Heizelement und PT100

Fragen zu Elektronik und Elektro allgemein.Fragen zu Bauteilen wie z.B. Tansistoren, Dioden, Kondensatoren usw.

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Heizelement und PT100

Neuer Beitragvon Wosche am Montag 9. Juli 2018, 13:46

Hallo Community,

ich hätte ein paar Fragen zu Bauelementewahl meines Projektes.

Kurz zum Projekt:
Prinzipiell geht es darum eine Heizplatte spezifisch für die Anwendung zu designen. Der Plan ist eine etwa 60x60x10 mm kupferplatte zu haben, die mittels einer Heizfolie flächendeckend von unten erhitzt wird (oder von 3 Heizpatronen) auf bis zu 300°C und von einem PT100 Element überwacht wird. Der PT100 wird von einen Arduino Mikrocontroller ausgewertet und dieser steuert wiederum ein Rigol DP711 30V/5A (oder DP712 50V/3A) lineares DC Netzteil, das wiederrum die Heizelemente steuert um auf die jeweilige Zieltemperatur zu gelangen.

Nun zu meiner Frage.
Welche Heizelemte und welchen PT100 würdet ihr für diese Anwendung empfehlen?
Ich habe mich recht viel umgeschaut, aber nichts direkt passendes gefunden, ob von der Größe her oder von der Leistung.

Vielen Dank bereits im vorhinein für etwaige Vorschläge und Informationen.

Beste Grüße,
Martin
Zuletzt geändert von Wosche am Montag 9. Juli 2018, 13:56, insgesamt 1-mal geändert.
Wosche
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Re: Heizelement und PT100

Neuer Beitragvon anders am Montag 9. Juli 2018, 16:41

kupferplatte ....... auf bis zu 300°C
Kupfer oxidiert bei dieser Temperarur schon recht stark.
Nimm lieber Aluminium, das ist der nächst beste Wärmeleiter.

Der PT100 wird von einen Arduino Mikrocontroller ausgewertet und dieser steuert wiederum ein Rigol DP711 30V/5A (oder DP712 50V/3A) lineares DC Netzteil, das wiederrum die Heizelemente steuert um auf die jeweilige Zieltemperatur zu gelangen.
Krampf!
Warum willst du mit Gleichstrom heizen?
Das kompliziert die Sache nur unnütz.
Und dann noch ein lineares Netzteil zu verwenden ist Krampf² .

Hol dir einen zu deinem Heizer passenden Trafo, und schalte da einen Temperaturegler vom Chinesen davor.
Fertig.
anders
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Re: Heizelement und PT100

Neuer Beitragvon BernhardS am Montag 9. Juli 2018, 18:44

Welcher Pt100 ist eine merkwürdige Frage. Pt100 ist ein definierter Begriff. Meinst Du welche Bauform?

Ganz grundsätzlich ist es eine anstrengende Vorgehensweise zunächst die Bauteile festzulegen und dann erst einen Plan zu machen.
Frage: Was genau soll das denn werden?

Weitere Fragen:
Wieviel Masse wird denn aufgeheizt? Welche Oberfläche hat das heiße Teil? Wie ist die Luftkonvektion? Daraus kann man im Prinzip die benötigte Heizleistung errechnen.
Wie genau soll die Temperatur denn stimmen? Wieviel darf die Regelung denn um den Sollwert schwanken? Was passiert denn genau, wenn es 10-20-30 Grad zuviel oder zu wenig sind?

Der Arduino kann einen Pt100 nicht unmittelbar erfassen. Du wirst, falls Du beim Pt100 bleibst, eine kleine Wandlerplatine dafür kaufen müssen. Vielleicht / wahrscheinlich gibt es auch ein Shield dafür. Hast Du da schon geschaut?

Ich vermute mal, Du hast den Pt100 vorentschieden, weil Du hoffst, daß das die genauesten Werte liefert. Dem ist nicht so. Pt100 ist keine Gewähr für absolut richtige Werte. Die Verkabelung begrenzt die Genauigkeit und die Linearitätsfehler müssen irgendwo ausgeglichen werden. Und überhaupt muss der Geber richtig plaziert sein. Eine Platte hat nicht überall die gleiche Temperatur.
Ich wiederhole mich: wie genau wird das gebraucht? und warum so genau?
$2B OR NOT $2B = $FF
BernhardS
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Re: Heizelement und PT100

Neuer Beitragvon der mit den kurzen Armen am Montag 9. Juli 2018, 18:59

Warum nimmst du nicht einen PT1000, der hat deutlich höhere Widerstandsänderungen je Grad gegenüber einem PT100. Zum Zweiten sollten dein Heizer deutlich dicker werden. So hat er eine größere Wärmekapazität. Als Heizer würde ich 2 bis 3 Heizpatronen von einem Lötkolben verwenden. Denk mal über PWM Steuerung für die Heizer nach. Noch etwas übertreibe deine Regelung nicht . Genauer als +-5 Grad wirst du nicht erreichen.
Tippfehler sind vom Umtausch ausgeschlossen.
Arbeiten an Verteilern gehören in fachkundige Hände!
Sei Dir immer bewusst das von Deiner Arbeit das Leben und die Gesundheit anderer abhängen!
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Re: Heizelement und PT100

Neuer Beitragvon anders am Montag 9. Juli 2018, 20:37

Sofern man nicht bestimmte Temperaturprofile fahren will, lohnt es sich m.E. nicht sich mit einem Sammelsurium von Einzelteilen herumzuschlagen und den Kram dann auch noch programmieren zu müssen.

Mit solch einem (oder einem ähnlichen), habe ich mal den defekten und ehedem sauteuren Controller eines Sandbades ersetzt, anstatt ihn zu reparieren:
https://www.ebay.de/itm/Digitale-PID-0- ... 3008298288

Bei diesem liegt ein ´40A SSR dabei, das man für derartige Ströme aber mit einem Kühlkörper versehen muss:
https://www.ebay.de/itm/Neu-PID-Digital ... 1391003738
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Re: Heizelement und PT100

Neuer Beitragvon SAD am Montag 9. Juli 2018, 21:08

Moin!
Wozu so'n Umstand?
Hier fix und fertig
https://www.selftec.eu/ika-heizplatte-i ... n/a-14930/
Zur Not tun's auch 8x BD142 (T03-Gehäuse) parallel nur E-B anschließen.
Die Anschlüsse aber crimpen, denn sonst löten die sich selbst aus,
kleine Temp.-Regelung kaufen und gut ist.
Geht auch ohne Regelung, muß aber zumindest 1 LeistungsWiderstand in die Plusleitung rein.
Nutze selbst 6St. von den alten BD142, damit halte ich den Kaffeepott warm.:)
Zuletzt geändert von SAD am Montag 9. Juli 2018, 21:25, insgesamt 1-mal geändert.
Gruß SAD
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Re: Heizelement und PT100

Neuer Beitragvon anders am Dienstag 10. Juli 2018, 00:01

Zur Not tun's auch 8x BD142 (T03-Gehäuse) parallel nur E-B anschließen.?Die Anschlüsse aber crimpen, denn sonst löten die sich selbst aus,
Interessant, hast du das in Russland gelernt?


damit halte ich den Kaffeepott warm.:)
Bei 300°C?
anders
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Re: Heizelement und PT100

Neuer Beitragvon Wosche am Dienstag 10. Juli 2018, 06:09

Zuallererst mal Danke für die reichlichen Antworten.

BernhardS hat geschrieben:Welcher Pt100 ist eine merkwürdige Frage. Pt100 ist ein definierter Begriff. Meinst Du welche Bauform?


Ja insbesondere Welche Baumform am besten geeignet ist als Temperaturfühler, um es durch eine Bohrung in den Kupfer/Aluminium block zu setzen.

BernhardS hat geschrieben:Ganz grundsätzlich ist es eine anstrengende Vorgehensweise zunächst die Bauteile festzulegen und dann erst einen Plan zu machen.
Frage: Was genau soll das denn werden?

Weitere Fragen:
Wieviel Masse wird denn aufgeheizt? Welche Oberfläche hat das heiße Teil? Wie ist die Luftkonvektion? Daraus kann man im Prinzip die benötigte Heizleistung errechnen.
Wie genau soll die Temperatur denn stimmen? Wieviel darf die Regelung denn um den Sollwert schwanken? Was passiert denn genau, wenn es 10-20-30 Grad zuviel oder zu wenig sind?


Nun ja auf dem Block werden Messungen durchgeführt bzgl Diffusionen über eine U/I Messung. Und da Teilchen bei hoher Temperatur leichter diffundieren, ist der Sinn das die gesamte Plattte beheizt wird in diversen Stufen. das heißt die Temperatur sollte auf +-2°C relativ genau sein um keine Abweichungen zu erhalten.
Deswegen auch die programmierung mit dem Arduino, da der direkt die Messung steuert und eben auch direkt die Heizung um bei unterschiedlichen temperaturen Messungen durchführen zu können.
Das der Arduino das Signal des Temperaturfühlers nicht direkt erfassen kann, ist mir klar, diesbezüglich würde ich Referenzierungswiderstände hernehmen, ADCs etc.

BernhardS hat geschrieben:Ich vermute mal, Du hast den Pt100 vorentschieden, weil Du hoffst, daß das die genauesten Werte liefert. Dem ist nicht so. Pt100 ist keine Gewähr für absolut richtige Werte. Die Verkabelung begrenzt die Genauigkeit und die Linearitätsfehler müssen irgendwo ausgeglichen werden. Und überhaupt muss der Geber richtig plaziert sein. Eine Platte hat nicht überall die gleiche Temperatur.


Das der PT100 nicht genau und absolut linear ist ist mir klar, bis zu einem gewissen Prozentsatz sollte ich aber in der Lage sein die Nichtlinearität über die Auswertung ausgleichen zu können.
Zuletzt geändert von Wosche am Dienstag 10. Juli 2018, 06:10, insgesamt 1-mal geändert.
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Re: Heizelement und PT100

Neuer Beitragvon SAD am Dienstag 10. Juli 2018, 10:37

@ anders
Moin!
Nein, stammt nicht aus Russland, ist mal durch Unachtsamkeit passiert.
Beim Probebetrieb haben sich zwei BD142 selbst ausgelötet und
waren anschließend noch völlig intakt.
Wenn Du weißt, wann Lötzinn schmiltzt, weißt Du auch, das sie deutlich wärmer als 300°C
werden können und trotzdem noch intakt sind.

Meinen Kaffeepott halte ich bei ca.40-50°C warm, ich könnte ihn aber auch zum Kochen bringen,
nur geht dann der Pott so schlecht sauber zu machen.:(

Die Köpfe der Transistoren habe ich in einer 15mm dicken Aluplatte, in entspr. Bohrungen
eingepresst, damit der termische Kontakt besser gegeben ist.
Sollten sich die 6 Teile mal verabschieden...es gibt noch 113"Brüder" in der Bastelkiste,
bin mal günstig (umsonst) dran gekommen.:)

Entweder probiert man mit div. Widerständen und einem Thermometer die gewünschte Temperatur
einzustellen oder man kauft sich eine passende Regelung dafür.

Ich habe eine Regelung, Marke China gekauft und nutze zur Temperaturanzeige
ein Industrie-Digital-Termometer mit einem PT100.
Der Bereich meiner "Heizplatte" liegt bei 20°C bis max. 355°C
ohne das die BD142 T03 Rauchzeichen geben.

Bevor Du hier weitere unsinnige Sprüche klopfst, rate ich Dir, probiere es selbst aus.

Falls Du keine BD142 hast, es sollte auch mit 2N3055,
2N3771/2/3 o.ä. Leistungstransistoren funktionieren.

Schönen Tag noch! :)
Gruß SAD
SAD
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Re: Heizelement und PT100

Neuer Beitragvon BernhardS am Dienstag 10. Juli 2018, 15:57

Wird da Zinkoxid erhitzt?
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BernhardS
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