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Thema: Heizelement (220V 50Hz) regeln

  1. #1

    Heizelement (220V 50Hz) regeln

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    Hallo,

    ich möchte einHeizelement regeln. Dazu möchte ich einen PIC mit einem Temperatursensor nutzen. Mir ist noch nicht klar was zwischen PIC und Heizelement kommt. Es müssen ca. 150W geregelt werden. Gibt es da sowas wie einen Treiber-IC? Falls ja welcher ist zu empfehlen? Oder funktioniert das ganz anders?

    mfg
    Sebastian

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter-Spezialist
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    Kommt ganz darauf an was du erwärmen willst.
    Du kannst zBsp. das Heizelement mittels Relais ein oder ausschalten.
    Wenn du damit bspw. Füsssigkeiten oder ähnliches erwärmst bekommst du so recht gute Resultate.
    Gruss Robert

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Hallo,

    die Relais haben den Nachteil, dass die Lebensdauer begrenzt ist (insbesondere wenn man dauernd an und ausschaltet) und dass beim Schalten ein Geräusch zu hören ist. Aus diesen Gründen wäre eventuell eine Phasenanschnittsregelung sinnvoller.

    Gruss
    Jakob

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Phasenanschnitt ist für ein Heizelement nicht notwendig, den Stromklirr kann man dem Netz auch ersparen. Es reicht völlig, alle zwei Nulldurchgänge (also immer nach einer vollen Periode) ein- bzw auszuschalten. In dem man zB. zwischen 0 und 20 Perioden pro Sekunde einschaltet, kann man die Leistung schon mal in 5%-Schritten variieren, dann noch einen Regler drumherum programmieren und alles ist gut. Bleibt noch das Stellglied: ein TRIAC mit vorgeschaltetem Opto-TRIAC, der jeweils in den Nulldurchgängen vom uC gezündet wird, sollte es tun. MOC30irgendwas und ein TIC226 oder so wurden hierfür in diesen Foren schon des öfteren diskutiert.

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein Avatar von wkrug
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    In welchem Temperaturbereich soll die Regelung den stattfinden ?
    Muß die Temperatur immer aufs zehntel Grad genau gehalten werden oder sind Abweichungen tolerierbar ?

    Wenn eine kleine Hysterese erlaubt ist wäre eventuell ein Solid State Relais (Halbleiter Relais mit galvanischer Trennung) das Mittel der Wahl.

    Für eine Phasenanschnittsteuerung brauchst Du immer einen Nulldurchgangsdetektor. Meistens nimmt man dafür einen Optokoppler her, der einen Interrupt des Microcontrollers triggert.

    Der Microcontroller muß dann den Phasenwinkel unter Einbeziehung der aktuellen Temperatur und der Soll Temperatur berechnen.
    Das ist zwar machbar, erfordert aber einen etwas höheren Aufwand.

    Wenn die Temperatur ständig sehr genau eingehalten werden muß geht aber an einer phasengesteuerten Regelung nichts vorbei., natürlich kann man auch auf ganze Vollwellen regeln.

    Als Steuerelement für eine Phasenabschnittsteuerung nimmt man gern einen OPTO Triac mit nachgeschaltetem Leistungstriac her.
    Als Triac wär evtl. der BTA 26/600A nicht schlecht, weil bei diesem Typ das Kühlblech von Chip galvanisch getrennt ist und somit der Kühlungsaufbau nicht gesondert isoliert werden muß.
    Der Nachteil von dem Teil ist, das er nicht gerade billig ist.

    Schaltungen für sowas sollten sich im Internet massig finden lassen.

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Ein Heizelement muß nicht per Phasenanschnittsteuerung geregelt werden. Wegen der Temperatur-Trägheit reicht ein PWM-Signal mit 1 Hz, also jede Sekunde mehr oder weniger lang einschalten.
    Ansonsten kann das Heizelement, wie schon geschrieben, mit Solid State Relais, Opto-Triac, ... geschaltet werden.
    MfG Karl-Heinz
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  7. #7
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo inschenjoer!

    So änlich, wie der kalledom geschrieben hat, man könnte sich eine Periode (z.B. 1 Sekunde) definieren und in dieser Zeit bestimmte Anzahl von 100 Halbwellen der Netzspannung An- und Ausschalten. Das ist quasi PWM mit 1 Hz.

    Man könnte auch längere Periode (z.B. 2 Sekunden) nehmen um die Auflösung (in dem Fall 200:1) zu erhöhen.

    MfG

  8. #8
    Hallo,

    vielen Dank erstmal für die vielen Antworten. Ich denke ich werde die einfache Lösung mit dem TRIAC und vorgeschaltetem Opto-TRIAC umsetzen. Ich hab dazu bisher die Schaltung im Anhang entworfen.

    Mir ist jetzt noch unklar woher der PIC weiß, wann ein Nulldurchgang ist? Nur dann sollte doch der Opto-TRIAC geschaltet werden, oder?
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken heizregler.png  

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Hi,
    die Opto-Triac variante kann ich acuh nur empfehlen.
    (Reichelt: "S202 S01" sollte was für dich sein.)
    Wenn ich mich recht erinnere haben da sogar einige SS-Relais eine automatische Nulldurchgangserkennung...

    Gruß
    Majus

  10. #10
    Ich hab jetzt nochmal drüber nachgedacht. Oder ist es so, dass der PIC gar nicht wissen muss, wann ein Nulldurchgang ist? Also der PIC schaltet, den MOC3041, aber der schaltet erst beim nächsten Nulldurchgang? Das würde bedeuten, dass zwar der PIC so oft schälten könnte wie er will, aber der MOC3041 nur max. 20 mal pro Sekunde schalten würde.

    mfg
    Sebastian

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