3W Z-Diode überfordert.
>
> Aber weniger als 1.5uF ging mit der Originalschaltung nicht weil ihre
> Stromaufnahme zu hoch war.
>
> Ja, die 12R sollten besser 1k sein.

Vermutlich war der zu kleine Serienwiderstand die Ursache Deiner 
Probleme. Mit 0.5-1K würde der Einschaltstromstoß doch wesentlich 
geringer ausfallen.

Bei 12Ohm und 400V dürfte da ein entladener 1.5uF einen hübschen 
Stromstoß erzeugen. Also, unter 1K würde ich zwecks 
Einschalt-Strombegrenzung auf keinen Fall gehen wollen.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Gerhard O. schrieb:
> ...

Schaue Dir die an:

Beitrag "Leitungsschutzschalter kommt beim Abschalten"

und die Schaltung dazu:

Beitrag "Re: MOIC ---> Triac, 115V, 400 Hz, 4A"

Der fertige Aufbau hat über lange Zeit eine Mikrowelle geschaltet, wo 
der interne Taktschalter kaputt ist. Der hat auch kein Problem mit einem 
800VA-Trennstelltrafo als Last.

Der µC macht im wesentlichen die PWM mit 30 oder 10 Sekunden, 
Tastverhältnis und Laufzeit per Drehpoti einstellbar. Dort einen 
Temperaturfühler anzubasteln, wäre kein Hexenwerk.

Wenn es nur eine simple Einstellung ohne Reglung sein soll, würde ich 
anstatt des µC einen simplen Multivibrator mit Drehpoti bauen.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Manfred P. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> ...
>
> Schaue Dir die an:
>
> Beitrag "Leitungsschutzschalter kommt beim Abschalten"
>
> und die Schaltung dazu:
>
> Beitrag "Re: MOIC ---> Triac, 115V, 400 Hz, 4A"
>
> Der fertige Aufbau hat über lange Zeit eine Mikrowelle geschaltet, wo
> der interne Taktschalter kaputt ist. Der hat auch kein Problem mit einem
> 800VA-Trennstelltrafo als Last.
>
> Der µC macht im wesentlichen die PWM mit 30 oder 10 Sekunden,
> Tastverhältnis und Laufzeit per Drehpoti einstellbar. Dort einen
> Temperaturfühler anzubasteln, wäre kein Hexenwerk.
>
> Wenn es nur eine simple Einstellung ohne Reglung sein soll, würde ich
> anstatt des µC einen simplen Multivibrator mit Drehpoti bauen.

Hallo Manfred,

Danke für Deine Informationen. Scheint alles ziemlich machbar zu sein. 
Deine Links sind auch interessant. Deine Mikrowelle Ersatzsteuerung 
finde ich cool.

Was meine Anwendung im Ätzgerät betrifft, scheinen die beiden 215W 
(250W) Heizer gerade vernünftig schnell das vorgesehene Wasservolumen 
erwärmen zu können und eine Abdrosselung scheint trotz anfänglicher 
Befürchtungen nicht wirklich mehr notwendig zu sein. Sollte es aber 
notwendig sein, ist die ZC-TRIAC Route mit einfacher 
Einschaltverhältnissteuerung eine gute praktische Lösung. Die resistive 
Last ist natürlich auch ideal.

Ich möchte jetzt erstmal alles verdrahten um bequemer beobachten zu 
können und richtig testen zu können.

Gerhard

: Bearbeitet durch User
von Hp M. (nachtmix)


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Gerhard O. schrieb:
> Die Alu Heizschale ist <1mm dick und hat die Größe von rund 27x18x5cm.

Legs mal auf die Waage.
Spez. Wärmekapazität von Aluminium ist 0,896 J/(g*K) [Wasser=4,18]



Gerhard O. schrieb:
> Danke für den Link. Da müsste ich aber einen für 120V finden, was kein
> Problem sein sollte. (schockierend wie wenig solches Zeugs heutzutage
> kostet.

Ist auch kein Problem. Viele der angebotenen Controller haben ein 
Weitbereichsnetzteil.
Auch ein PID-Regler mit doppeltem Display ist noch sehr bezahlbar und 
sollte schnelleres Aufheizen und weniger Hysterese ermöglichen:
https://www.ebay.de/itm/394522686229

Der SSR-Ausgang liefert allerdings nur Steuerstrom für ein externes SSR.
Ein 3A-Relais ist aber auch vorhanden.

: Bearbeitet durch User
von Gerhard O. (gerhard_)


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Hallo Hp,

Hp M. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Die Alu Heizschale ist <1mm dick und hat die Größe von rund 27x18x5cm.
>
> Legs mal auf die Waage.
Geht leider nicht mehr, weil ich sie mit Silikon fixiert habe und ein 
Ausbau recht problematisch wäre. Man könnte es anhand der Maße und 
Blechstärke aber überschlagsmäßig berechnen.
> Spez. Wärmekapazität von Aluminium ist 0,896 J/(g*K) [Wasser=4,18]
Gut zu wissen. Danke. Ich schätze sie wiegt unter 200g.
>
> Gerhard O. schrieb:
>> Danke für den Link. Da müsste ich aber einen für 120V finden, was kein
>> Problem sein sollte. (schockierend wie wenig solches Zeugs heutzutage
>> kostet.
>
> Ist auch kein Problem. Viele der angebotenen Controller haben ein
> Weitbereichsnetzteil.
Ja. Das vermute ich auch. Ein Kondensatornetzteil ließe sich ohnehin 
leicht für eine andere Spannung adaptieren. Aber 120V Modelle sind 
normalerweise auch in China nicht schwer zu finden.
> Auch ein PID-Regler mit doppeltem Display ist noch sehr bezahlbar und
> sollte schnelleres Aufheizen und weniger Hysterese ermöglichen:
> https://www.ebay.de/itm/394522686229
So einen ähnlichen habe ich schon, wäre aber totaler Overkill für dieses 
Projekt. Ich kann mich gar nicht mehr erinnern welchen Projekt der 
zugehörig ist:-)

Was mich am Kapillarregler besticht, ist die einfache Knopf-Bedienung. 
Auch der Dreh-Timer hat den großen Vorteil, allen Strom komplett nach 
Ablauf der eingestellten Zeit zu trennen. Das sind alles große 
intrinsische Sicherheitseigenschaften.

Es ist mir bewußt, Du meinst es gut, aber wie Du im ersten Bild siehst, 
sind alle Frontplattenelemente schon montiert. Wenn ich das jetzt 
Digital machen wollte, wäre eigentlich ein Neubau zweckmäßiger. Das 
"Gehäuse" kostete ja nur $15. abgesehen davon, würde ein tieferer 
Controller an der Unterseite der Wanne anstoßen. Mir ging es in diesen 
Thread aber mehr um die Heizungsleistungseinstellung als um die 
Temperaturregelung. Der Kapillarregler hat eine Arbeitshysterese um 5 
Grad C. Fürs Ätzen ist das aber belanglos. Allerdings wäre es trotzdem 
interessant zu vergleichen wie präzise und schnell der PID Regler es 
bewerkstelligen würde. Da ist die hohe Heizleistung von 430W vorteilhaft 
um eine steile Anheizkurve zu erzielen.
>
> Der SSR-Ausgang liefert allerdings nur Steuerstrom für ein externes SSR.
> Ein 3A-Relais ist aber auch vorhanden.
Das ist bei meinem genauso. Die sehen sich ziemlich ähnlich. Meiner hat 
allerdings verschiedenfarbige LED 7-Segment Anzeigen.

Ich habe heute Abend die Hälfte schon verdrahtet, während ich im Radio 
zuhörte wie sich unsere provinzielle Wahl momentan kondensiert. Es ist 
wie immer ein sehr knappes Rennen zwischen zwei total verschieden 
denkenden Parteien. Mal sehen wer den Hausschlüssel kriegt. Im 
Augenblick scheint aber Lord Voldemort's Partei einen kleinen Vorsprung 
zu haben.

VG,
Gerhard

Nachtrag:

Der von Dir verlinkte PID Regler hat ein Universalnetzteil für 120-240V 
wie man in einem Bild gut erkennen kann.

: Bearbeitet durch User
von Manfred P. (pruckelfred)


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Gerhard O. schrieb:
> Auch der Dreh-Timer hat den großen Vorteil, allen Strom komplett nach
> Ablauf der eingestellten Zeit zu trennen.

Das ist in der Tat ein Argument. Leider sind mechanische Timer schlecht 
zu bekommen und teuer geworden. Früher war sowas in jeder Mikrowelle, 
heute muß da Elektronikgekasper mit Display drin sein.

> Es ist mir bewußt, Du meinst es gut, aber wie Du im ersten Bild siehst,
> sind alle Frontplattenelemente schon montiert. Wenn ich das jetzt
> Digital machen wollte, wäre eigentlich ein Neubau zweckmäßiger.

Warum? Mir ist in einem alten NiCd-Ladegerät die Zeituhr ausgefallen, 
einfach per Drehknopf bis 15h rückwärts laufend. Da sitzt jetzt ein 
Drehencoder samt A*-Nano hinter, als Zeitanzeige 4 LEDs binär, weil das 
ohne große Mechanik machbar war.

Du hast einen beschrifteten Drehknopf mit Temperaturskala. Drehencoder 
rein, per Druck auf den Drehknopf starten. An den linken Anschlag drehen 
= Aus.

Nicht vergessen, dass ein µC auch ein Drehpoti abfragen kann, da muß 
dann eventuell die Software die Skalierung korrigieren.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Manfred P. schrieb:
Hallo Manfred,

> Gerhard O. schrieb:
>> Auch der Dreh-Timer hat den großen Vorteil, allen Strom komplett nach
>> Ablauf der eingestellten Zeit zu trennen.
>
> Das ist in der Tat ein Argument. Leider sind mechanische Timer schlecht
> zu bekommen und teuer geworden. Früher war sowas in jeder Mikrowelle,
> heute muß da Elektronikgekasper mit Display drin sein.
Eine bestimmte Art von mechanischen Timern sind ganz leicht zu bekommen. 
Siehe mal hier:
https://www.amazon.ca/Switch-Minutes-Controller-Electronic-Microwave/dp/B01MXUPW7T/ref=asc_df_B01MXUPW7T/
Die gibt’s in der Bucht oder über Ali noch kostengünstiger.
>
>> Es ist mir bewußt, Du meinst es gut, aber wie Du im ersten Bild siehst,
>> sind alle Frontplattenelemente schon montiert. Wenn ich das jetzt
>> Digital machen wollte, wäre eigentlich ein Neubau zweckmäßiger.
>
> Warum? Mir ist in einem alten NiCd-Ladegerät die Zeituhr ausgefallen,
> einfach per Drehknopf bis 15h rückwärts laufend. Da sitzt jetzt ein
> Drehencoder samt A*-Nano hinter, als Zeitanzeige 4 LEDs binär, weil das
> ohne große Mechanik machbar war.
Ich befürchte fast, daß Du mich mit allen Regeln der Kunst zu "Digital" 
"shanghaiien willst";-)
>
> Du hast einen beschrifteten Drehknopf mit Temperaturskala. Drehencoder
> rein, per Druck auf den Drehknopf starten. An den linken Anschlag drehen
> = Aus.
>
> Nicht vergessen, daß ein µC auch ein Drehpoti abfragen kann, da muß
> dann eventuell die Software die Skalierung korrigieren.
Naja, ich könnte mich nachträglich damit befassen. Platz dazu ist genug 
da. Obwohl das Kind in mir auch schreit, ja einen uC einzusetzen, wollte 
ich ursprünglich etwas mit einem mechanischen Timer bauen. Nie wäre es 
mir im Traum eingefallen, daß meine liebe Mitmenschen mich mit Händen 
und Fuessen davon abbringen wollen...

Was soll ich jetzt machen? Auf Euch zu hören oder dickköpfig auf mich zu 
bestehen? Ein wahres Dilemma:-)

Im Ernst, ein dreistelliges LED-Display mit Dreh-Encoder würde 
tatsächlich auch ganz gut funktionieren und aussehen. Da gibt’s nichts 
zu rütteln...

VG,
Gerhard

von Manfred P. (pruckelfred)


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Gerhard O. schrieb:
> Ich befürchte fast, daß Du mich mit allen Regeln der Kunst zu "Digital"
> "shanghaiien willst";-)

Ich schimpfe oft genug, dass man nicht jeden Sch* per µC machen muß und 
bin selbst üblicher Hardware mächtig. Das schließt nicht aus, dass ich 
auch µC einsetze, vielleicht nach Tageslaune.

> Obwohl das Kind in mir auch schreit, ja einen uC einzusetzen,

Dieser Spieltrieb hat mir mal in der Firma den Hintern gerettet, einen 
Prüfplatz anstatt als CMOS-Orgie mit einem 6502 gebaut, was vermutlich 
sogar länger gedauert hat. Als er dann nicht funktionierte, musste die 
Entwicklung zugeben, die Schnittstellen falsch beschrieben zu haben. In 
Hardware hätte ich 14 Tage Lötarbeit in den Müll geworfen, dank 
Prozessor konnte ich das binnen weniger Tage korrigieren.

Gerhard O. schrieb:
> Was soll ich jetzt machen? Auf Euch zu hören oder dickköpfig auf mich zu
> bestehen?

Folge Deinem Dickkopf!

von Gerhard O. (gerhard_)


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Manfred P. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Ich befürchte fast, daß Du mich mit allen Regeln der Kunst zu "Digital"
>> "shanghaiien willst";-)
>
> Ich schimpfe oft genug, dass man nicht jeden Sch* per µC machen muß und
> bin selbst üblicher Hardware mächtig. Das schließt nicht aus, dass ich
> auch µC einsetze, vielleicht nach Tageslaune.
Im Allgemeinen gravitiere ich auch auf uC Lösungen hinzu, weil es oft 
einfacher als diskrete Logik wird und es auch mehr Spaß macht. Abgesehen 
davon ist mir auch ein gewisser Hang zur Faulheit nicht fremd.

Aber dieses Mal wollte ich es auf altmodische Manier durchziehen. 
Abgesehen davon finde ich Knopfbedienung haptisch angenehmer. Oft 
braucht man bei einer Einstellungsänderung nicht einmal hinsehen. Man 
kann die Bereichsenden des Poties fühlen, was bei Dreh-Encoder nur durch 
Beeper bewerkstellbar ist.
>
>> Obwohl das Kind in mir auch schreit, ja einen uC einzusetzen,
>
> Dieser Spieltrieb hat mir mal in der Firma den Hintern gerettet, einen
> Prüfplatz anstatt als CMOS-Orgie mit einem 6502 gebaut, was vermutlich
> sogar länger gedauert hat. Als er dann nicht funktionierte, musste die
> Entwicklung zugeben, die Schnittstellen falsch beschrieben zu haben. In
> Hardware hätte ich 14 Tage Lötarbeit in den Müll geworfen, dank
> Prozessor konnte ich das binnen weniger Tage korrigieren.
Etwas Ähnliches ist auch mir vor langer Zeit in der Arbeit mit einem 
aufwendigen CMOS-Grab passiert. Allerdings war da ein PIC der Retter der 
den Tag rettete. Der PIC versah 20 Jahre später immer noch den Dienst.
>
> Gerhard O. schrieb:
>> Was soll ich jetzt machen? Auf Euch zu hören oder dickköpfig auf mich zu
>> bestehen?
>
> Folge Deinem Dickkopf!

OK. Ich nehme immer einen guten Rat an:-)

von Gerhard O. (gerhard_)


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Moin,

Einen kleinen Update am Projekt:

Ich habe inzwischen das Gerät vollkommen verdrahtet und getestet. 
Momentan sind beide 250W Heizer noch permanent in Parallelschaltung. 
Beim ersten Thermostat gesteuerten Test hat es sich nämlich 
herausgestellt, daß die Heizleistung etwas zu groß ist, weil die 
Schalentemperatur nach Abschalten des Thermostats noch um ein paar Grad 
weiter ansteigt und somit die Schalthysterese des Thermostat um ein paar 
Grad übersteigt. Als positiven Aspekt kann man aber verbuchen, daß die 
Anheizzeit um von 18 auf 60 Grad zu gelangen mit 15 Minuten gerade 
richtig ist. Ich habe dann mit einer ansteckbaren 
Phasenanschnittsteuerung ermittelt, daß eine Heizleistung um 200W 
optimal ist und die Temperaturschwankungen innerhalb des 
Hysteresebereichs des Thermostaten verbleiben. Mit 200W schaltet der 
Thermostat ziemlich symmetrisch alle 10M für rund 8m ein. Die 
Thermostathysterese ist 5C.

Um die schnelle Anheizzeit von 15m zu erhalten, werde ich einen 45 Grad 
Thermoschalter hinzufügen, der unterhalb der Ausschalttemperatur den 
Querteil einer Gleichrichterbrücke kurzschließen soll und bei 
überschreiten öffnet. Nach der Öffnung werden dann beide Heizer 
gegenphasig mit halbierter Leistung angesteuert. Diese Vorgehensweise 
vermeidet elegant eine unregelmäßige Belastung des Stromnetzes und diese 
Vorgehensweise erspart aufwendigere elektronische Mittel zur 
Leistungsminderung.

Der Temperaturunterschied zwischen Wasserbadinhalt und Ätzschale bleibt 
übrigens unter 5 Grad.

Was störend ist, daß die Heizfolien sich auch bei halber Heizleistung 
kurz vor dem Ausschalten des Thermostaten selber intern abschalten. 
Leider teilte mir der Verkäufer in seiner Beschreibung der Folienheizer 
nicht mit, daß jene schon einen 65C Temperaturabschalter mitintegriert 
haben. Das konnte ich leider vor dem Kauf nicht voraussehen. Ich werde 
diese Schalter vielleicht entfernen. Das sollte aber kein unnötiges 
Sicherheitsrisiko beinhalten, weil ja der einstellbare Thermostat 
überwachend und ein zusätzlicher 70C Überwachungs-Abschalter in Serie 
ist. Notfalls baue ich noch zwei 95 Grad Thermosicherungen ein. Dann 
sollte die Anordnung eigentlich ausreichend sicher vor Brandverursachung 
sein.

Jedenfalls sind die bisherigen Ergebnisse durchaus im Rahmen meiner 
Erwartungen.

Gerhard

von Manfred P. (pruckelfred)


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Gerhard O. schrieb:
> Momentan sind beide 250W Heizer noch permanent in Parallelschaltung.

> Mit 200W schaltet der
> Thermostat ziemlich symmetrisch alle 10M für rund 8m ein. Die
> Thermostathysterese ist 5C.

Also 8 vom 18 Minuten aktiv, knapp 50%. Wenn Du beide Heizelemente in 
Reihenschaltung bringst, wären das 125 Watt und Dein Regelsystem 
wesentlich ruhiger anstatt mit 2*125W per Dioden.

Gerhard O. schrieb:
> Um die schnelle Anheizzeit von 15m zu erhalten, werde ich einen 45 Grad
> Thermoschalter hinzufügen,
> ...
> erspart aufwendigere elektronische Mittel zur Leistungsminderung.

Über den Aufwand kann man geteilter Meinung sein. Überschwingen, 
Temperatur halten und zügig nachheizen hat mich bei meiner Lötstation 
beschäftigt und ließ sich per µC recht gut hinbiegen.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Hallo Manfred,


Manfred P. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Momentan sind beide 250W Heizer noch permanent in Parallelschaltung.
>
>> Mit 200W schaltet der
>> Thermostat ziemlich symmetrisch alle 10M für rund 8m ein. Die
>> Thermostathysterese ist 5C.
>
> Also 8 vom 18 Minuten aktiv, knapp 50%. Wenn Du beide Heizelemente in
> Reihenschaltung bringst, wären das 125 Watt und Dein Regelsystem
> wesentlich ruhiger anstatt mit 2*125W per Dioden.
Ich denk', ich werd's ausprobieren. Hast recht. Dann erspare ich mir die 
Dioden. Allerdings wird Parallel auf Reihenumschaltung etwas 
aufwendiger. Übrigens, die Heizer bringen es, einem Digitalen 
Ansteckwattmeter nach, auf nur 430W. (edit 406W) Also nicht 2 x 250W.
>
> Gerhard O. schrieb:
>> Um die schnelle Anheizzeit von 15m zu erhalten, werde ich einen 45 Grad
>> Thermoschalter hinzufügen,
>> ...
>> erspart aufwendigere elektronische Mittel zur Leistungsminderung.
>
> Über den Aufwand kann man geteilter Meinung sein. Überschwingen,
> Temperatur halten und zügig nachheizen hat mich bei meiner Lötstation
> beschäftigt und ließ sich per µC recht gut hinbiegen.
Versuch mich nicht:-)

Ich habe ein China PID Controller Modul. Den könnte ich mal als Versuch 
ausprobieren. Die Tankanwendung wäre ein dankbares Versuchsobjekt. 
Andrerseits liebe ich die Knopfeinstellung und das Klicken des 
Arbeitskontakts. Ist so schön einfach und übersichtlich. Welches 
Dilemma...

Gerhard

: Bearbeitet durch User
von Gerhard O. (gerhard_)


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Inzwischen ist das Teil fast fertiggestellt. Siehe Bild. Warte nur noch 
auf einen bestellten Temperaturschutzschalter und kleineren 
Vibrationsmotor. Beschriftung der Frontplatte ist auch getan.

Die Heizungsleistung ist mit 50% Nennleistung optimal angepasst und 
verursacht ausser der Thermostathysterese keine heizerbedingte 
Überschwinger.

Bald werde ich die ersten Ätzversuche damit beginnen.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Hier ist das aktuelle Schaltbild, falls jemand es nachbauen möchte, da 
sich jemand im Forum dafür interessierte.

von Eppelein V. (eppelein)


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Servus Gerhard,

super, vielen Dank!

Gruß
Eppelein

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