Druckbett 3D Drucker beheizen
Hallo Forum,
ich habe einen 3D Drucker mit einem Heizbett 12V DC. Die Elektronik des Druckers schafft es nicht das Heizbett über 70 Grad aufzuheizen. Notwendig sind 100 Grad oder mehr.
Am Ausgang der Elektronik werden 10,44V zum Heizbett DC geschickt. Schließt man das Heizbett, das für 12V DC ausgelegt ist, direkt an 12V an, wird auch sofort eine deutlich bessere Heizleistung erreicht.
Frage: das 30A Netzteil im Drucker hat genügend Ampere frei, um vom Netzteil am 12V DC Ausgang eine direkte Leitung zu dem Heizbett zu legen. Nun möchte ich aber, dass die Elektronik des Druckers die Temperatur steuert, also nur soviel zusätzliche Energie über die zusätzliche Verkabelung zuführen, damit der Drucker auf eine höhere Temperatur kommt aber immer noch selbst regelt.
Im Prinzip möchte die die Druckerelektronik nur mit einem "Stützstrom" versehen.
Kann ich ein einfaches Potentiometer in die Plus Leitung hängen, die dann vom Netzteil direkt zum Heitzbett geht, um so die Temperatur zu regeln. Das Heizbett kann 10 bis 12A wegstecken, welches Poti bräuchte ich da?
Vielen Dank.
Da ich selten in diesem Forum bin schickt mir doch zusätzlich Eure Antwort an cr@rce.de
DANKE !!!!!!!!!
Christoph
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Hab hier nochmal nen Bild das Malerflies/Baudecke gibt es im Baumakt und bringt ne ganze mänge hab 4 Lagen rein gemacht damit es schön fest zwischen Heitzbett und Heizplatte sitzt
Anhang 31221
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Den Plan habe ich mit Ltspice gezeichnet, das ist ein Simulationsprogramm. Die 3 Bauteile, die mit V gekennzeichnet sind, sind Spannungsquellen. Es ist alles Einheitenlos geschrieben, bei Widerständen sind es Ohm, Spannungen Volt und bei den Kapazitäten Farad. Teilweise steht ein Buchstabe zwischen den Ziffern (z.b. 4k7). Der Buchstabe gibt die Einheit an und die Stelle das Komma. Bei R6 steht z.b. 4k7, das bedeutet 4,7Kiloohm bzw 4700Ohm. Steht nichts, wie bei R3 ist es nur die Einheit (z.b. R3 = 4Ohm)
Da diese Bauteile in der Simulation standardmäßig vorhanden sind habe ich diese in der Simulation verwendet. Beim Mosfet habe ich einen Irlz34n genommen der kann bis 30A und bis 55V schalten. Den habe ich verwendet weil ich diesen zuhause gehabt habe und für mein HB geeignet war.
Wie im anderen Thread geschrieben habe ich R4 - R6 bzw Q4, Q5 entfernt und stattdessen einen Linearregler (bei mir LM317 im TO92 Gehäuse Und entsprechendem Spannungsteiler) verwendet.Wichtig ist hier nur das die max Gatespannung (meist 15V) nicht überschritten wird. C1 dient nur als Puffer, der Wert ist nicht so genau, es muss nur der Fet immer gut durchschalten, ich habe hier einen 10 Mikrofarad Elko genommen.
Die Zahl bei den Transistoren gibt den Verstärkungsfaktor an besser ist hier einer mit 40 (ich habe welche mit 25 zuhause, deswegen auch in der Simulation)
Bei den Bauteilen muss man sich immer innerhalb der Grenzen aus dem Datenblatt befinden. Du hast verschiedene Ströme bei verschiedenen Temparaturen gepostet, das sind die max. Ströme die das Bauteil bei deren Temperaturen aushält, im Normalfall bist du aber bei unter 50°C. Der Continous Drain Current ist der Maximale Dauerstrom ohne Unterbrechung, bei entsprechender Wärmeabfuhr, Pulsed ist eben Pulsierend. Wenn bei den Werten eine Spannung dabei steht (z.b. Vgs@10V) dann ist das die Gate Source Spannung bei dem dieser Wert erlaubt ist (Vgs ist die Steuerspannung).
Ein Foto von den Platinen habe ich angehängt. Der Aufbau von links ist Netzeil 24V, die Treiberplatine mit LM317, 1xBC327 , 2x BC337, Optokoppler, Kondensator,..., daneben der Fet auf einer eigenen Platine wegen dem Anschluss, ganz rechts ist die Druckersteuerung. Widerstände sind keine sichtbar, da ich SMD verwendet habe (auf Unterseite montiert), das braun/weiße Adernpaar ist mit den 24V verbunden, das grü/weiße mit der Druckersteuerung (Heizbett heizen).
MfG Hannes
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Ich habe den Plan nocheinmal gezeichnet wie ich ihn aufgebaut habe. Bei den Widerständen bin ich mir nicht ganz sicher, aber normalerweise habe ich diese Werte verwendet, die sind aber nicht so genau.
Hier die Erklärung zum Plan:
Es gibt 3 Klemmen, X1 bis X3. An X1 kommen die 24V vom Netzteil (1=0V und 2=+24V), X2 ist das Signal von der Druckersteuerung, X3 ist der Anschluss für das Heizbett
Zur Spannungsversorgung:
Den Spannungsregler benötigst du weil die Vgs Spannung der Mosfets nicht überschritten werden darf und diese häufig etwa 15V beträgt (deine Schaltung wird aber mit 24V versorgt). Diese findest du im Datenblatt unter Absolut maximum Ratings (Absolute Maximum Werte) und dort bei Vgs Gate to Source Voltage (Spannung zwischen Gate => Steuereingang und Source => Bezugspunkt des Mosfet). Source ist in meinem Plan der Anschluss der mit GND verbunden ist. Im Datenblatt vom Mosfet den ich verwendet habe (IRLZ34N) steht max. +/- 16V.
Am Spannungsregler befinden sich die 2 Widerstände R1 und R2. Diese müssen, beim LM317, so dimensioniert werden das Vgs nicht überschritten wird und der Mosfet trotzdem gut durchschaltet (also wenig Wärme umsetzt). Die Formel steht im Datenblatt. Der IRLZ34N ist ein sog. Logic Level Fet, bedeutet das man ihn schon mit Logic Level (z.B. 5V) ansteuern kann und dieser schon relativ gut leitet. Beim IRLZ34N steht das er bei 1 bis 2V zu leiten beginnt (Vgs Treshold) und in Fig.1 findest du die Ströme mit verschiedenen Vgs.
Ein kleiner Hinweiß zum Spannungsregler. Der von mir im Plan verwendete Regler hat einen GND Anschluss, beim LM317 nennt sich dieser allerdings ADJ oder Adjust (Einstellen). Wenn du statt dem LM317 einen Festspannungsregler hast (z.B. 7812) dann werden R1 und R2 entfernt und der GND Anschluss (dort nennt sich der wirklich GND) fix mit GND der Schaltung verbunden.
Diode D1 dient nur dazu das wenn die Spannung kurz einbricht sich der Kondensator C3 nicht wieder entlädt. C3 ist der Puffer der Schaltung, vor dem Spannungsregler habe ich keinen Elko genommen, da das NT genug Strom liefert. Bei einer Versorgung mittels Wechselspannung würde man einen Elko benötigen da die Spannung immer wieder auf 0V sinkt.
C1 und C2 sind für kurze Stromspitzen, für die der Elko zu Langsam ist, deswegen sind diese auch keramische Kondensatoren.
R5 muss so dimensioniert werden das der Optokoppler soviel durchschaltet um den Transistor T1 zu sperren. Für den Optokoppler gilt das gleiche wie ich unten beim Transistor geschrieben habe, auch dieser hat einen Verstärkungsfaktor. Was du aber speziell hier aufpassen musst ist das du R5 nicht überlastest. Wenn du aber einen Strom von etwa 10 bis 20mA nimmst sollte dieser ausreichend durchschalten. Die Formel lautet: R=(U-Uled)/Iled => U ist bei dir die Steuerspannung vom Drucker (12, 15 bzw 19V, das weiß ich nicht), Uled ist die Spannung von der Led im Optokoppler (steht im Datenblatt, eher die Minimale Spannung nehmen), solltest du z.b. eine weitere Led einbauen wollen (als Kontrolle) musst du diese ebenfalls subtrahieren (also U-Uled1-Uled2) und Iled ist der gewünschte Strom durch die Led (als 10 - 20mA). Achte aber darauf das du nur die SI Einheiten nimmst (also V, A, Ohm). Zum Schluss musst du noch ausrechnen ob du den Widerstand überlastet hast oder nicht (P=UxI).
Somit zum Hauptteil der Schaltung. R3 und R4 sind Pullupwiderstände, diese Ziehen den Pegel der Basen auf die Ausgangsspannung des Spannungsreglers.
Fall 1 => der Optokoppler U2 wird nicht angesteuert:
Der Transistor in U2 leitet nicht, dadurch kann R3 die Basis von T1 ansteuern. T1 leitet dadurch und zieht die Basis von T2 bzw T3 nach GND. Somit sperrt T2 (weil es ein NPN ist) und T3 leitet (weil es ein PNP ist). Warum das so ist kannst du im Internet nachlesen wenn du nach Erklärungen von Bipolartranistoren suchst. Das Gate des Mosfet ist ein Kondensator (zwischen Gate und Source), deswegen stehen in den Datenblättern auch immer Kapazitäten. Diesen Kondensator entlädt jetzt T3 und der Mosfet sperrt.
Fall 2 => der Optokoppler wird angesteuert:
Der Transistor im OK leitet und zieht die Basis von T1 auf GND, T1 sperrt. Dadurch kann R4 die Basis von T2 und T3 auf die Versorgungsspannung ziehen. Somit sperrt T3 und T2 leitet die Versorgungsspannung auf das Gate weiter, der Mosfet leitet und schaltet die Last auf GND.
Würdest du T1 weglassen wäre das Verhalten genau umgekehrt, T1 ist also nur zum Invertieren des Signals verantwortlich.
Die beiden Widerstände müssen so dimensioniert werden das der max. Basis Emitter Strom (Ibe) nicht überschritten wird, aber so groß damit der Kollektorstrom (Ic) noch geschalten werden kann. Der Kollektorstrom ist direkt abhängig vom Basis Emitter Strom und dem Verstärkungsfaktor (die Zahl nach der Transistorbezeichnung also 25 bzw 40 => hFE). Deswegen sollte man bei Schaltanwendungen, wie hier eher 40 nehmen, weil der einen Verstärkungsfaktor von 250 bis 630 hat. Beim "-25" ist die Verstärkung bei 160 bis 400 und beim "-16" hat man nur 100 bis 250. Deswegen nimmt man den "-16" eher für Analogverstärkerschaltungen und den "-40" für Schaltanwendungen. Diese Werte gelten für Den BC337.
Ich hoffe ich habe es verständlich erklärt.
PS: Du kannst die Simulationssoftware kostenlos herunterladen, nennt sich LTSpice von Linear Technology.
MfG Hannes