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Thema: Heizelement regeln

  1. #1
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Heizelement regeln

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    Hallo zusammen,

    ich stehe erneut vor einem kleinen Problem. Und zwar möchte ich eine kleine Schaltung zur Regelung eines Heißelements aus einer Heißklebepistole bauen. Dafür wollte ich mit einem Heißleiter (470KOhm) und einem Potentiometer einen Spannungsteiler aufbauen, dessen mittlere Abzweigung direkt ans Relais weitergeleitet wird. Das Heizelement soll also immer, wenn eine bestimmte (mit dem Potentiometer eingestellte) Temperatur erreicht wird, abschalten/(-kühlen), und sobald es unter diese Temperaturschwelle fällt, wieder einschalten und heizen. Somit stellt das Ganze ein einfaches Thermostat dar. Hierbei soll, falls möglich, ein Temperaturbereich von 160 bis 220 °C abgedeckt werden. Nun habe ich mal den angehängten Schaltplan erstellt. Jedoch war ich mir plötzlich nicht mehr sicher, ob NTC und Poti richtig positioniert sind, um beim Erreichen der Temperatur abzuschalten. Muss ich die beiden evtl vertauschen? Der dunkle Widerstand unten soll das Heizelement darstellen. Das Relais ist auf 9V ausgelegt. Kann das so funktionieren? Oder brauche ich evtl. noch einen Transistor zur Signalverstärkung? Wäre nett, wenn ihr mir evtl auch einen passenden Widestandwert für das Poti nennen könntet.
    Vielen Dank im Voraus!

    MfG

    V-Robot
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  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Ich sehe da mehrere Probleme:
    1.) So wie gezeichnet wird das Relais nie einschalten, weil der Spannungsteiler beidseitig auf GND liegt.
    2.) Selbst wenn man 1.) korrigiert, wird das Relais aus dem vergleichsweise hochohmigen Spannungsteiler kaum jemals ausreichend Erregerstrom kriegen, um einzuschalten
    3.) Auch wenn man zwischen den Spannungsteilerpunkt und das Relais eine ausreichende Stromverstärkung einfügt, z.B. einen Transistor als Spannungsfolger, wird wegen der i.d.R. recht großen Hysterese des Relais keine Temperaturregelung stattfinden, die diesen Namen verdient.
    4.) Bitte eine Freilaufdiode für das Relais vorsehen; der aktive Rest der Schaltung wird es dir danken.

    Abhilfe:
    Ein Komparator / OPV als Schmitt-Trigger vergleicht Ist-Wert (Spannungsteiler aus NTC und Ohm'schem Widerstand) und Soll-Wert (Poti mit flankierenden Widerständen.
    Der Komparatorausgang kriegt einen Schalttransistor für den Erregerstrom des Relais. Freilaufdiode für das Relais nicht vergessen!
    Über die richtige Anordnung des NTC im Schaltplan kann man erst befinden, wenn die Schaltung gezeichnet ist, denn das hängt ja noch von der Zuordnung des invertierenden und nichtinvertierenden Eingangs des Komparatorsund einer eventuellen Invertierung bei der Relaisansteuerung ab.
    Die Dimensionierung aller Widerstandswerte ist allerdings dein Job.

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Danke schon einmal für die Hilfe. Habe versucht, alle deine Tipps umzusetzen und einen neuen Schaltplan erstellt. Möchte, falls irgendwie doch möglich, gerne erstmal versuchen, das Ganze relativ simpel und ohne Operationsverstärker usw. aufzubauen. Könnte die neue Schaltung so funktionieren?

    MfG

    V-Robot
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  4. #4
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo!

    Ich befürchte nur, dass die Stromverstärkung des Transistors für Ansteuerung des Relais zu klein wäre, aber probieren kann man immer. Beim Nichtfunktionieren würde ich als nächstes mit aus zwei Transistoren diskret aufgebauten Darlington versuchen. Da die Hysterese der Schaltung vom Relais festgelegt ist, falls nicht passt, müsste man einen Schmitttriger aus zwei Transistoren anwenden.
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Die Schaltung solltest du in dieser Form nicht ans Netz anschließen!
    Sonst kannst du bald fliegen wie ein Eagle

  6. #6
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Mit der thermischen Kopplung an die 230V bei 200°C wirst Du so schnell nicht glücklich werden.
    Für den Einsatz empfehle ich eine 12V(!) Lötnadel, (die sind recht billig).

    https://www.google.de/#q=lötnadel+12...w=1117&bih=750

    Besonders elegant wird es, wenn man die Temperatur direkt am Widerstand des Heizelementes erkennt und damit regelt.
    Sonst kann man die Leistung auch grob über die Spannung einstellen.
    Geändert von Manf (08.05.2012 um 10:09 Uhr)

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Zitat Zitat von Manf Beitrag anzeigen
    Mit der thermischen Kopplung an die 230V bei 200°C
    Ich komm nicht dahinter, was du damit meinst. Welches Problem genau hast du vor Augen?
    Zitat Zitat von Manf Beitrag anzeigen
    Für den Einsatz empfehle ich eine 12V(!) Lötnadel, (die sind recht billig).
    Es geht ursprünglich um das Heizelement einer ?breits vorhandenen? Heissklebepistole.
    Sollte es allgemein um das Erzeugen von Wärme auf hohem Temperaturniveau gehen, ist eine fertige Niederspannungs-Heizpatrone sicher ein guter Weg.
    Zitat Zitat von Manf Beitrag anzeigen
    Besonders elegant wird es, wenn man die Temperatur direkt am Widerstand des Heizelementes erkennt und damit regelt.
    Und vermutlich auch etwas zu heftig für den Threaderöffner.

  8. #8
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Welches Problem genau hast du vor Augen?
    Ich meine die oben, eben von Dir anfgeführten Punkte 1-4, nur eben noch bei 230V und bei 200°C. Das wird nicht einfach, den Sensor bei 200°C zu befestigen und die Zeitkonstante des Sensors einzubeziehen. Es ist dann ein 230V Gerät mit mehr oder weniger gekonntem Basteleingriff.

    Was nützt es wenn das eine Heizelement des Gerätes für 4,95€ schon vorhanden ist, es sollte durch ein anderes aus einem 12V Gerät für 2-7€ ersetzt werden.

    Damit es nicht zu heftig wird steht die einfache Version unter: "sonst ..."

  9. #9
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    Ich sollte es noch genauer beschrieben, das Abeiten mit Heißkleber ist unheimlich praktisch, ich habe damit in letzter Zeit einige Konstruktionen mit relativ feinen Klebestellen hergestellt. Die Klebestellen waren dabei so fein dass sie mit einer Pistole kaum zu erreichen gewesen wären. Auch das Fließen in feine Fugen ist mit der Pistole kaum zu schaffen.

    Eine Lötnadel mit einstellbarer Leistung ist dafür aber ein sehr praktisches Werkzeug. Man kann mit Lötkolben bei redzuierter Temperatur und Klebestick ganz ähnlich arbeiten wie mit Lötkolben und Lötzinn. (Man kann allerdings kaum mit dem selben Lötkolben abwechselnd mit Zinn und mit Klebestiften arbeiten.)

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Schonmal vielen Danke für eure Hilfe.
    Zuerst möchte ich sagen, dass ich ganz offensichtlich einen Fehler im Schaltplan hatte. Habe diesen jetzt korrigiert. Nun geht es allein um das Heizelement der Heizklebepistole, welches nicht mit jener in Zusammenhang verwendet wird. Geheizt wird ein ca. 2x2x2cm großer Alublock. An diesen ist auch der Hochleistungs-NTC mit M3-Gewinde (http://www.pollin.de/shop/dt/NDI1OTc...issleiter.html) angeschraubt. Das Ganze wird keine präzisen Werte haben müssen, sollte nur grob regelbar zwischen 160 und 220 °C sein. Nur falls ich meine Schaltung verwende, wie kann ich den Wert des Potis für den genannten Temperaturbereich bestimmen? Liegt ein Wert von 1MOhm hier im üblichen Rahmen?

    Vielen Dank!

    MfG

    V-Robot
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